. Impactul Apelor Reziduale ALE Municipiului Iasi Asupra Microbiotei Raului Bahlui

CUPRINS

=== l ===

CUPRINS

INTRODUCERE

Perpetuarea vieții, cu toate atributele sale și dezvoltarea ei continuă pe trepte superioare este total condiționată de mediul ambiant – aer, apă, sol.

În mod intenționat, lucrarea de față acordă o atenție cu totul deosebită factorului apă pentru considerentele arătate în continuare.

Apa reprezintă un element constitutiv al naturii, unul din factorii indispensabili vieții, simbol al vieții însăși, ea a jucat un rol hotărâtor în apariția ei și evoluția vieții; fără ea nu ne putem imagina dezvoltarea ulterioară a naturii, a societății umane, a civilizației.

Apa a constituit întotdeauna o “preocupare” a omenirii. În prezent, problemele ce le ridică satisfacerea nevoilor tot mai crescute de apă sunt mai numeroase ca oricând.

Marile aglomerări umane, uzinele și combinatele industriale, centralele electrice de orice fel, mijloacele de transport, agricultura mecanizată și climatizată evacuează în mediu mari cantități de pulberi, gaze nocive, substanțe toxice și radioactive care afectează aerul, apa, solul, animalele și plantele.

Deșeurile civilizației umane de mare diversitate inundă natura punând în pericol echilibrele ecologice. Se apreciază că formele cele mai grave ale poluării mediului sunt reprezentate de poluarea apei, aerului și a produselor alimentare.

Referindu-ne la poluarea apei menționăm că zeci de mii de kilometri de fluvii și râuri colectează de pe suprafețe întinse substanțele nocive rezultate din centrele populate, industriale dăunătoare omului, florei și faunei.

Cunoașterea poluanților și efectele acestora asupra mediului înconjurător constituie o condiție esențială pentru a putea lua măsuri prin care să se limiteze sau chiar să se suprime acțiunea lor nocivă.

Necesitatea satisfacerii colectivităților în cerințe de apă în cantitate și calitate corespunzătoare, importanța perfecționării continue a proceselor biochimice de purificare și epurare a apelor, aplicarea mijloacelor și metodelor tehnice moderne în combaterea și prevenirea bolilor infecțioase hidrice au determinat un număr apreciabil de cercetări de hidromicrobiologie sanitară.

Fundamentarea științifică a normelor bacteriologice de calitate a apei și cu precădere a apei potabile au necesitat cercetări de mare amploare.

De-a lungul secolelor, apa a slujit din ce în ce mai mult omul în drumul său spre civilizație. Marile epoci industriale au fost epoci de folosire tot mai intensă a apei. În timp ce nevoile de apă cresc progresiv, se produce și o reducere treptată prin poluare a resurselor de apă.

Dacă cu două secole în urmă, consumul mediu de apă era de 1 – 3 mc pe locuitor, în prezent este de peste 500 mc pe locuitor în Franța, peste 1500 mc pe locuitor în America. Industria folosește în procesul de producție cantități uriașe de apă; pentru a produce o tonă de oțel sunt necesare 3 mc de apă; aceeași cantitate de hârtie necesită 1000 mc de apă. Cea mai mare parte a apei folosite în procesul de producție se evacuează sub formă de apă reziduală.

Bogăția naturală pe care o reprezintă apele de suprafață pentru industrie, agricultură, pescuit, a făcut ca în ultimii 10 – 20 de ani studiul lor să devină o preocupare a numeroase departamente, să se elaboreze o metodologie de studiu adecvată, să se efectueze cercetări de ordin hidrobiologic și igienico – sanitar a bazinelor de apă, în vederea folosirii lor.

Motivele pentru care mi-am ales această temă au fost cunoașterea surselor și a efectelor poluării apei, motive absolut necesare în vederea prevenirii poluării, care este un revers negativ al civilizației, poluare care astăzi se impune tot mai mult deoarece ea a trecut de la nivelul unor dificultăți sporadice la sumbre amenințări.

Astfel, evitarea și combaterea poluării sunt deziderate actuale a căror rezolvare contribuie la înlăturarea dificultăților existente.

Aș dori să mulțumesc pe această cale îndrumătorului meu științific, Șef lucrări drd. Simona Dunca, pentru răbdarea și amabilitatea cu care m-a îndrumat în realizarea lucrării de față, precum și personalului de la Laboratorul de Microbiologie.

Cap. I Poluarea apei, “flagel” contemporan

Poluarea aerului, apei, solului constituie pentru omul sec. XX una din cele mai specifice probleme care, în cazul nesoluționării ei, va continua să zdruncine din ce în ce mai acut echilibrul naturii.

Poluarea apei este forma cea mai gravă a poluării, cea mai evidentă prin efectele ei. Nevoile cantitative și calitative din ce în ce mai mari de apă, impun o atenție deosebită în această privință. Poluarea unei ape, a fost definită în cadrul unei Conferințe de la Geneva (1961) de către comisia economică pentru Europa astfel: “un râu poate fi considerat poluat atunci când apa este alterată din punct de vedere al compoziției sau a stării sale, direct sau indirect, ca rezultat al activității omului, astfel încât ea devine mai puțin aptă de a satisface unele sau toate foloasele pe care le-ar fi putut satisface în stare naturală.

Formele inițiale de impurificare au fost mult timp tolerate de societate. Abia mai târziu, populația din zonele cu mare concentrare demografică a început să fie conștientă de pericolul pe care-l reprezintă apele impurificate.

Procesul de impurificare a apelor ca urmare a activității omului este în plină desfășurare și este greu de prevăzut proporțiile pe care le va atinge în viitor. Nu este domeniu al activității omului care să nu contribuie la poluarea acvatică. Ceea ce se poate desprinde însă, ca o trăsătură caracteristică a acestui proces, este continuarea diversificării substanțelor impurificatoare, determinată de evoluția proceselor de producție. De aici necesitatea dezvoltării continue a cercetărilor saprobiologice și toxicologice, pentru cunoașterea efectelor imediate și de perspectivă, ale diferiților poluanți asupra bazinelor acvatice.

Puține tronsoane de râuri sunt lipsite de consecințele poluării; unele sunt transformate aproape în canale de apă poluată. Dacă pentru râurile cu debit mare, efectele sunt mai puțin grave, pentru râurile mici se constată o poluare mult mei importantă cu porțiuni complet degradate.

Într-o serie de țări s-a produs o stare pronunțată de poluare a apelor de suprafață. Astfel, Rinul și Ruhrul servesc ca exemple clasice de poluare. În râul Emsh, peștele a fost complet distrus; în Anglia multe râuri sunt moarte din cauza acizilor, alcaliilor a diferitelor substanțe chimice care au distrus întreaga viață acvatică; în Franța substanțele impurificatoare deversate în rețeaua hidrografică au în fiecare an o greutate (uscată) de 6 milioane tone.

În România, ca urmare a procesului de urbanizare și industrializare, de creare a noi centre populate, rețeaua hidrografică a suferit în ultimele două decenii o poluare tot mai pronunțată.

Astfel, în bazinul hidrografic Ialomița, râul Teleajen, Prahova, Ialomița sunt impurificate cu substanțe organice și în particular cu reziduuri petrolifere.

O situație asemănătoare o prezintă râul Trotuș în porțiunea sa inferioară. Râul Bistra este poluat cu ape reziduale provenite de la stația de flotație a minereurilor, iar altele ca Siret, Bistra și Mureș sunt poluate cu ape reziduale ce conțin cantități mari de substanțe organice și fenoli.

Măsurile luate pentru combaterea impurificării apelor în țara noastră au fost întreprinse înainte ca impurificarea să se generalizeze și să se ajungă la un nivel ridicat greu de remediat.

Aceasta poate permite ca prin continuarea de acțiuni energice pentru protecția calității apelor, în paralel cu dezvoltarea economică, țara noastră să fie ferită de neajunsurile grave întâmpinate în alte regiuni ale lumii.

Problema care se pune acut este legată de căile pe care trebuie să meargă societatea contemporană pentru a stăvili acest “flagel” pe care ea însăși l-a produs. La această frământare generală răspunsul unanim este că ar fi absurd să se renunțe la binefacerile tehnicii pentru a preveni poluarea, când pentru combaterea ei sunt suficiente mijloace.

Nu trebuie însă să ne facem iluzia că poluarea, denaturarea mediului de existență vor dispărea cu totul chiar și într-un viitor îndepărtat, dar putem nădăjdui în reducerea lor considerabilă și această misiune practică prin natura ei, depinde, ca orice domeniu care se vrea argumentat științific, în primul rând de cercetarea fundamentală.

Cap. II Apele reziduale

Apa, elementul de mediu cu o importanță majoră în condiționarea vieții și în dezvoltarea colectivităților umane, trebuie să corespundă la două cerințe: să fie bună, de calitate și să fie în cantitate suficientă.

Ca urmare a multiplelor activități ale omului apele sunt poluate și ele devin mai puțin adecvate tuturor sau numai unora dintre utilizările pe care le pot căpăta în stare naturală.

Clasificarea apelor reziduale și a surselor de poluare

După utilizarea lor în industrie, agricultură, gospodărie etc., apele încărcate cu diverse substanțe și uneori cu caracteristicile fizice schimbate, sunt evacuate în apele de suprafață sub numele de ape reziduale.

Clasificarea apelor reziduale se poate face în funcție de originea și compoziția lor chimică. După origine deosebim:

ape fecaloid – menajere;

ape uzate orășenești;

ape industriale.

După caracteristicile fizico – chimice deosebim:

ape cu conținut predominant în materii organice, ce cuprind apele menajere și unele ape industriale (cum sunt cele evacuate de industria alimentară, în special);

ape cu conținut predominant anorganic în care se situează majoritatea apelor industriale.

În cuprinsul teritoriilor tributare cursului de apă există două categorii de surse de poluare a bazinului acvatic:

Surse de impurificare neorganizată – reprezentate de diverse centre populate amplasate în apropierea cursurilor de apă, pe care le impurifică ca rezultat al raporturilor teritoriale și de folosință.

Starea de salubritate deficitară a unor centre face ca, după precipitații, apele de spălare a solului impurificat să ajungă în cursul de apă pe care-l impurifică.

Surse de poluare organizate – ale căror reziduuri se deversează în bazinele receptoare printr-un sistem de canale.

În cadrul acestor surse deosebim:

Surse de poluare cu ape reziduale fecaloid – menajere – rezultate de la nivelul centrelor populate, canalizate, a căror debite variază în raport cu mărimea colectivității. În general, apele reziduale fecaloid – menajere au următoarea compoziție (la litru): substanțe organice 50-75 g; substanțe minerale 20-30 g; azot total 50-200 g; fosfați 10-40 g; bacterii în concentrație de zeci de milioane (bacilul coli numără de la sute de mii până la câteva milioane de exemplare); apoi unele bacterii patogene ca: Salmonella typhi, Salmonella paratyphi, Shigella, etc. alături de bacteriofagi, virusuri, ouă de paraziți.

Substanțele organice din apele reziduale și de suprafață se pot exprima în consum chimic de oxigen (CCO) sau de permanganat folosit pentru oxidarea lor în laborator și în consum biochimic de oxigen în interval de 5 zile (CBO5) ceea ce redă, în acest ultim caz, măsura capacității de transformare oxidativă, enzimatică, de natură biologică, determinată de microorganismele din apă.

Măsurătorile prin acești indicatori arată valori (exprimate în ceea ce se cheamă locuitor – echivalent / zi) de 54-70 g CBO5 (sau 330-450 mg/l).

Caracteristica și riscul principal al apelor menajere îl constituie încărcarea lor în microorganisme, dintre care unele sunt patogene. Un gram de dejecție aduce în ape miliarde de bacterii.

Germenii patogeni sunt evacuați de purtătorii bolnavi sau sănătoși, oameni sau animale și sunt reprezentați de genurile: Salmonella, Shigella, Streptococcus, Staphylococcus, Mycobacterium, apoi de virusurile hepatitei epidemice, poliomielitei, ECHO, Coxsackie, etc., ciuperci patogene și ouă de paraziți.

Contaminarea apelor cu microorganisme patogene este de asemenea produsă și de animale sălbatice, cu precădere de rozătoare.

Sursele de poluare cu ape reziduale industriale – provin de la combinatele industriale , întreprinderi, șantiere, etc. Aceste surse constituie cele mai puternice categorii de poluare a bazinelor de apă. Ele au degradat numeroase cursuri de apă și prezintă riscul scoaterii din folosință curentă a unor bazine hidrografice întregi, iar într-un viitor nu prea îndepărtat chiar a tuturor rezervelor mondiale de apă.

Cantitatea și gradul de poluare variază de la ape reziduale deversate în cantități mici, relativ curate, până la ape reziduale deversate în cantități mari și foarte poluate, ale căror efecte se simt asupra bazinului receptor (apele reziduale petrolifere, apele provenite din industria chimică, siderurgică).

O singură întreprindere industrială transformă în apă reziduală debite mai mari decât cele folosite de un municipiu și deversează adeseori ape mult mai nocive decât ale acestuia.

Sursele de poluare cu ape meteorice – devin poluante mai puțin prin “spălarea” aerului, care nu provoacă o încărcare cu poluanți decât la începutul căderii precipitațiilor, și foarte mult prin spălarea solului poluat cu reziduuri de diferite naturi: dejecții, cadavre vegetale sau animale în descompunere, substanțe chimice, microorganisme, etc. La începutul scurgerii precipitațiilor în bazine apele meteorice conțin mai mari cantități de poluanți, cu concentrație ridicată și cu caractere mai nocive, proporționale cu densitatea populației din ariile de pe care se adună și cu insalubritatea solului pe care-l spală.

Cele mai concentrate în poluanți par a fi apele meteorice provenite din topirea zăpezilor, pentru că ele transportă toate depunerile acumulate pe sol în timp îndelungat și netransformate din cauza temperaturii scăzute și a lipsei activității biologice.

Caracteristică pentru aceste ape în perioada actuală și în perspectivă este poluarea cu pesticide și îngrășământ folosite în agricultură.

Particularitățile apelor reziduale

Apele reziduale se caracterizează prin următoarele caracteristici:

prezența substanțelor chimice nocive (unele cu grad ridicat de toxicitate ca: fenoli, cianuri, detergenți, compuși ai metalelor grele);

prin prezența peliculelor uleioase, a suspensiilor, substanțe care pe unele sectoare din bazin distrug organismele și fac apa bazinului improprie de a fi utilizată.

Apele reziduale industriale care prezintă o nocivitate deosebită sunt în primul rând cele provenite de la nivelul combinatelor chimice, metalurgice, de flotație a minereurilor, de rafinare a petrolului, de la fabricile de celuloză și hârtie. Aceste ape conțin concentrații diferite de săruri, Pb, Zn, Cu, arsen, fenoli, gudroane, cianuri, care chiar în concentrații mici au efect toxic.

Industriile de prelucrare a produselor animale, fabricile de zahăr, amidon, produse lactate determină efluenților industriali un conținut de materie organică ridicat, care supusă acțiunii bacteriene este transformată în produse mai simple (H2S, sulfuri organice) ce imprimă apei miros și gust caracteristic.

Industriile de celuloză și hârtie evacuează ape încărcate cu cantități mari de leșii sulfitice, coloranți, fibre de celuloză.

Industria textilă deversează ape încărcate cu uleiuri, coloranți, gume, săpunuri, resturi de fibre.

Dacă ne referim la țara noastră, putem preciza că zilnic se evacuează cca. 2500 tone substanțe minerale, 18 tone substanțe fenolice, 400 tone produse și reziduuri petrolifere.

În ultimul timp, anumite categorii de poluanți acvatici, așa numiții “poluanți moderni”, impun prin consecințele lor grave o atenție deosebită. Dintre aceștia ne vom referi la: reziduurile petroliere, efluenții industriali ce conțin fenoli, detergenți, pesticide.

Categorii de poluanți

Poluarea cu reziduuri petroliere, a devenit ubicuitară, iar consecințele acestei poluări sunt durabile și greu de remediat, dat fiind stabilitatea lor în apă, persistând pe distanțe mari.

O apă impurificată cu aceste substanțe nu poate fi utilizată pentru consum, alimentări industriale, irigații, piscicultură.

Datorită nemiscibilității lor cu apa, fracțiunile insolubile se ridică la suprafața apei sub forma unei pelicule uleioase, care împiedică difuzarea aerului atmosferic. Moartea organismelor acvatice survine atât din cauza peliculei, cât și datorită substanțelor ce rezultă din descompunerea produșilor petrolieri.

Procedeele biologice, în care flora microbiană petrolo – oxidantă contribuie la epurarea acestui tip de apă reziduală sunt cele mai eficiente metode în scopul reducerii efectului nociv al acestui poluant.

Poluarea cu fenoli. Derivații hidroxilici ai hidrocarburilor aromatice, fenolii ajung în apele de suprafață odată cu apele reziduale provenite de la distilarea cărbunilor, gudroanelor din industria petrochimică. Ei exercită o acțiune vătămătoare asupra bazinelor acvatice prin:

consumarea oxigenului dizolvat în apă;

imprimarea unui gust și unui miros caracteristic apei, mai ales când aceasta este tratată cu clor și când se formează clorfenolii;

imprimarea unui gust și miros specific cărnii de pește chiar la concentrații mici;

distrugerea faunei acvatice (concentrația minimă letală este de 5-6 mg/l pentru pești și de 10-200 mg/l pentru alte microorganisme).

Pătrunderea fenolilor în organismele vii se poate face pe cale respiratorie, cutanată și digestivă. Fenomenele toxice generale acute apar după absorția unei cantități de fenoli de cel puțin 1 g, doza letală fiind 10-20 g. Fenolii manifestă un efect toxic pronunțat asupra centrilor nervoși superiori, producând o stare de șoc și o moarte imediată prin paralizia centrilor respiratori. Se produce o scădere a rezervei alcaline și a sulfaților; ficatul suferă datorită suprasolicitării funcției sale antitoxice.

Anatomopatologic se constată congestii intense și sufuziuni hemoragice în organele afectate dar, mai ales, la nivelul centrilor nervoși. În formele avansate se observă necroze renale, degenerescență grasă hepatică, infiltrate pneumonice, afectări ale cordului.

Acțiunea locală asupra tegumentului depinde de concentrația soluției, timpul de acțiune și de suprafața de contact, astfel că fenomenele de iritație și parestezie pot apărea la o concentrație de 2%, soluțiile mai puternice , mai concentrate, producând necroză și cangrenă datorită precipitării și coagulării energice a proteinelor.

Absorbit în doze mici și repetate determină apariția unor fenomene asteno – vegetative (astenii, amețeli, cefalee, tulburări ale somnului, lipotomii) și modificări morfopatologice în organele vitale.

Datorită particularității poluării apei cu substanțe fenolice se impune în mod obligatoriu tratarea apelor reziduale industriale în instalații de epurare în vederea îndepărtării acestora înainte de a fi deversate în rețeaua de canalizare comunală.

Ca și în cazul epurării apelor reziduale petroliere, instalațiile de epurare biologică în care de asigură dezvoltarea unei flore fenol – oxidante, are eficiența cea mai mare comparativ cu metodele chimice de tratare a efluenților ce conțin fenoli.

c) Poluarea cu detergenți. Printre substanțele chimice care contribuie la impurificarea apei, creând dificultăți în utilizarea ei, detergenții sunt semnalați în cantități crescânde. După caracterul grupei hidrofile ei se împart în:

– detergenți anionici – utilizați în gospodărie;

– detergenți neionici – utilizați în industrie;

– detergenți cationici – care din cauza acțiunii bactericide sunt utilizați în spitale, abatoare.

Detergenții ajung în apele de suprafață și apoi în cele subterane ca urmare a evacuării apelor reziduale neepurate provenite de la întreprinderile care îi produc, de la secțiile care-l folosesc ca materie primă în procesele tehnologice, de la utilizarea menajeră și edilitară direct în cursurile de apă sau la suprafața solului. Dintre toți poluanții prezenți în apele de suprafață detergenților li se acordă o mare atenție deși nu sunt cei mai nocivi datorită particularităților lor de formare a spumei.

Prezența detergenților în apele folosite în scop potabil modifică proprietățile organoleptice ale apei potabile, scade eficiența stațiilor de tratare și contribuie datorită substanțelor adjuvante la eutrofizarea râurilor și lacurilor.

Pătrunderea detergenților în organisme pe orice cale (digestivă, respiratorie, cutanată) nu ridică probleme deosebite deoarece toxicitatea lor nu este mare. Modificarea permeabilității tubului digestiv duce la creșterea absorției unor substanțe nocive întâlnite în apă sau în unele produse alimentare. În organism detergenții nu sunt metabolizați, ei fiind eliminați pe cale renală sau digestivă.

Acțiunea detergenților constă în străbaterea barierei lipoidice a celulei și inhibarea proceselor respiratorii care au loc în interiorul ei. Asupra organismului uman au o acțiune methemoglobinizantă, acționează asupra aparatului cardio – vascular, dau o simptomatologie digestivă cu manifestări diareice și chiar hemoragice.

Acțiunea detergenților asupra apelor de suprafață se manifestă prin:

– aspectul neplăcut pe care-l capătă aceastea din cauza spumei ce împiedică oxigenarea apei;

– distrugerea florei și faunei acvatice (concentrația minimă letală este de 0,3-2,5 mg/l pentru detergenții cationici);

– îngreunează prelucrarea apelor în procesul de epurare.

Tratamentul biologic al acestor categorii de ape reziduale și îndeosebi cel cu nămol activ este negativ influențat de prezența detergenților, datorită faptului că agenții tensioactivi reduc gradul de oxigenare. Reducerea cu 65% a coeficientului de absorție a oxigenului duce la o reducere cu 30% a capacității de epurare.

Procedeele de îndepărtare a detergenților din apele reziduale constau în:

– oxidarea lor cu ajutorul catalizatorilor;

– eliminarea prin coagulanți;

– adsorția cu diferite materiale adsorbante;

– procedeul cel mai eficient rămâne cel al biodegradării sub influența florei microbiene și a enzimelor acesteia.

d) Poluarea cu pesticide. Printr-o aplicare greșită, din neglijență, sau datorită apelor de ploaie ce spală terenurile, substanțele fitofarmaceutice (pesticidele) pot ajunge în bazinele acvatice producând o distrugere parțială sau totală a organismelor, imprimă apoi un miros și un gust particular. Insecticidele din grupa hidrocarburilor clorurate și a celor organo-fosforice sunt cele mai primejdioase prin toxicitatea lor, prin persistența remarcabilă în apă și mâl, și de a se transmite astfel în tot lanțul trofic până la om.

DDT (diclor – difenil – tricloretan) și analogii săi (aldrin, metoxiclor, heptaclor) au limitele de toxicitate între 10 mg/l pentru pești și 1 mg/l pentru nevertebrate. Studiile efectuate asupra persistenței pesticidelor în apă au evidențiat faptul că toxafenul persistă până la 270 de zile când concentrația era de 0,84 mg/l , aldrinul- o lună la o concentrație de 0,04 mg/l. Moartea peștilor, care are loc la concentrații mici de pesticide, este cel mai frecvent utilizată ca indice al poluării apelor cu pesticide.

e) Poluanți biologici. Organismele de origine animală sau vegetală care există în mod natural sau sunt introduse și supraviețuiesc un timp în apă exercită efecte importante asupra calității și posibilității de utilizare a acesteia.

Poluanții biologici primari sunt reprezentați prin forme biologice în majoritate patogene (enterobacterii, leptospire, brucele, enterovirusuri, protozoare) care ajung în bazin odată cu apele reziduale. Neavându-și ca habitat normal apa, aceste forme supraviețuiesc un timp, rareori prosperă sau se multiplică (în funcție de capacitatea de a forma spori, competitivitatea față de alte organisme, factorii de mediu). Din categoria acestor poluanți amintim grupul Salmonella, ce se caracterizează printr-o capacitate mare de supraviețuire în apă și cu posibilități largi de transmitere a infecției.

În privința supraviețuirii pe parcursul râului, salmonelele au fost găsite la 25-30 km aval de deversarea apelor reziduale menajere. Leptospirele pot supraviețui 36 de zile; apele tratate și dezinfectate cu clor le distrug, în schimb procesele de sedimentare nu le îndepărtează.

Bacillus anthracis se caracterizează printr-o viabilitate redusă a formei sale vegetative, în schimb forma sporulată persistă ani de zile. Deși rară, transmiterea infecției cărbunoase la om și animale pe calea apei este posibilă dat fiind potențialul epidemigen ridicat al apelor reziduale provenite de la întreprinderile de prelucrare a pieilor, a lânii.

Grupul coliformilor a fost propus ca indice de poluare fecaloidă. În general lipsiți de patogenitate, unele tulpini de Escherichia coli pot fi patogene cauzând tulburări gastro – intestinale. Aceste tulpini sunt rezistente persistând în diferite condiții până la 160 zile.

Enterobacteriacele cuprind o familie foarte răspândită în natură de microbi Gram – negativi, nesporulați, de formă bacilară, majoritatea mobili care se întâlnesc atât în conținutul intestinal al omului și animalelor cât și în mediul înconjurător. Din genul Escherichia face parte colibacilul Escherichia coli. Acesta este microbul care predomină în flora intestinală a omului și animalelor.

În anumite condiții colibacilul poate trece din starea de parazitism comensal în stare de patogenitate, determinând la om infecții a căror gravitate depinde fie de localizarea microbului, fie de gradul de rezistență al organismului afectat. Prezența colibacililor în apa de băut indică contaminarea acesteia precum și posibilitatea transmiterii prin apa contaminată a acestor germeni patogeni care pot provoca sindromul toxico – septic în cazul nou – născuților.

Poluanții biologici secundari sau corolari, sunt reprezentați de organismele indigene care se găsesc în mod normal în apă și care proliferează la un moment dat, devenind poluanți din cauza activității umane care datorită deversărilor de ape reziduale îmbogățesc în substraturi nutritive apa. Pe lângă bacteriile ce degradează materia organică, contribuind la mineralizarea ei, punând în libertate factorii nutritivi care au fost înmagazinați în organismele moarte, întâlnim și grupe de bacterii ce caracterizează un anumit tip de poluare a surselor de apă, exercitând un efect negativ asupra proprietăților organoleptice ale ei.

Grupul ferobacteriilor (Leptothrix, Crenothrix, Galionella) în cantități mari duce la modificarea culorii apei, exercitând o acțiune corozivă în sensul că înfundând conductele și filtrele instalațiilor de epurare, în condițiile unei încărcări organice mari creează condiții de anaerobioză favorabile înmulțirii bacteriilor corozive.

Influența apelor reziduale asupra bazinelor acvatice

După cum factorii care acționează asupra sistemelor acvatice în procesul de impurificare sunt foarte diferiți, tot așa și efectele produse asupra condițiilor fizico- chimice și biologice sunt multiple, suprapunându-se parțial sau integral.

Dintre acestea rezumăm pe cele mai importante:

– materiile organice biodegradabile se descompun, ducând la dezoxigenarea apei din receptor; având o influență directă asupra peștilor și asupra tuturor organismelor acvatice și o influență indirectă, prin apariția unor produși de descompunere vătămători.

Rezultatul final este restructurarea biocenozei acvatice:

– materiile în suspensie se depun în albia râului, distrugând organismele bentale, alterând locurile de pontă ale peștilor. Dacă suspensiile sunt predominant organice, la efectele arătate se adaugă și dezoxigenarea apei și apariția de produși toxici.

– substanțele corozive (acizi, baze) cât și substanțele toxice pot provoca moartea organismelor acvatice în funcție de natura și concentrația lor. Distrugerea bacteriilor va avea consecințe negative asupra procesului de autoepurare.

– microorganismele patogene care pot apărea mai cu seamă în timpul epidemiilor duc la o contaminare a apelor, cu consecințe grave asupra sănătății publice;

– efluenții cu temperatură ridicată pot conduce la modificarea regimului termic din receptor cu consecințe asupra vieții acvatice, activarea proceselor biochimice de descompunere a materiei organice, dispariția unor forme de organisme, modificări în ciclurile de dezvoltare a unor plante și animale;

– prezența unor substanțe ce imprimă gust și miros neplăcut face apa inutilizabilă pentru consum și diverse scopuri industriale.

Epurarea acestor ape întâmpină adesea dificultăți:

– prezența în apă a unor materii organice sau a unor substanțe biogene rezultate din procesele de descompunere ale acestora favorizează dezvoltarea în masă a unor microorganisme (bacterii filamentoase, ciuperci, ciliate) care pot acoperi în întregime albia râului, ducând la o distrugere a echilibrului biologic din sistem. Prin descompunerea lor după moarte, se produce fenomenul de poluare secundară, caracterizat prin apariția de mirosuri specifice, dezoxigenarea apei, etc.

– prezența unor săruri minerale în exces poate duce la creșterea durității apei, făcând-o greu utilizabilă pentru unele procese industriale sau pentru alimentările cu apă potabilă.

În urma deversărilor de ape reziduale insuficient epurate sunt afectate diferitele utilizări ale apelor:

Aprovizionarea cu apă a centrelor populate – poate fi periclitată prin pătrunderea odată cu reziduurile deversate a diferiților germeni patogeni, substanțe chimice. În colectivitățile care utilizează apa de suprafață impurificată, morbiditatea prin febră tifoidă, dizenterie, hepatită virală, înregistrează incidente mai crescute.

Aprovizionarea cu apă a întreprinderilor – este adesea stânjenită dacă apa este poluată cu reziduuri menajere sau industriale.

Apa de producție necesită o serie de proprietăți în raport de industrie, care sunt greu de satisfăcut dacă sursa de aprovizionare este poluată. Industria alimentară, de preparare a antibioticelor, necesită o apă lipsită de germeni. Producerea hârtiei de calitate necesită o apă lipsită de Fe și Mn.

Irigațiile necesită o apă lipsită de substanțe toxice, germeni patogeni și ouă de paraziți. Alături de posibilitățile de contaminare a produselor agricole trebuie să ținem seama de eventuala prezență în apa de irigat a substanțelor nocive dăunătoare microflorei solului și dezvoltării plantelor.

Piscicultura este în momentul de față serios amenințată de poluare. Moartea peștilor reprezintă unul din indicatorii de poluare cel mai ușor de detectat. Poluanții industriali (reziduuri petroliere, pesticide, fenoli) pot deteriora carnea peștelui făcând-o improprie consumului. Acolo unde poluarea fecalo – menajeră este predominantă, contaminarea peștelui cu germeni poate constitui un risc de transmitere a unor afecțiuni.

Navigația suferă de pe urma poluării în sensul deteriorării suprafețelor metalice ale navelor prin contactul cu ape acido – corozive.

Impactul poluării cu microorganisme asupra omului

Consecințele negative ale poluării s-au făcut cunoscute de multă vreme îndeosebi sub forma infecțiilor și infestațiilor provocate de prezența în apă a microorganismelor și ouălor de paraziți și prin poluarea cu reziduuri provenite de la purtătorii de germeni. S-au semnalat, de asemenea, intoxicații provocate de prezența în apă a unor metale și a altor agenți minerali toxici.

Colectivitățile umane sunt afectate de poluarea apelor în diferite grade, de la tulburări ale confortului și reducerea standardului sanitar, până la îmbolnăviri grave și decese. Astfel, poluarea cursului de apă dintr-o localitate poate să aibă consecințe negative de ordin psihic datorită în primul rând a aspectului dizgrațios și mirosurilor neplăcute care duc la nefolosirea apei în scopuri gospodărești și de agrement.

O poluare puternică, aparentă sau ascunsă, cu substanțe toxice sau microorganisme, în concentrații ridicate poate provoca grave epidemii și intoxicații cu proporții însemnate de decese.

Afectarea omului și a sănătății sale prin apele poluate se poate diferenția în următoarele categorii de efecte, după agenții de poluare:

– poluarea cu microorganisme sub formă de bacterii și virusuri poate duce la infecții sporadice sau epidemii;

– poluarea cu ouă de paraziți, protozoare, poate produce infestații;

– poluarea cu substanțe chimice poate provoca intoxicații, tulburări metabolice, de dezvoltare sau cel puțin face apa improprie pentru băut sau alte folosințe.

Infecțiile hidrice – sunt provocate de o varietate de bacterii și virusuri a căror poartă de intrare este calea digestivă. Dintre aceste sunt menționabile: bacteriile din grupa salmonelelor din care fac parte bacilul tific (agentul patogen al febrei tifoide), bacteriile paratifice și o serie de alte bacterii înrudite, agenți ai toxiinfecțiilor alimentare; bacteriile din grupa shigelelor- agentul patogen al dizinteriei bacilare. O categorie aparte este constituită de vibrionul holeric, care a reintrat în actualitate în ultimii ani nu numai pentru zonele endemice din Asia, ci și pentru regiuni din Europa și America, unde holera nu mai fusese cunoscută de multă vreme.

În afară de bolile gastrointestinale care au agenți patogeni și manifestările chimice specifice, poluarea apei produce și îmbolnăviri gastrointestinale banale, ai căror agenți patogeni sunt bacteriile obișnuite ale tubului digestiv, îndeosebi colibacilul. Gastroenteritele însoțesc epidemiile cu Salmonella și Shigella. În același sens pledează și izbucnirile în masă, de sine stătătoare ale gastroenteritelor, în cadrul unor poluări din care lipsesc alte enterobacterii patogene.

Virusurile produc o categorie specială de îmbolnăviri hidrice.

Printre acestea, primul loc îl ocupă virusul hepatitei epidemice, care provoacă în prezent cel mai mare număr de îmbolnăviri virotice, urmate uneori de decese și invalidități. Virusul poliomielitei poate fi transmis, de asemenea, prin apa poluată și prezintă unele însușiri biologice similare. Alte virusuri enterice, care pot fi transmise pe calea apei, sunt virusurile Coxsackie și ECHO din care se cunosc numeroase tipuri, care dau boli localizate în diferite organe: tub digestiv, meninge, creier, etc.

Poluarea apei cu microorganisme poate provoca și îmbolnăviri pe cale indirectă, prin contaminarea obiectelor, a alimentelor, etc. Astfel, o apă contaminată cu Pseudomonas aeruginosa (bacilul piocianic) determină infectarea plăgilor chirurgicale, a rănilor și a arsurilor.

Contaminarea alimentelor cu germeni proteolitici din apă și din sol (Proteus, Bacillus cereus),determină degradarea acestora și apariția de substanțe toxice. În ultima vreme s-a descoperit contribuția toxică a unor substanțe prezente în furaje, generate de Aspergillus flavus.

Bacteriile care constituie agenți patogeni ai toxiinfecțiilor alimentare (îndeosebi salmonelele), ajunse în mediu odată cu dejecțiile animalelor și ale omului, pot contamina apa și prin intermediul acesteia, alimentele.

Unele protozoare patogene pentru om constituie de asemenea cauza îmbolnăvirilor grave. Dizinteria amoebiană este dată mai ales de legumele irigate cu apă infectată, neepurată (filtrarea din stațiile de epurare reține microorganismele patogene).

Epurarea apelor reziduale

Legile de protecție a mediului prevăd anumite condiții fizico – chimice și igienico – sanitare, pe care trebuie să le îndeplinească bazinele acvatice. Constituind factorul principal de impurificare al surselor naturale de apă, se impune cu necesitate epurarea apelor reziduale, înaintea reîncadrării lor în circuitul apei în natură.

Kearney și colaboratorii (1987), arătând că microorganismele sunt infailibile și că ele nu pot descompune orice, au stabilit câteva reguli pe care trebuie să le îndeplinească substanțele sintetice introduse în mediile naturale pentru a fi biodegradabile. Microorganismele care efectuează procesul de degradare trebuie să aibă condiții de dezvoltare, iar compusul asupra căruia acționează trebuie să se găsească într-o formă susceptibilă atacului microbian, să poată induce enzima care-l inactivează (produsele prea puțin solubile sau aflate în mediu în cantități prea mici nu îndeplinesc această condiție) și să vină în contact direct cu microflora.

Se pune problema: de vreme ce s-a reușit să se identifice și să se cultive microorganisme care descompun un număr mare de compuși sintetici, nu este posibil ca ele să fie inoculate în mediile naturale pentru a descompune factorii poluanți?

Metoda a dat, într-adevăr, rezultate de mare valoare practică atunci când s-a aplicat la ape, devenind unul din fundamentele epurării biologice a apelor reziduale.

Pentru apele impurificate, stimularea microorganismelor depoluante (prin furnizarea de azot, fosfor sau prin aerare) s-a dovedit, de asemenea eficientă.

Epurarea biologică a apelor poluate creează o nouă problemă: cum să se elimine corpii microbieni morți, care constituie la rândul lor o sursă de poluare de volum impresionant?

Deși problema este nerezolvată încă de manieră satisfăcătoare putem aprecia că aceste reziduuri organice ușor mineralizabile și humificabile vor putea fi înlăturate în procesul de purificare a apei.

Întrucât procesele de autopurificare naturală a bazinelor nu mai pot reface echilibrul distrus în timp scurt și eficient, datorită amplorii pe care o ia impurificarea, este mai mult decât necesară intervenția omului în procesul de purificare a apelor reziduale cu ajutorul instalațiilor de epurare.

După calitatea și cantitatea apelor reziduale, stațiile de epurare sunt mai mult sau mai puțin complexe, scopul lor fiind de a reduce impuritățile din efluent sub limita tolerată de bazinul receptor. Instalațiile de epurare funcționează la fel ca și procesele naturale de autopurificare, deosebirea ar fi că prin anumite artificii, acțiunea de epurare este astfel exaltată încât se petrece în perioade de timp de sute de ori mai scurte decât în natură.

Epurarea apelor reziduale are pe lângă avantajul asigurării sănătății unei mari colectivități umane și pe acela că prin această operație se pot recupera cantități însemnate de substanțe folositoare. În tehnica de epurare se deosebesc două faze principale: faza mecanică și cea biologică.

În faza mecanică se rețin impuritățile solide, organice și anorganice, aflate în suspensie prin sedimentare, cu sau fără adaos de coagulanți.

În faza biologică, și cea mai importantă, sunt descompuse materiile organice solvite sau coloidale, cu ajutorul microorganismelor.

Procesele epurării biologice a apelor reziduale se produc fie în condiții anaerobe (tancuri septice, metatancuri), fie în condiții aerobe (biofiltre, aerotancuri, instalații cu nămol activ).

Principalul deziderat ce trebuie îndeplinit în epurarea biologică este realizarea unei cât mai mari suprafețe de contact între apa încărcată cu materii organice și masa de microorganisme; în metodele aerobe se mai adaugă și asigurarea unei cantități suficiente de oxigen.

Toate metodele biologice de epurare au la bază același principiu.

Bacteriile extrag din apa reziduală materia organică pe care o asimilează cu ajutorul echipamentului lor enzimatic. Creșterea numărului microorganismelor pe unitatea de masă de materie organică din apă este de 20-30 ori mai mare în condiții aerobe decât anaerobe. Pentru a obține aceeași masă bacteriană în condiții anaerobe se consumă o cantitate de 20-30 ori mai mare de materie organică decât în condiții aerobe.

Aceasta are o importanță practică evidentă, căci scopul urmărit în tratarea apei reziduale nu este obținerea unei mari mase bacteriene – aceasta ar însemna producerea unei mari cantități de nămol – ci eliminarea din sistem a unei cantități cât mai mari de materie organică.

Acest avantaj al metodelor anaerobe nu este utilizat azi, deoarece metodele au unele neajunsuri privind formarea de compuși intermediari toxici și cu miros greu.

Filtrele biologice – sunt de diferite tipuri, însă toate au același principiu de funcționare. Ele cuprind aglomerări de materii solide (sfărâmături de roci, bucăți de material plastic) de mărime variabilă peste care, după o prealabilă limpezire într-un bazin (decantor primar), apele reziduale se pulverizează pe suprafața elementelor solide, apoi sunt colectate printr-o rețea de drenuri, apoi sunt limpezite într-un decantor secundar, ca în final să fie evacuate în emisar.

Datorită aportului de materie organică și unei aerări continue, pe suprafața elementelor materialului filtrant se dezvoltă diferite microorganisme, în primul rând bacterii, care formează cu timpul un strat de grosime variabilă, așa numita “peliculă biologică”.

Pelicula biologică este locul vital de activitate, de care depinde îndepărtarea sau mineralizarea substanțelor organice. O dezvoltare exagerată a peliculei biologice poate duce la colmatarea spațiilor dintre elementele biofiltrului cu toate consecințele negative respective. În timp ce microorganismele de la suprafața peliculei vor avea oxigenul necesar unei activități aerobe, cele de la partea inferioară vor avea un metabolism anaerob endogen, cu producerea unor substanțe specifice (acizi organici, alcooli). Continuând acest metabolism endogen, celulele mor și se lizează. Produșii rezultați din această lizare difuzează pe suprafața peliculei ca și produșii de anaerobioză, ducând la o scădere a activității metabolice a microorganismelor.

Se poate spune prin urmare că eficiența biofiltrului este maximă când pelicula biologică este subțire.

Specia cu cea mai mare răspândire în biocenoza membranei biologice și care indică o bună eficiență a biofiltrului este bacteria Zoogleae ramigera. Un indiciu al încărcării prea puternice a filtrului este masiva dezvoltare a bacteriei filamentoase Sphaerotilus natans.

Aerotancurile sunt instalații în care apa uzată cu conținut organic și limpezit în prealabil este epurată cu ajutorul nămolului activ. Nămolul activ se obține prin aerarea unei ape uzate încărcate cu substanțe organice greu degradabile într-un timp oarecare, până se formează o masă solidă decantabilă alcătuită din flocoane de materie coloidală și microorganisme, îndeosebi protozoare și bacterii. Nămolul activ se caracterizează prin capacitatea lui de adsorție a materiei organice și de transformarea lor în substanțe minerale cu ajutorul bacteriilor.

Aerotancurile funcționează pe același principiu ca și biofiltrele, dar dacă în biofiltre microorganismele sunt fixate pe materialul filtrant, în aerotancuri ele sunt libere în stare dispersată, sau aglomerate în flocoane și menținute astfel prin agitarea continuă a apei. Se realizează astfel într-un spațiu redus o suprafață de contact foarte mare între microorganisme și materia organică, favorizându-se procesul de oxidare a acesteia.

Având la dispoziție un substrat nutritiv și oxigen suficient, microorganismele se înmulțesc, iar flocoanele dezvoltate sunt antrenate în decantorul secundar, unde se depun la fund. O parte din acest nămol decantat este recirculat în bazinul de aerare, iar excesul este evacuat în metatanc, unde suferă un proces de fermentare anaerobă cu producerea de metan.

Ca și pelicula biologică a biofiltrelor, flocoanele pot adsorbi în țesătura lor laxă substanțe organice coloidale sau dizolvate, gaze, materii colorante, etc.

Raportându-le la fenomenele naturale de auropurificare din râuri, se constată că în timp ce biofiltrele reproduc anumite procese ce au loc pe fundul apei, instalațiile de nămol activ le reproduc pe cele care au loc în masa apei, unde se observă formații sporadice de flocoane bacteriene.

Schițele unei stații de epurare biologică cu ajutorul biofiltrelor (schița nr.1) și a unei stații de epurare biologică cu ajutorul nămolului activ (schița nr.2) sunt următoarele:

Cap. III Particularitățile bazinului râului Bahlui

Particularitățile fizico – geografice

Particularitățile calitative ale apei bazinelor naturale rezultă din interdependența unor factori complecși, între care cadrul natural și sursele de impurificare sunt cele mai importante.

Perspectivele dezvoltării economice și industriale ale municipiului Iași, care în cadrul planului de sistematizare necesită utilizarea de noi rezerve de apă, ridică probleme importante privind protecția râului Bahlui.

Bahluiul reprezintă singura apă curgătoare care îl străbate și care colectează toate apele uzate menajere și industriale ale municipiului, a căror pondere de impurificare constituie 80% din totalul apelor evacuate pe ansamblul județului Iași.

În cazul în care bazinul receptor dispune de un debit mic, devărsările tot mai intense, fac ca acesta să devină un adevărat canal de ape reziduale ce nu mai pot fi utilizate – constituind un pericol potențial. Aceasta este din nefericire si cazul râului Bahlui.

Pentru o imagine completă si sugestivă a bazinului hidrografic Bahlui, redăm în mod sumar câteva date fizico-geografice asupra acestuia și o scurtă inventariere a surselor de inpurificare primite de pe teritoriul municipiului Iași.

Râul Bahlui are o lungime de cca. 130 km, din aceștia parcurge 160 până la intrarea in municipiul Iași. Are o distanță de 10km de parcurs intravilan, pentru a se vărsa în râul Jijia, la o depărtare de 14 km de municipiu .

Chiar de la izvoarele sale râul străbate o zonă cu caracter de stepă, în care precipitațiile variază in jurul valori de 535mm/am.

Regimul pluviometric este neregulat, caracterizat prin averse cu torenți puternici și chiar inundații primăvara, urmate de intervale de secetă. Din această cauză, râul Bahlui este un curs de apă lent, cu un debit mic 102 l/sec, care nu poate satisface cerințele impuse de dezvoltarea continuă a regiunii străbătute.

Particularitățile chimice

Chimismul râului Bahlui suferă fluctuații ale tuturor indicatorilor chimici de la o zonă la alta a râului, ca urmare a multiplelor surse de impurificare ce modifică continuu starea chimică a apei.

De aceea, luarea în considerație a valorilor indicatorilor chimici la intrarea și ieșirea din municipiul Iași este cea mai concludentă.

Valorile prezentate în tabelul nr. 1 sunt valorile pe anul 1998 obținute în urma analizelor efectuate de O.G.A. Iași.

Rezultatele scot în evidență creșterea indicatorilor la: substanță organică, reziduu fix, suspensii, cloruri; (aval de municipiul Iași) paralel cu o scădere a conținutului de oxigen solvit.

Particularități bacteriologice

Din analizele efectuate de laboratorul de bacteriologie al Sanepidului Iași asupra numărului total de germeni incubați la 37˚C și bacililor coli putem aprecia că valorile sunt relativ ridicate atât amonte cât și aval de municipiul Iași.

Surse de poluare a râului Bahlui

Bazinul râului Bahlui este impurificat prin deversări neorganizate pe tot parcursul său. Impurificărilor neorganizate pe care le primește de la izvor li se suprapun poluările masive din raza municipiului Iași. Până la intrarea în municipiul Iași cele mai importante surse de impurificare le constituie localitățile Hârlău și Podul Iloaiei. Impurificarea masivă o suferă la trecerea sa prin municipiul Iași, unde primește apele uzate menajere și industriale care îi modifică total particularitățile fizico – chimice și microbiologice. Printre cele mai importante surse de impurificare primite pe teritoriul municipiului menționăm în ordinea deversării:

– efluentul fabricii de țigarete (“FABRICA DE ȚIGARETE” S.A.);

– efluentul depoului CFR;

– efluentul Autobazei nr. 2 Iași;

– efluentul Întreprinderii de Vinificație;

– efluentul Uzinei de Fibre Sintetice (S.C. “TEROM” S.A.);

– efluentul Întreprinderii Metalurgice (S.C. “TEPRO” S.A.);

– efluentul Fabricii de Ceramică;

– efluentul Fabricii de Ulei (S.C.”UNIREA” S.A.);

– efluentul Abatorului;

– efluentul Combinatului Zootehnic de Creștere și Îngrășare a Porcilor Tomești (S.C. “COMTOM” S.A.);

– efluentul Întreprinderii de Antibiotice Iași (S.C. “ANTIBIOTICE” S.A).

Ultimii doi efluenți reprezintă cea mai mare sursă de impurificare cu materie organică și germeni a râului Bahlui.

Totalitatea apelor uzate deversate de pe teritoriul municipiului însumează un debit de 1660 litri / secundă.

Modificările suferite de apa râului Bahlui în urma deversărilor reziduale.

Până la intrarea în municipiu a râului se constată că sursele de poluare sunt relativ mici, astfel că râul își păstrează un anumit echilibru biologic satisfăcător din punct de vedere igienico – sanitar.

De la intrarea în municipiu, datorită cantității mari de ape uzate și debitului redus al râului (diluția realizată este destul de mică), râul Bahlui suferă modificări ale tuturor indicatorilor saprobi; trece din categoria a treia de calitate pentru indicatorul O2- CBO5 în categoria degradat în diferite zone ale cursului (O2=1,7 mg/l, CBO5=160 mg/l).

Oxigenul solvit scade pe măsură ce gradul de poluare al râului crește. Dacă până la primirea marilor efluenți reziduali ai municipiului el se menține deasupra concentrațiilor minime permise pentru un râu de categoria a treia, (5,6-6,8 mg/l) după aceste deversări, O2 solvit scade la 1,2-2,4 mg/l, deficit ce se menține pe o mare distanță. Ca urmare, descompunerea materiei organice se face în anaerobioză, cu degajări de gaze de fermentație, flora microbiană anaerobă se dezvoltă abundent, valoarea ajungând până la sute de milioane / ml.

Datorită activității abundente a populației microbiene asupra materiei biodegradabile, în punctele de maximă poluare crește și conținutul în forme intermediare de degradare cum sunt: NH3, NO2 (până la 2-2,5 mg/l), în timp ce la intrarea în municipiu aceste cantități sunt reduse.

Concentrația de cloruri este de asemenea ridicată în punctul de maximă poluare, valoarea ajungând până la 170 mg/l, spre vărsare se observă o scădere progresivă până la 108 mg/l.

Informații asupra gradului de impurificare pe care-l determină deversarea efluenților reziduali asupra emisarului, o furnizează CBO5 (20,5 mg/l amonte de municipiul Iași, față de 186 mg /l aval de deversare).

Capacitatea mică de autoepurare a râului menține acest indicator la valoare crescută până în ultima sa porțiune (120 mg/l).

În apa râului Bahlui fenolii nu depășesc valoarea concentrației maxime admisibile pentru bazinele de categoria a treia (0,1 mg /l); detergenții prezintă valori mai ridicate în avalul deversării efluentului menajer.

Din punct de vedere biologic, speciile componente zooplanctonice și fitoplanctonice sunt bine reprezentate în apa râului pe porțiunea cu impurificare redusă (1000-2000 organisme / ml apă) în timp ce numărul lor scade la 100-200 / ml în avalul deversărilor ca urmare a toxicității apelor reziduale. În zona intens poluată s-au constatat modificări în complexul biocenotic, în sensul distrugerii în special a protozoarelor și creșterii numărului de cianoficee, indicatori ai prezenței materiei organice în cantități mari.

Fiind cunoscute efectele de distrugere totală sau parțială exercitate de substanțele chimice asupra populației acvatice, s-a impus necesitatea cunoașterii gradului de toxicitate atât a efluenților industriali, cât și a apei Bahluiului.

Biotestele efectuate pe crustaceul Daphnia magna, organism deosebit de sensibil la acțiunea toxică a diferitelor substanțe chimice, au evidențiat înaltul grad de toxicitate al efluenților, pentru care timpul de supraviețuire a fost zero, precum și gradul de toxicitate conferit râului Bahlui, care în avalul deversărilor industriale a prezentat o toxicitate destul de avansată. În avalul zonei Podul Roșu, Bahluiului îi este improprie piscicultura, nepermițând nici măcar supraviețuirea unor microorganisme. Improprii oricăror folosințe sunt apele Bahluiului în aval de municipiul Iași până la vărsarea în Jijia, datorită evacuărilor de ape uzate insuficient epurate din raza municipiului și a aportului foarte mare de încărcare organică aduse de apele reziduale ale S.C. “COMTOM” S.A.

Prezentăm sumar câteva din particularitățile apelor reziduale deversate de S.C. “COMTOM” S.A. și “ANTIBIOTICE” S.A. considerate principalele surse de poluare a râului Bahlui.

Efluentul rezidual de la S.C. “COMTOM” S.A.

S.C. “COMTOM” S.A. are o capacitate de 1500 capete porci pe an. Complexul deversează în Bahlui un debit de ape reziduale de 75 l/sec.

Aceste ape constituie după municipiul Iași cea mai mare sursă de impurificare. Un astfel de combinat folosește 2000 mc de apă pe zi, rezultând 1600 mc de apă reziduală care deși înainte de deversare este epurată în receptor procesul nu asigură o purificare corespunzătoare.

Apele uzate brute, provenite de la acest combinat sunt trecute printr-o stație de epurare compusă din:

– un decantor primar bicompartimentat de 430 mc;

– un bazin de aerate cu 20 aerotancuri cu turbine;

– o stație de clorinare cu clor gazos;

– un bazin de contact;

– trei perechi de paturi de uscare a nămolului și o stație de pompare.

Randamentul stației este redus: 60-65% în suspensii; 30-40% CBO5. Din această cauză râul Bahlui aval de Tomești este degradat din punct de vedere al indicatorilor de O2 (1,3 mg/l; K2MnO4 90-130 mg/l), cât și din punct de vedere al mineralizării (reziduu fix este de 1170 mg/l). Cantitatea de fenoli crește de la 0,028 mg/l amonte de Tomești, până la 0,068 mg/l aval de Tomești.

Proprietățile fizice și organoleptice confirmă degradarea apei, ea având culoarea neagră, cu miros specific crescătoriilor de porci.

Din punct de vedere biologic, apele provenite de la combinat influențează microflora și microfauna râului, determină o abundență a organismelor anaerobe. Datorită O2 scăzut (1-2 mg/l) sunt favorizate procesele de putrefacție anaerobă.

Datorită depunerilor negre putrescibile în probele bentonice s-au identificat bacterii libere, sulfobacterii și protozoare, indicatori polisaprobi.

Efluentul rezidual de la S.C. “ANTIBIOTICE” S.A. IAȘI.

Caracteristici.

Particularitățile apelor reziduale de la S.C. “ANTIBIOTICE” S.A. IAȘI și eficiența stației de tratare a apelor rezultate în urma procesului de producție a întreprinderii au constituit o problemă încă de la înființarea fabricii (1955), date fiind importantele probleme de igienă și sănătate publică ce le ridică deversarea efluenților reziduali în bazinul receptor Bahlui, sau în sistemul de canalizare. Aceste ape reziduale au un debit mediu de 2000-2500 mc / 24 ore. Ele se caracterizează prin:

– conținut extrem de mare în materie oxidabilă biochimic;

– floră microbiană abundentă;

– aciditate crescută;

– prezența diverselor substanțe chimice în concentrații diferite;

– conținut diferit în substanțe antibiotice.

Apele uzate de la S.C. “ANTIBIOTICE” S.A. conțin toate componentele mediilor de cultură din care s-au extras antibioticele. Elementul impurificator principal îl constituie miceliile de microorganisme deversate în apa de canal în cantitate de ordinul tonelor de șarjă, care reprezintă substanțe organice biooxidabile, ce conferă apelor reziduale o mare capacitate fermentativă.

Caracterizarea igienico – sanitară a efluentului total prin indicatori bacteriologici a arătat prezența unui număr mare de germeni incubați la 37˚C (valorile medii anuale fiind de 2,7×106 – 9,5×106 / ml), bacteriile coliforme (4×105-7,8×105 /l), enterococi (25-56 /ml) persistența și multiplicarea lor fiind favorizată de suportul material organic.

Bacteriofagii de coli și typhic au fost prezenți în cantități mai mici față de încărcătura microbiană generală (2×109-9×103 /l și respectiv 10-400 /l), ceea ce explică faptul că impurificarea fecalo – menajeră a acestor ape reprezintă numai 15% din întregul efluent.

Indicatorii chimici ce caracterizează prin conținut mare de materie organică (4300-6250 mg/l) valori medii anuale; CBO5 (2340-6300 mg/l).

Ca urmare a prezenței în cantitate mare a materiei organice și a CBO5 crescut, cantitatea de O2 solvit este foarte mică, valoarea medie fiind de 0,1 mg/l, explicând astfel tendința caracteristică a acestor ape de a fermenta anaerob.

Conținutul mare al suspensiilor totale (650-4820 mg/l) dau aspect tulbure apei și produc cantități mari de nămol. Totodată se constată un înalt grad de mineralizare cu reziduu fix mare (1145-6300 mg/l) precum și cloruri în cantități apreciabile (2750-9016 mg/l).

Pe lângă conținutul ridicat de materie organică și numărul crescut de germeni, o altă caracteristică a efluentului rezidual o constituie prezența unor substanțe chimice toxice, ca: acetatul de butil și fenolii. Eliminarea lor continuă în fabrică determină prezența în apa reziduală a lor, până la valori de 5,5 g / l acetat de butil și 45 mg / l fenol.

Mirosul specific pe care-l capătă apa din cauza prezenței acestor substanțe persistă și după tratarea ei.

De consemnat este faptul că aceste aceste produse au fost sesizate și în apa râului Bahlui, în consecință la concentrații ce pot exercita un efect inhibant asupra organismelor.

Putem aprecia fluctuațiile în conținutul de fenoli și acetat de butil a apei efluentului rezidual.

Cea mai mare parte a substanțelor chimice cu mare nocivitate (acizi, alcooli, cianuri) sunt neutralizate înainte de a fi îndepărtate în sistemul de canalizare.

Substanțele chimice prezente în apa reziduală provenită de la S.C. “ANTIBIOTICE” S.A. se află în concentrații ce depășesc condițiile unei bune funcționari a stației de epurare.

Dat fiind intensa impurificare, stația a fost prevăzută cu instalații complete de epurare, în care s-au combinat cele mai eficace trepte biologice (nămol activ, filtre precolatoare) cu metode mecanice și chimice.

Dacă pentru indicatorii chimici s-a înregistrat un proces mai intens de epurare, fără a fi optim (reducerea materiei organice cu 21% și a suspensiilor cu 9%) unii indicatori bacteriologici au prezentat valori chiar mai ridicate în final comparativ cu efluentul rezidual brut, eficiența stației pentru acești indicatori fiind 0%.

Consecințele efluentului rezidual de la S.C. “ANTIBIOTICE” S.A. asupra râului Bahlui.

Referindu-ne la consecințele asupra particularităților chimice și microbiologice a apelor reziduale de la S.C. “ANTIBIOTICE” S.A. asupra râului Bahlui putem aprecia că aval de deversarea lor, apa Bahluiului suferă modificări în sensul măririi tuturor indicatorilor chimici și bacteriologici. Dintre indicatorii chimici, consumul de K2MnO4 este de aproximativ 40 de ori mai mare decât amonte de deversarea efluentului rezidual. Valoarea O2 a fost găsită mai mică în aval (6,5 mg/l amonte, 2,4 mg/l aval de deversare) concomitent cu creșterea însemnată a CBO5 (90 mg/l aval față de 11 mg/l amonte de deversare). Reziduul fix are o valoare de 570 mg/l aval, comparativ cu 450 mg/l înainte de deversare. (fig.nr.1)

Conținutul efluentului în antibiotice și acțiunea lui asupra gemenilor din bazinul natural.

Efluentul brut intră în stația de epurare a întreprinderii cu o concentrație medie de antibiotice de 5,4 U.I./ml. Penicilina, antibiotic cu cea mai mare stabilitate, este distrusă prin procesul de epurare într-un procent ridicat, la ieșirea din stație, concentrația sa fiind sub 1 U.I./ml. Prin diluarea ulterioară în bazinul natural, cantitățile mici rămase sunt inofensive sub aspectul distrugerii germenilor din apă, dar pot favoriza apariția fenomenului de rezistență a diferiților germeni.

Utilizarea tetraciclinei ca antibiotic de bază explică cantitatea mai mare de 7,9 micrograme / ml, prin procesul de epurare ea fiind redusă la 1,6 micrograme / ml. Prezența ei conferă o culoare galbenă apei. Concentrația de antibiotice în apa râului Bahlui este sub limita de toxicitate a majorității organismelor.

Fenomenul de antibiotico – rezistență a germenilor a fost constatat atât în apa reziduală a efluentului S.C. “ANTIBIOTICE” S.A. IAȘI cât și în apa râului Bahlui. Fenomenul este intens încât la concentrații de penicilină de 10 U.I. / ml numărul coloniilor dezvoltate este cu puțin mai mic față de coloniile crescute pe mediu fără antibiotice. Determinările efectuate asupra germenilor din bazinul Bahlui au arătat că microflora în aval de deversarea efluentului S.C. “ANTIBIOTICE” S.A. IAȘI conține la aproximativ 3 km aval, 45% germeni rezistenți la tetraciclină, 25% germeni rezistenți la penicilină. După 10 km valoarea lor scade la 26 %, respectiv 10%, pentru ca ei să mai fie prezenți încă, în număr crescut chiar după 15 km.

În fig. nr. 2 sunt prezentați procentual germenii rezistenți la 100 U.I. / ml tetraciclină în apa râului Bahlui.

Menținându-se de-a lungul râului într-o anumită proporție în funcție de diluția și intensitatea proceselor de autopurificare germenii antibiotico – rezistenți pot fi considerați indicatori specifici ai impurificării bazinului acvatic cu reziduuri antibiotice.

Potențialul patogen al Bahluiului.

Dintre repercusiunile negative pe care le exercită apa poluată asupra sănătății omului, potențialul ei patogen constituie una din cele mai importante consecințe datorită numărului mare de afecțiuni virotice, microbiene, parazitare ce se pot transmite prin utilizarea apei.

Indicatorii sanitari de poluare cu germeni intestinali, bacterii coliforme, enterococi și bacteriofagi sunt ridicați în zona deversărilor industriale și menajere.

Bacteriile coliforme, reduse amonte de S.C. “ANTIBIOTICE” S.A. IAȘI (7000 /ml), cresc pe măsura pătrunderii apei pe teritoriul municipiului, atingând valori de ordinul milioanelor de litri după primirea efluenților reziduali (16.000.000 coli / l; 140.000 germeni / ml).

Titrurile deosebit de ridicate 1011-1012 semnalate de diversele grupe de germeni (indicatori de poluare fecală) sugerează prezența concomitentă și a germenilor patogeni. Aceștia atrag atenția asupra gradului înalt de poluare al râului Bahlui și asupra riscului epidemiologic ridicat.

Depozitul de fund este deosebit de bogat în germeni indicatori bacteriologici, în zona de maximă poluare ei prezintă valori de 109-1010 / 0,1 ml sediment.

Cercetările indicatorilor igienico – sanitari ai apei și ai sedimentelor râului Bahlui au scos în evidență gradul ridicat de poluare al acestuia, datorită multiplelor surse de poluare organizate și neorganizate. Acest bazin acvatic la ieșirea lui din municipiu se află în situația unui râu aproape degradat ce poartă către Jijia odată cu apele sale, concentrația crescută de materie organică, substanțe toxice, germeni microbieni, influențând astfel negativ și indicatori chimici și microbiologici ai râului Jijia.

Cap. IV Materiale și metode de cercetare

Prelevarea probelor.

Prin urmărirea în timp a variațiilor unor indicatori chimici și microbiologici ai apei râului Bahlui, ne-am propus să apreciem cum influențează apele reziduale ale municipiului Iași, apa bazinului receptor.

Punctele de prevedere a probelor în număr de trei au fost fixate astfel:

– Stația I – amonte de municipiul Iași, la aproximativ de 5 km.

– Stația II – aval de municipiul Iași si amonte de S.C.,,COMTOM” S.A. Iași

– Stația III – aval de S.C.,,COMTOM” S.A. Iași la aproximativ 3 km.

Au fost prelevate un număr de 50 de probe în perioada 1997-1999.

Metode de lucru.

Examenul de laborator al apei a constat din determinarea dintre indicatori chimici a: pH – ului, O2 solvit și a substanței organice.

Partea microbiologică a analizelor a constat în evidențierea diferitelor categorii de microfloră: aerobă, anaerobă, proteolitică, amonificatoare și germeni coliformi.

Determinarea O2 dizolvat.

Principiu. Tratând o apă ce conține O2 dizolvat cu o soluție concentrată de MnCl2 și o soluție de NaOH și KI se obține un precipitat brun a cărui culoare este mai închisă, cu cât apa a fost mai bogată în O2. Reacția este următoarea:

MnCl2 + 2NaOH == Mn(OH)2 + 2NaCl

Mn(OH)2 este apoi oxidat de O2 din apă, dând acid manganos. O2 întrebuințat se va determina pe cale iodometrică. Pentru aceasta precipitatul de acid manganos se dizolvă în HCl. KI aflat în reactivi reacționează cu Cl, punând în libertate iodul într-o cantitate echivalentă cu O2 dizolvat în apă. Iodul este titrat apoi cu o soluție de tiosulfat de Na.

Formula după care se calculează cantitatea de O2 / litru este:

ccSO3Mn2x80

Volumul sticlei – 2 cc (reactivi adăugați).

Reactivi folosiți:

MnCl2 40%

NaOH 33%

KI 20%

Soluție n/100 de tiosulfat de Na

Soluție de amidon.

Determinarea substanței organice.

Cantitatea de substanță organică se exprimă prin cantitatea de permanganat folosită la oxidarea apei în mediu acid.

Reactivi folosiți:

H2SO4 1:3 neutru tratat cu permanganat la rece până la obținerea culorii slab roz

Soluție K2MnO4 n/1000

Acid oxalic (COOH)2

Determinarea microflorei proteolitice.

Principiul. Se însămânțează cu suspensii diluții de sol ,un mediu salin, la care se adaugă gelatină ca singura sursă de C și N.

S-a apreciat proteoliza prin lichefierea gelatinei, în funcție de timp și diluție.

Mediul de cultură.

Soluție salină standard ……….. 50ml

Gelatină ………………………. 30g

Soluție de oligoelemente ……… 1ml

Apă distilată …………………… 950ml

pH = 7,2 ; sterilizare –20’, la 115°C

Mediul repartizat câte 2 ml în fiecare tub, s-a însămânțat cu câte 0,5 ml suspensie din fiecare diluție; pentru fiecare diluție s-au efectuat câte 3 însămânțări; termostatarea s-a făcut la 28°C; lectura rezultatelor s-a făcut zilnic, după ce în prealabil tuburile au fost ținute la 2-4°C timp de o oră și 30 minute. S-a considerat că s-a produs proteoliza în tuburile în care mediul a rămas lichid. S-a determinat numărul de germeni proteolitici (după tabelul lui Mc Crady) și s-a evaluat activitatea grupului trasând o curbă de lichefiere în funcție de timp și diluție.

Determinarea microflorei amonificatoare.

Principiul constă în faptul că microflora amonificatoare eliberează NH3 în mediu, care sub acțiunea reactivului Nessler dă o colorație orange. S-a însămânțat cu suspensii diluții de sol un mediu salin la care s-a adăugat asparagină ca singură sursă de C și N.

Mediu de cultură:

Soluție salină standard ………. 50 ml

Asparagină …………………… 0,2 g

Soluție de oligoelemente ……. 1 ml

Apă distilată …………………. 950 ml

pH = 7,2; sterilizare 20’, la 115°C

S-au repartizat câte 10 ml mediu în fiecare eprubetă și s-a însămânțat cu câte 1 ml suspensii de fiecare diluție. Lectura rezultatelor s-a făcut zilnic, după ce în prealabil în fiecare eprubetă s-au adăugat două picături de reactiv Nessler. Ca și în cazul proteolizei, s-a determinat numărul de germeni amonificatori și s-a trasat o curbă a activității grupului în funcție de timp și diluție.

Determinarea microflorei aerobe.

Mediul de cultură:

Nutrient Broth ……………. 8 g

NaCl ……………………… 5 g

Agar ………………………. 15 g

Apă distilată ………………. 1000 ml

pH = 7,2; sterilizare –20’, la 115°C

Citirea rezultatelor s-a făcut după două zile la incubare la 37°C.

Determinarea microflorei anaerobe.

Mediul de cultură:

Peptonă ……………………. 5 g

Extract de levuri …………… 1 g

FePO4 ……………………… 0,1 g

Agar ………………………… 15 g

Apă distilată ………………… 1000 ml

pH = 7,5-7,6; sterilizare la 121°C, 30’

Pentru crearea unor condiții de anaerobioză la mediul de mai sus se adaugă în momentul când se face însămânțarea:

Soluție de tioglicolat de Na ………. 0,1% ……….. 0,15 ml

Soluție de glucoză ………………… 1% …………. 0,15 ml

Soluție de albastru de metilen …….. 0,01% ………. 0,3 ml

După o termostatare de 3 zile la 37°C se citesc coloniile apărute.

Determinarea numărului de germeni coliformi.

Germenii din grupul Coli sunt bacterii Gram – negative, nesporulate cu mobilitate slabă sau nulă, care fermentează lactoza în 24-48 ore.

Ca mediu de cultură se folosește: bulion lactozat și mediul E.M.B.

Bulion lactozat:

Nutrient Broth …………………….. 8 g

NaCl ……………………………….. 5 g

Apă distilată ……………………….. 1000 ml

Lactoză …………………………….. 5 g

pH = 6,8-7; sterilizare la 115°C, 20’

Mediul se distribuie în eprubete cu tuburi de fermentație, câte 10 ml în fiecare eprubetă.

Mediul E.M.B. (eosine methylene blue)

Peptonă ………………………… 10 g

K2PO4 ………………………….. 2 g

Agar ……………………………. 15 g

Apă distilată ……………………. 1000 ml

pH = 7,4; sterilizare la 121°C, 30’

Mediul s-a repartizat în flacoane de 100 ml. În momentul întrebuințării geloza s-a topit și s-au adăugat:

Lactoză ……………………….. 20% ………………. 5 ml

Soluție de eozină galbenă …….. 2% ………………… 2 ml

Soluție de albastru de metilen … 0,5% ……………… 1,3 ml

Amestecul s-a repartizat în cutii Petri.

Modul de lucru – eprubetele cu tuburi de fermentație ce conțin bulion lactozat, în care a avut loc fermentația s-au recunoscut după degajarea de gaz. Pentru a preciza dacă fermentația a fost sau nu produsă de coli s-au făcut însămânțări pe mediul E.M.B.

Citirea s-a făcut după 24 ore de la incubare la 37°C. Dacă s-a produs dezvoltarea coloniilor pe mediu E.M.B., prezența bacililor a fost confirmată; aprecierea cantitativă a germenilor s-a făcut prin stabilirea numărului probabil da bacili coli la litru apă.

Cap. V Rezultate și discuții.

pH – ul apei.

Determinările efectuate asupra pH – ului apei au scos în evidență faptul că reacția activă a apei râului Bahlui a fost cuprinsă între 5,8-6,7. Oscilații destul de mari au fost înregistrate în toate stațiile, mai evidente însă în stația amonte și aval de “COMTOM” S.A. (6-6,7 și respectiv 5,8-6,5).

În stația amonte de municipiul Iași valorile oscilează în limite mai mici (6,2-6,5). Cauza fluctuațiilor pH –ului în aval de municipiul Iași se datorează modificărilor pe care le produc deversările efluenților industriali și menajeri. . În tab. nr. 2 și în fig.nr.4 sunt prezentate valorile pH – ului în cele 3 stații.

O2 solvit

Mai mult ca orice indicator chimic, conținutul apei în O2 solvit dă indicații asupra gradului de impurificare a apei (tab. nr.3 și fig, nr.5)

Explicația constă și în faptul că la temperaturi mai scăzute gradul de solubilitate al O2 în apă este mai mare decât când temperatura apei este mai ridicată.

Valoarea maximă de la stația I este de 6,45 mg/l în timp ce la stația III înregistrăm 5,03 mg/l; valorile minime la aceleași stații sunt 5,92 mg/l, respectiv 2,7 mg/l.

Din tabelul nr. 3 se poate observa că valorile cele mai constante le înregistrează stația I; cantitatea de oxigen fiind în medie 6,3 mg/l. Din analiza fig. nr. 5 se constată o evoluție paralelă a conținutului de O2 solvit în cele 3 stații în funcție de timpul de prelevare a probelor.

Cantități mai reduse din stațiile II și în special III, care însă sunt sub valorile limită de supraviețuire ale organismelor aerobe, se datorează în parte impurificărilor din raza municipiului cu ape reziduale, cu un conținut organic ridicat (pentru oxidarea cărora este necesar O2) cât și gradul redus de autopurificare naturală a râului Bahlui. (tab. nr. 3, fig. nr.5)

Substanța organică.

Materia organică din bazinele acvatice se află sub formă de organisme vii și materie organică moartă în diferite stadii de degradare. Sursa substanței organice din apă poate fi autohtonă, dar în ultimul timp deversările reziduale cu un conținut organic ridicat determină ca cea mai mare parte a substanței organice din bazinele de apă să fie de origine alohtonă.

Dacă ne referim la conținutul de materie organică a apei râului Bahlui, constatăm că acesta se caracterizează printr-o încărcătură organică relativ mare (în toate cele trei stații).

Din tabelul nr. 4 și fig. nr. 6 se poate observa că valorile sunt cuprinse între 49,75 mg/l, valoarea minimă din Stația I și 97,48 mg/l valoarea minimă înregistrată în stația aval de “COMTOM” S.A. IAȘI.(Stația III)

Încărcătura organică ridicată a râului Bahlui pe lângă faptul că este o particularitate ce aparține râurilor de șes, cauza principală o constituie aportul exogen pe care-l aduc cu ele apele reziduale din raza municipiului și de la “COMTOM” S.A. IAȘI.

Din tabelul nr. 4 se observă că valorile cele mai crescute, variind între 80-96 mg/l se întâlnesc în stația aval de “COMTOM” S.A. IAȘI, ceea ce ne îndreptățește să afirmăm că procesul de epurare a apelor reziduale de la combinat este ineficient, din moment ce la o distanță de aproximativ 2 km conținutul în materie organică a apei râului Bahlui se menține ridicat. De altfel, conținutul crescut al substanțelor din stațiile II și III se corelează cu cantitățile reduse de oxigen solvit din aceste stații, el fiind folosit în oxidarea materiei organice.

Evoluția microflorei proteolitice.

Descompunerea proteinelor sub acțiunea microorganismelor constă dintr-o serie de degradări succesive în compuși cu greutate moleculară din ce în ce mai mică, eventual până la aminoacizi și chiar NH3.

Capacitatea de a descompune proteinele aparține organismelor heterotrofe, cele autotrofe fiind incapabile de a utiliza substanța organică. Dintre speciile heterotrofe, unele bacterii patogene nu pot produce transformări marcante ale moleculelor proteice, datorită lipsei enzimelor corespunzătoare, în timp ce alte specii patogene saprofite pot degrada activ proteinele printr-un proces de proteoliză.

De cele mai multe ori, sub acțiunea microorganismelor au loc modificări oxidative și reducătoare ale produșilor rezultați din hidroliza proteinelor, ceea ce duce la apariția diferiților compuși rău mirositori caracteristici proceselor de putrefacție. Se formează astfel: NH3, CO2, H2S, metan, fenoli, indol, scatol, etc.

Microflora caracteristică de putrefacție este reprezentată de germeni anaerobi reprezentați prin: Clostridium putrificum, bacterii facultativ anaerobe (Proteus vulgaris, Bacillus mzcoides) și bacterii aerobe (Bacillus subtilus, Bacillus cereus).

Rezultatele obținute cu privire la activitatea microflorei proteolitice sunt evidențiate în tabelul nr. 5 și fig. nr. 7, fig.nr.8, fig.nr.9,fig.nr.10,fig.nr.11.

Din analiza figurilor ce reprezintă evoluția în funcție de timp și diluție a activității proteolitice în cele trei stații la anumite date, constatăm că în general curbele au aceeași formă, fără însă ca ele să se suprapună. Forma curbelor indică o activitate în general lentă, ce se desfășoară pe parcursul a 6-7 zile, timp în care mediul devine lichefiat. Se constată totuși că activitatea proteolitică a acestei categorii de microfloră este intensă la stația III și mai lentă la stația I amonte de municipiul Iași. Explicația ar fi aceea că, în condițiile unui conținut mai mare în substanță de natură proteică provenită de la degradarea materiei organice mai abundente aici, este favorizată și activitatea microflorei proteolitice.

În privința activității mai intense la diferite date de prelevare a probelor, se constată că în aprilie activitatea maximă s-a înregistrat după 5 zile la stația III, în timp ce la toate celelalte probe prelevate anterior, timpul când s-a înregistrat lichefierea totală a mediului a fost după 6-7 zile.

Evoluția activității amonificatoare în funcție de timp și diluție.

Evoluția microflorei amonificatoare.

Reprezentată în tabelul nr. 6 și în fig. nr. 12, fig.nr.13, fig.nr.14, fig.nr15, fig.nr.16, activitatea microflorei amonificatoare este în mare parte asemănătoare celei proteolitice. Curba de evoluție indică o activitate lentă, ea desfășurându-se în 5-7 zile, timp în care colorația caracteristică dată de prezența NH3 – ului eliberat de bacterii devine intensă. Se constată invers activității proteolitice o intensitate mai mare la stația I; stația III înregistrând o activitate mai slabă, fără ca diferența să fie semnificativă.

Evidențierea microflorei aerobe și anaerobe.

În funcție de comportarea lor față de O2 bacteriile se împart în mai multe tipuri respiratorii:

Bacterii aerobe – care necesită pentru dezvoltarea și multiplicarea lor prezența O2; la rândul lor în funcție de cantitatea de O2 pot fi:

– bacterii strict aerobe (necesită 20%-21% O2);

– bacterii microaerofile (au nevoie de cantități mici de O2, sub 1%).

Bacterii facultativ anaerobe (deși aerobe se pot dezvolta și în lipsa O2);

– bacterii capneice (necesită cantități mici de O2 și mai mari de CO2).

Bacterii anaerobe – care necesită lipsa O2; ele se împart în:

– bacterii strict anaerobe;

– bacterii anaerobe -aerotolerante.

În tabelul nr. 7 și în fig. 17 este reprezentată răspândirea numerică pe stații și date, precum și raportul dintre microflora aerobă și anaerobă.

Din analiza tabelului și a figurii se constată că, în general, numărul germenilor aerobi în apa râului Bahlui este ridicat, atingând valori până la 930.000 / ml germeni aerobi, la stația I și 980.000 germeni anaerobi / ml, stația aval Tomești (valorile maxime).

Valorile minime înregistrate au fost de 270.000 germeni aerobi / ml stația III și 160.000 / ml germeni anaerobi în stația I.

Se constată de asemenea că numărul germenilor aerobi este superior celor anaerobi în stația amonte de municipiul Iași, pentru ca după un ușor echilibru observat în stația II situația să devină inversă pentru stația III.

Referindu-ne la raportul dintre microflora aerobă și anaerobă prezentată în fig. nr. 8, putem aprecia că el este supraunitar (2-4) la stația I, unde și cantitatea de O2 dizolvată în apă înregistrată valori superioare comparativ cu celelalte două stații.

La stația II raportul oscilează în jurul valorii 0,5-1,2 pentru ca la stația III raportul să fie de fiecare dată subunitar 0,4-0,8.

Această situație ne permite să apreciem faptul că reducerea cantității de O2 din râul Bahlui din această zonă determină reducerea numerică a germenilor aerobi comparativ cu cei anaerobi care înregistrează o creștere evidentă.

Evidențierea grupului de bacterii coliforme.

Cel mai utilizat indicator al poluării de natură fecaloidă a apelor este grupul colibacililor. Deși inofensivi, în cantități ce depășesc limitele ei ne indică un grad ridicat de poluare al apei, iar unele tulpini de bacili coli pot fi patogene, cauzând tulburări gastro – intestinale.

În apa râului Bahlui au fost înregistrate titruri ridicate ale bacililor coli (6×105/l – 9×105/l). În tabelul nr. 8 și fig. nr. 19 este prezentată răspândirea numerică a germenilor în cele trei stații.

Din analiza graficului se constată că valorile cele mai ridicate le înregistrează stațiile II și III (3.500.000 / litru stația II și 9.000.000 / litru stația III). Faptul că au fost evidențiați în număr relativ mare și în stația I (1.700.000 / litru) ne permite să apreciem că apa râului intră deja în municipiul Iași cu o încărcătură suficientă de bacili coli.

Pe parcursul său, datorită apelor reziduale menajere deversate de la o populație de aproximativ 232.000 locuitori la care se adaugă și cele provenite de la întreprinderile industriale, râul își menține pe tot parcursul său un conținut ridicat de germeni coli.

Foto 1. Colonii de Escherichia coli

(cultivare pe mediu E.M.B.)

Foto 1. a) Colonii roz de Escherichia coli

Foto 1. b) Colonii metalice de Escherichia coli

Foto 2. Bacili de Escherichia coli (Colorația Gram)

CONCLUZII

Analizele efectuate asupra procesului de impurificare a râului Bahlui, sub influența apelor reziduale ale municipiului Iași, au condus la următoarele concluzii:

Procesul epurării apelor reziduale înaintea deversării în bazinul receptor și diluția realizată între efluent și emisar fiind ineficientă, s-a constatat că au loc modificări însemnate ale tuturor indicatorilor chimici și microbiologici, aval de deversarea apelor reziduale;

O2 dizolvat în apă scade aval de municipiul Iași până la valori de 2,5 mg/l comparativ cu stația amonte de municipiul Iași (6,45 mg/l);

Râul se caracterizează printr-o încărcătură organică relativ mare în stațiile II și III (98 mg/l), ca urmare a deversărilor cu conținut organic ridicat al efluenților de la “ANTIBIOTICE” S.A. IAȘI și S.C. “COMTOM” S.A IAȘI și a celor menajeri;

Activitatea microflorei proteolitice și amonificatoare este relativ lentă și cu o evoluție în funcție de timp și diluție asemănătoare în toate stațiile cu excepția stației III unde este mai intensă;

Raportul dintre microflora aerobă și anaerobă variază de la o stație la alta, fiind supraunitar în stația I, echivalent în stația II și subunitar în stația III, unde deversările de la S.C. “COMTOM” S.A IAȘI creează condiții dezvoltării abundente a microflorei anaerobe;

Valorile ridicate de germeni coli (17×104, 35×105, 95×105) valori înregistrate în stațiile I, II, III, scot în evidență și o impurificare fecaloidă accentuată a râului Bahlui pe tot cursul său;

Numărul mare al surselor de impurificare, complexitatea apelor deversate degradează apa râului conferindu-i un potențial nociv, infecțios și toxicologic.

BIBLIOGRAFIE