Calitatea Soiului Agricol din Comuna Nicolae Balcescu

CUPRINS

INTRODUCERE ………………………………………………………………………………4

CAP 1. NOȚIUNI GENERALE ………………………………………………………………5

1.1. Calitatea solului ……………………………………………………………………5

1.2. Indicatorii de calitate a solului …………………………………………………..14

1.3. Calitatea solului în județul Bacău ……………………………………………..…16

CAP 2. REGLEMENTĂRI PRIVIND CALITATEA SOLULUI …………………………..19

CAP 3. METODE DE ANALIZĂ A CALITĂȚII SOLULUI ………………………………22

3.1. Analiza pH-ului ………………………………………………………………….22

3.2. Analiza umidității ……………………………………………………………….24

3.3. Analiza conținutului de humus din sol …………………………………………..29

3.4. Analiza conținutului de nitrați din sol ……………………………………………30

3.5. Analiza cu ajutorul metodei FTIR ……………………………………………….32

CAP 4. STUDIU CALITĂȚII A SOLULUI DIN COMUNA NICOLAE BĂLCESCU ……34

4.1. Amplasamentul terenului ………………………………………………………..34

4.1.1. Istoric …………………………………………………………………..34

4.1.2. Instituții de interes public și servicii ……………………………………35

4.1.3. Calitatea solului ………………………………………………………..36

4.2. Prelevarea probelor ………………………………………………………………37

4.3. Analiza solului …………………………………………………………………..42

4.3.1. pH – ul …………………………………………………………………42

4.3.2. Umiditatea ……………………………………………………………..43

4.3.3. Humus ………………………………………………………………….43

4.3.4. Nitrați …………………………………………………………………..44

4.3.5. Analiza FTIR – ATR …………………………………………………..45

CONCLUZII …………………………………………………………………………………47

BIBLIOGRAFIE ……………………………………………………………………………..48

INTRODUCERE

Solul reprezintă stratul afânat, moale și friabil de la suprafața scoarței Pământești, care împreună cu atmosfera din jur constituie mediul de viață al planetelor.

Solul înfățișează suportul și mediul de cultivare sau dezvoltare al vegetației, care are însușirea de fertilitate și influențează direct dezvoltarea animalelor și omului [1, 5, 10].

Fertilitatea solului marchează capacitatea de a satisface integral cerințele plantelor în apă, aer și elementele nutritive [1, 5, 10].

Solul prezintă o fertilitate naturală pe care s-a creat pe cultura plantelor din cele mai vechi timpuri și o fertilitate artificială ca urmare a activității umane prin aplicarea tehnologiilor moderne de cultură [1, 5, 10].

Solul se mai numește și sistem polifazic, acesta subscrie cele trei faze din natură [5, 6, 7, 8, 12].

Faza solidă indică circa 50 % din volum și este alcătuit dintr-o parte minerală (circa 45 %) și una organica (circa 5 %);

Faza lichidă indică apa sau soluția solului;

Faza gazoasă indică aerul din sol.

Faza lichidă și cea gazoasă reprezintă 50 % din volumul solului și au tendința de a se exclide reciproc [3, 6, 11].

Scopul lucrării îl constituie calitatea solului agricol din comuna [NUME_REDACTAT].

Lucrarea este alcătuită din 4 capitole. În primul capitol se tratează elementele teoretice privind calitatea și indicatorii solului.

În capitolul 2 sunt prezentate metodele de analiză a calității solului: a pH-ului, a umidității, a humusului și a nitraților.

În următorul capitol sunt precizate locurile de unde am prelevat probele și am analizat date, precum: pH-ul, umiditatea, humusul, nitrații și FTIR.

În ultimul capitol am identificat concluziile lucrării.

CAPITOL 1. Noțiuni generale

Solul este o rocă detritică reziduală, provenită din rocile eruptive metamorfice sau sedimentare, printr-un intens proces de solidificare [1, 2, 3, 4, 5, 6].

Importanțele solul sunt următoarele:

este un depozit de deșeuri rezultate din activitățile umane;

reprezintă baza de dezvoltare a vegetației;

pe sol și în sol își desfășoară activitatea toate viețiutoarele terestre;

transformă substanțele organice în elemente simple pe care le introduce în circuitul plantelor și animalelor;

este un factor important în formarea și stabilirea climatelor;

este în contact cu apa și cu aerul putând influența calitatea acestora;

majoritatea activităților omenești se desfășoară la suprafața solului.

1.1. Calitatea solului

„Prin sol se înțelege stratul de la suprafața pământului, care pe baza transformărilor continue ce se petrec și a influenței complexului de factori pedologici, posedă însușirea de fertilitate, constituind mediul de creștere și dezvoltare a plantelor”[18, 19].

„Profilul solului dezvăluie, prin orizonturile și succesiunea acestora, procesul și stadiul de evoluție în care se găsește. Agricultura folosește orizontul A care este situat la suprafața solului. În acest strat se acumulează humusul format în special pe baza proceselor bioacumulative. Din acest orizont se spală sărurile solubile și migrează substanțele coloidale”[18, 19].

„Solul este alcătuit din trei fracțiuni, care se întrepătrund și se influențează reciproc, în urma cărora rezultă un mediu care favorizează dezvoltarea proceselor biologice”[18, 19]:

a)”Fracțiunea solidă, compusă din”[18, 19]:

– constituenți minerali (elemente grosiere și fine);

– constituenți organici;

– grupa materiei organice vii – biomasa;

– resturi de plante și animale;

– grupa materiei organice moarte – organisme moarte în curs de descompunere;

– humusul – conferă solului numeroase însușiri fizice și chimice, datorită proprietăților sale: are o reacție acidă, dar nu acidifică solul; este hidrofil, putând absorbi mai multă apă decât argilă; este un coloid electronegativ; protejează argila cu care formează complexul argilo-humic.

b)”Fracțiunea lichidă (soluția solului), este formată din apă în care sunt dizolvate substanțele solubile provenite din alterarea rocilor, din descompunerea materiei organice și din substanțele introduse de om”[18, 19];

c)”Fracțiunea gazoasă (atmosfera solului) este prezentă prin aceleași gaze care se află și în atmosferă, cu un plus de gaze provenite din descompunerea materiei organice.
Compoziția și modul de dispunere a elementelor componente ale solului determină o serie de calități sau proprietăți care influențează reținerea și migrarea poluanților”[18, 19].

„Principalele proprietăți ale solului sunt: textura, structura, porozitatea, permeabilitatea, reținerea lichidelor în sol, temperatura, pH-ul și activitatea biologică. Structura și celelalte proprietăți au o importanță deosebită în fertilitatea solului”[18, 19].

„Poluarea solului poate fi clasificată astfel”[18, 19]:

– Poluare endogenă: atunci când constituenții normali ai solului se prezintă într-o formă neobișnuită sau în concentrații anormal de ridicate;

-„Poluare exogenă: prin aducerea din exterior în sol a unor substanțe poluante, cea mai frecventă fiind legată de următoarele”[18, 19]:

• poluarea cu substanțe fertilizante: îngrășăminte chimice, dejecțiile animalelor, nămoluri de la stațiile de epurare ale apelor uzate tip menajer;

• poluarea prin reziduuri solide sau semisolide;

• poluarea cu substanțe din atmosferă;

• poluarea cu pesticide;

• poluarea cu metale grele: plumb, zinc, cadmiu, mercur, nichel, arsen, crom, cobalt, molibden;

• poluarea cu hidrocarburi;

• poluarea biologică;

• poluarea fizică (cu apele cu temperaturi ridicate, cu substanțe radioactive).

„Solul mai poate fi afectat de fenomene de degradare sau deteriorare a solului prin eroziune, scufundări și alunecări de teren, excavații etc”[18, 19].

„Compoziția și proprietățile solului influențează direct migrarea sau reținerea poluanților, sugerând metodele de depoluare. Dintre aceste proprietăți menționăm următoarele”:

Textura solului sau alcătuirea granulometrică a solului (bolovăniș, pietriș, nisip grosier, nisip mijlociu, nisip fin, praf, aleurit) și variația texturii de profil (curba granulometrică), dă indicații asupra vitezei de migrare a poluanților și a capacității de reținere a stratului superior.

Structura solului, respectiv forma, mărimea și modul de aranjare a agregatelor structurale, determină în mod direct porozitatea solului și indirect viteza de pătrundere a aerului, apei și poluanților în sol.

Densitatea aparentă a solului – a med = 1,3 g/cmc – (masa solului complet uscat/volumul total de proba recoltată în structura naturală) dă informații despre starea de afânare sau de compactare a unui sol. Densități aparente mai ridicate înseamnă sol compactat sau sol nisipos.

Densitatea solului, s, reprezintă numai densitatea părții solide a solului, respectiv s med = 2,65 g/cmc.

Porozitatea solului reprezintă totalitatea spațiilor libere dintre agregate și din interiorul agregatelor de sol, acestea formează volumul total al porilor [1, 5, 10].

Porii capilari au diametrul de 0,01-0,05 mm a căror totalitate formează microporozitate sau porozitatea pentru apă și determină viteza de infiltrație a poluanților în sol și exprimă capacitatea solului de reținere a apei capilare. Porii solului reprezintă sistemul lui circulator [1, 5, 10].

Porii necapilari au diametru mai mare de 0,06 mm, totalitatea lor formează macroporozitatea sau porozitatea de aerație, acestea exprimă capacitatea solului pentru aer. În condiții normale de aerație, solul are o porozitate de 25 – 30% [1, 5, 10].

Ex. – orizonturile compacte au por. ~ 10%.

– orizonturile nisipoase : ~ 35 – 50%

– orizonturile argiloase : ~ 40 – 60%

Permeabilitea solului permite circulația fluidelor printre golurile particulelor solide și depinde de mărimea porilor. Solurile formate din particule mari sunt foarte permeabile (bolovăniș, pietriș, nisip grosier, mijlociu, fin, praf, argilă).

Cu cât solul conține o cantitate mai mare de aer, cu atât intensitatea proceselor biologice este mai mare. Cu cât compoziția aerului teluric este mai apropiată de cea a aerului atmosferic cu atât solul este mai curat, între aerul teluric și aerul atmosferic fiind permanent un schimb.

Reținerea lichidelor în sol este o proprietate complexă a solului datorată forțelor de adsorbție, forțelor capilare și presiunii osmotice.

Temperatura solului – solul înregistrează cu întârziere variațiile temperaturii atmosferice, atât cele diurne cât și cele sezoniere.

Temperatura solului (orară, anuală, semestrială) deține un rol important în următoarele procese [1]:

în procesele biologice și biochimice care se petrec în sol;

în întreținerea vieții microorganismelor și organismelor din sol;

sanogen contribuind la autopurificarea solului;

patogen, prin transmiterea unor maladii.

Ph-ul solului – reacția pH–ului pentru sol variază de la 3,5 (extrem de acid) până la 11 (extrem de alcalin).

În solurile acide apar conținuturi toxice de Al solubil (mobil), adsorbția metalelor grele fiind mai puternică iar activitatea microbiană fiind mult redusă.

Activitatea biologică a solului este importantă în special prin procesele enzimatice, simbiotice și descompunătoare ale microorganismelor. Aceste procese ajută la biodegradarea și biodeteriorarea poluanților.

În baza tuturor acestor proprietăți definim fertilitatea solului ca fiind sinteza principalelor proprietăți fizice, chimice și biologice ale solului. Fertilitatea determină un anumit regim de nutriție, hidric, termic și microbiologic, adică, o capacitate productivă a solului [18].

În condiții naturale, solurile au o fertilitate naturală potențială care depinde de proprietățile lor intrinseci și care se realizează efectiv, în fiecare an, în funcție de mersul vremii.

În condițiile luării în cultură a solurilor, acestea au o fertilitate culturală, artificială sau economică, strâns legată de stadiul de dezvoltare al tehnicii, de sistemul socio-economic și indirect de mersul vremii [18].

Cu cât capacitatea de înmagazinare a solului în apă, aer, elemente nutritive și energie este mai mare, cu atât fertilitatea lui este mai ridicată. Prin procesele specifice care au loc în sol, acesta transformă neîncetat substanțele pe care le conține. Prin poluarea solului se pierd tocmai aceste capacități fundamentale [17].

Efecte negative ale poluării solului

„Impactul poluanților asupra omului în cadrul mediului ambiant este deosebit de complex și cuprinde un șir de etape, mai mult sau mai puțin distincte, succesive sau simultane. Organismele supuse unor concentrații mici de poluanți și pe o durată redusă, fac față expunerii prin mobilizarea sistemelor de detoxifiere. Expunerea de lungă durată însă și la concentrații ridicate conduce aproape întotdeauna la maladii, cancer și în cazuri extreme, la moarte”[17].

„În cazul solurilor poluate, vectorii de transfer ai poluanților sunt lanțurile trofice sol– plantă-om, sol-plantă-animal-om, contactul direct în timpul muncilor agricole, contactul solului cu leziuni cutanate deschise sau indirect, contactul prin intermediul apei și al alimentelor”.

„Dintre substanțele chimice aplicate pe sol care au efecte dăunătoare asupra sănătății omului amintim dioxina-substanța folosită la fabricarea erbicidelor și DDT-ul. Datorită caracterului lor lipofilic a capacității de legare de proteine și a perturbărilor de eliminare renala, aceste substanțe au toxicitate cumulativă pentru om, au efecte mutagene și cancerigene. Metalele grele – Pb, Cd, Hg- sunt reținute în cortexul renal, în ficat și în oase” [17].

Germenii patogeni ajung în sol și în apele subterane ca urmare a depozitării neigienice a materiilor fecale, a cadavrelor și a produselor organice alterate. Unii germeni patogeni au o rezistență redusă în contact cu solul – exemple: enterobacteriile, enterovirusurile – sau ceva mai mare în cazul solurilor umede. Alți germeni patogeni rezistă mai bine în condiții de praf, și anume agentul etiologic al febrei Q-Rickettsia burnetti.

Acolo unde condițiile de salubrizare sunt defectuoase, se răspândesc cu mare ușurință parazitozele intestinale. Exemplu de parazit este tenia, acesta este produsă de biohelminti sau alți paraziți sunt oxiurii, ascaridul, aceștia sunt produși de geohelminti. Ouăle acestor paraziți din sol ajung în organismul uman prin intermediul mâinilor murdare, al zarzavaturilor și fructelor nespălate, sau prin praf [17].

Expunerea la radiații ionizante precum și inhalarea prafului purtător de elemente radioactive conduc la efecte somatice și efecte genetice asupra organismelor.

Efectele somatice includ leziuni ale unor organe și sisteme, stare generală alterată, urmate de sindrom hematologic, sindrom imunologic și sindrom digestiv. Din punct de vedere clinic distingem alopecia, cataracta, leucemie, cancer cutanat, cancer pulmonar, cancer osos, adică scurtarea duratei medii de viață.

Efectele genetice includ malformații grave sau minore, avort spontan, moartea embrionului etc. Menționez că detașarea riguroasă a acestor efecte este greu de făcut deoarece există în mod normal o iradiere naturală care conform cercetărilor din ultimii ani este responsabilă de cel puțin o treime din totalul defectelor genetice [17].

Degradarea solului

„Degradarea solului înseamnă reducerea sau pierderea productivității lor bilologice sau economice. „Ea este determinată de utilizarea solurilor, de un proces natural, ori de o combinație de procese naturale” [25, 30, 45].

„Cauzele degradării solului sunt fie naturale, fie legate direct sau indirect de activitatea omului. Poluarea solului este considerată o consecință a unor obiceiuri neigienice sau practici necorespunzătoare, datorită îndepărtării și depozitării la întâmplare a reziduurilor rezultate din activitatea omului, a deșeurilor indistriale sau utilizării necorespunzătoare a unor substanțe chimice în agricultură. Solul este supus poluării ca și celelalte elemente ale mediului, dar el se reface tot mai greu în comparație cu apa și aerul, deoarece procesele de autoepurare sunt mult mai lente” [25, 30, 45].

„Se consideră că este absolut necesar ca la identificarea și estimarea intensității poluării solului să se aibă în vedere funcția capitală a acestuia, aceea de suport și mediu pentru plantele terestre, mijloc principal de producție vegetală la baza existenței omului însuși. Omul a început să înțeleagă mai ales în ultimele decenii că progresul societății umane s-a transformat treptat în instrument de distrugere, cu efecte dezastruoase asupra naturii””[25, 30, 45].

Efecte economice și sociale ale degradării solului

„Criza economică și energetică, modul de realizare a reformelor în agricultură cu apariția multor proprietăți lipsiți de echipamentele necesare și cunoștințele de specialitate, păstrarea schemelor tehnologice vechi cu reducerea drastică a cantităților de îngrășăminte (organice și minerale), uzarea sistemelor de irigație, au condus nu numai la o scădere dramatică a producției, dar și la intensificarea procesului de depreciere a solurilor”[22, 51, 58, 61].

„Reforma agrară a schimbat radical structura și modul de utilizare a pământului, a generat o varietate mare de forme de proprietate și de gospodărire, a pulverizat fondul funciar cu destinație agricolă în parcele mici. Distribuirea cotelor de terenuri agricole, fără organizarea antierozională a teritoriului, din deal în vale a condiționat intensificarea proceselor de degradare în deosebi prin eroziunea de suprafață a solurilor” [22, 51, 58, 61].

„Degradarea capacității productive a solurilor în urma supraexploatărilor agricole, din ultimii 50 ani de ani, s-a manifestat prin intensificarea proceselor de eroziune prin: alunecări de teren, deficit de humus, insuficiență de fosfor mobil, salinizare, exces periodic de umiditate, colmatarea depresiunilor cu depozite de soluri slab humifere, decopertări de straturi fertile ș.a” [22, 51, 58, 61].

„Eroziunea cuprinde 33% din terenurile agricole. Suprafața solurilor erodate crește în medie cu 0,5-1,0% anual, ceea ce va face în următorii 50 ani ca 20-40% din stratul cel mai fertil să se piardă. Prejudiciile anuale echivalează cu 2000 ha cernoziomuri cu profil întreg. Efectele dăunătoare ale eroziunii se extind și asupra altor sfere: înnămolirea iazurilor și a altor bazine acvatice, poluarea solurilor din depresiuni și a apelor freatice cu pesticide și îngrășăminte minerale, spălate de pe versanți, distrugerea căilor de comunicații, a construcțiilor hidrotehnice ș.a” [22, 51, 58, 61].

„Excavările învelișului de sol din exploatările carierelor, până în 1990, nu erau însoțite de lucrări de recultivare a terenurilor; s-au distrus 5000 ha terenuri agricol. În ultimii 20-25 ani pierderile irecuperabile de soluri (avariate, distruse de alunecări și excavări) se ridică la 78,8 mii ha sau 3% din terenurile agricole” [22, 51, 58, 61].

„Rezerva mică și foarte mică de humus în soluri este o problemă esențială în dezvoltarea agriculturii ecologice. Solurile cu deficit de humus constituie 40,6% din terenurile agricole. Există riscul ca și în următoarele decenii conținutul humusului în terenurile arabile să scadă în medie cu 10 – 25%, ceea ce va afecta substanțial calitățile fizice și microbiodiversitatea solurilor. Pierderile anuale din această cauza se estimează la 10% din recoltă [22, 51, 58, 61].

„Epuizarea rezervelor de fosfor mobil în sol poate fi acoperită numai cu îngrășăminte fosfatice. Solurile cu deficit de fosfor ocupă 30% din terenurile agricole. Lipsa îngrășămintelor face ca ponderea acestor categorii de terenuri și pierderile de recoltă (20%) să crească” [22, 51, 58, 61].

„Desfundarea solurilor pe o suprafață de 546 mii ha (21% din terenurile agricole) pentru plantațiile pomiviticole a condus la perturbarea stratificării naturale și scoaterea la suprafață a păturilor slab humificate cu conținut ridicat de carbonați. Fertilitatea acestor terenuri, utilizate ulterior pentru culturi de cîmp, este cu 10-20% mai mică în comparație cu cea a solurilor similare nedesfundate” [22, 51, 58, 61].

„Poluarea terenurilor agricole se păstrează, deși aplicarea îngrășămintelor chimice la hectar între 1991-1998 s-a micșorat de 4,3 ori. A crescut concomitent de 2 ori gradul de poluare biologică a solului din intravilanul localităților din cauza lipsei sistemelor funcționale de îndepărtare și utilizare a deșeurilor menajere și zootehnice. În ultimii 10-12 ani a avut loc deformarea asolamentelor de câmp, micșorarea cotei culturilor leguminoase în asolamente de 4-5 ori, micșorarea volumului de aplicare a îngrășămintelor minerale de 15-20 ori, celor organice de 10-15 ori. Toate acestea au condus la formarea unui bilanț negativ a humusului și elementelor nutritive în sol. Ca rezultat are loc degradarea fizică, chimică și biologică, micșorarea productivității solurilor, acutizarea sărăciei prin” [22, 51, 58, 61]:

„pierderile ireversibile ca rezultat al spălării de pe versanți a solului fertil;”

„pierderile ireversibile ca rezultat al distrugerii solurilor de alunecări și ravene;”

„costul pierderilor de producție agricolă.”

În figura 1. sunt prezentate tipurile de soluri din țara noastră, România.

Figura 1. Harta de distribiție a solului în România, 2010 [42]

1.2. Indicatorii de calitate a solului

„Calitatea solului nu poate fi măsurată direct, deoarece ea este dată de o serie de proprietăți ale solului rezultate în urma unor procese fizice, chimice, biologice și mineralogice care se desfășoară în mediul edafic. Din această cauză evaluarea calității solului se face indirect prin folosirea unor indicatori calitativi și cantitativi care măsoară proprietățile semnificative pentru procesele care au loc în sol” [20, 51, 60].

„Evaluarea calității solului necesită două aspecte importante” [20, 51]:

1. „Stabilirea unui sistem de referință față de care se poate raporta capacitatea funcțională a unui sol. Acest sistem de referință poate fi constituit dintr-un sol diferit, dar reprezentativ sub aspectul răspândirii în teritoriu sau sub aspectul semnificației agricole.”

2. „Precizarea scopului în care se face evaluarea sau a condițiilor de funcționare, deci în raport cu situația concretă de utilizare a solului, deoarece aceeași proprietate a unui sol poate fi bună pentru o anumită folosință, plantă sau management, rea pentru altă folosință sau indiferentă pentru alte situații.”

„Indicatorii de calitate a solului pot fi divizați în două grupe principale: indicatori descriptivi și analitici. Indicatorii analitici sunt preferați de specialiști pentru că sunt cantitativi, în timp ce indicatorii descriptivi sunt la îndemâna fermierilor sau a unor persoane mai puțin avizate” [20, 51, 60, 62].

Criteriile de selecție a indicatorilor de calitate a solului trebuie să includă o serie de aspecte (sensibilitate, semnificație, eficiența măsurătorilor, validitatea științifică ș. a.). În pofida unor încercări de integrare a acestor criterii într-o formulă unică, nici până la ora actuală nu există un procedeu sistematic care să asigure o selecție obiectivă a parametrilor măsurați care pot fi utilizați în evaluarea calității solului. Cei mai adecvați indicatori pentru aprecierea calității solului sunt considerați cei care rezultă în urma unei analize de rutină și sunt capabili să furnizeze răspunsuri utile într-un interval rezonabil de timp (1-3 ani) datorită abilității lor de a reacționa prin modificări notabile (diferențe statistice ale valorii) într-o perioadă de timp a cărei limită superioară este propusă la 5 ani [51].

Indicatori fizici

„După cum este cunoscut determinările unor însușiri fizice cum ar fi densitatea aparentă, porozitatea, rezistența la penetrare pot servi în anumite situații ca indicatori de calitate a solului demonstrându-și utilitatea în aprecierile privind comportarea sau tasarea solului, după cum măsurătorile de stabilitate a agregatelor pot conduce la stabilirea unor indici de suceptibilitate a structurii solului la degradare. În funcție de situație și alte măsurători privind însușirile fizice și hidrofizice pot servi la obținerea unor indicatori de calitate a solului, cum ar fi capacitatea de reținere a apei care este corelată cu reținerea și transportul apei, cu erodabiltatea hidrică, cu lucrabilitatea și traficabilitatea” [32, 51].

~Cercetările recente în câmpurile experimentale de lungă durată au dus la obținerea unor parametrii noi adecvați aprecierii calității fizice a solului sub aspectul capacității 14 acestuia de stocare a apei (raportul capacitate de câmp/porozitate) și aerului (raportul capacitate pentru aer/porozitate).

Indicatori chimici

~Măsurătorile efectuate asupra unor proprietăți chimice legate de fertilitatea solurilor ca pH (care definește pragurile de activitate chimică și biologică, N, P, K) forme extractabile care definesc accesibilitatea nutrienților pentru plante), materie organică (totală și activă; care definește stabilitatea structurală și fertilitatea potențială), conductivitatea electrică (care definește pragurile de activitate microbiană și a plantelor) pot furniza o serie de indicatori de calitate a solurilor. În cazurile în care intră în discuție probabilitatea unor contaminări sau poluări apare necesitatea unor indicatori rezultați din determinările contaminanților sau poluanților (metale grele, pesticide, hidrocarburi) [51].

Indicatori biologici

~Organismele solurilor au o influență directă sau indirectă asupra tuturor proceselor implicate în funcțiile solului cum sunt: descompunerea reziduurilor de plante și animale, transformarea și stocarea nutrienților, infiltrația apei și schimbul de gaze, formarea și stabilizarea structurii solului, sinteza compușilor chimici, degradarea xenobioticelor [51].

~Acestea conferă parametrilor biologici un potențial ridicat în ceea ce privește utilizarea lor ca indicatori ai calității solului. Cele mai obișnuite categorii de indicatori biologici pentru calitatea solului sunt cei legați de biomasa microbiană (conținutul, compoziție și diversitate), activitatea microbiană (respirație), activitatea enzimatică.

1.3. Calitatea solului din județul [NUME_REDACTAT] din județul Bacău prezintă o mare varietate tipologică, datorită condițiilor variate de relief, climă și vegetație. Astfel, în partea vestică înaltă, apar soluri brune, luvisoluri albice, soluri cenușii, cernoziomuri argiloiluviale pe terasele inferioare. În podișul din est pot fi menționate solurile cu evoluție întârziată (cernoziomuri subțiri de pantă și regosoluri) prezente pe versanți cu procese geomorfologice active, solurile aluviale, hidromorfe și halomorfe în lunci [33].

[NUME_REDACTAT] este acoperită cu soluri aluviale și protosoluri aluviale, pe terase apar cernoziomuri cambice, soluri cernoziomoide și soluri cenușii și lacovisti pe mici suprafețe [33].

Calitatea solului din județul Bacău este influențată de anumite presiuni ale unor factori, așa cum sunt [33]:

[NUME_REDACTAT] reduse de îngrășăminte aplicate și în anul 2004, determină în continuare o reducere a potențialului productiv al solurilor (reducerea conținutului de humus și a stării de aprovizionare cu elemente nutritive).

Producțiile agricole se realizează în prezent pe seama rezervelor de elemente nutritive ale solului, rezerve ce scad în permanență.

Cantitățile de îngrășăminte naturale aplicate anual pe 18-20.000 ha nu reușesc decât în mică măsură să refacă conținutul natural de elemente nutritive ale solului.

Produsele fitosanitare

Produsele fitosanitare ce se folosesc în cantități mici, buruienile, bolile și dăunătorii reduc în mod evident nivelul producțiilor ce se pot obține. Gradul de îmburuienare înregistrează o creștere semnificativă.

Soluri afectate de reziduuri zootehnice

Suprafețele cu soluri afectate de reziduri zootehnice sunt nesemnificative. Suprafețe mari de terenuri agricole (circa 2.468 ha) sunt afectate de depuneri de gunoaie menajere, molozuri, deșeuri și reziduri organice, produse reziduale – ape uzate, nămoluri, dejecții, depozite de steril etc. Acestea afectează potențialul productiv în proporție de 20 – 100 %.

[NUME_REDACTAT] practicate la nivelul județului Bacău, se apreciază că nu au determinat o îmbunătățire a stării de calitate a solurilor.

„Zone critice din județul Bacău sub aspectul poluării solurilor” [33, 55, 64]:

„[NUME_REDACTAT] din orașul [NUME_REDACTAT] – dizolvări necontrolabile ale zăcământului de sare de către izvoarele din zonă, de unde a rezultat producerea de surpări de teren;”

„Zona schelei de exploatare țiței Zemeș – poluare cu țiței (fenomenul de „aflorimente”);”

„Zona S.N.P. Petrom – [NUME_REDACTAT] și S.C. Conpet S.A. – [NUME_REDACTAT] – apariția de puncte critice (poluare cu țiței) datorită unor spargeri și avarii de-a lungul conductelor de transport.”

Principalele restricții ale calității solurilor din județul Bacău [33, 55, 64]:

„terenuri cu eroziune de suprafață – 200413 ha;”

„terenuri cu eroziune de adâncime – 10078 ha;”

„terenuri cu alunecări și prăbușiri – 32728 ha;”

„terenuri afectate de acidifiere – 80419 ha din care cu acidifiere puternică ce necesită amendare – 31522 ha;”

„terenuri afectate de tasare – 102815 ha;”

„terenuri afectate de băltiri – 40998 ha;”

„terenuri afectate de inundații – 13201 ha;”

„terenuri cu rezervă foarte mică  și mică de humus – 141300 ha;”

„terenuri foarte slab și slab aprovizionate cu azot – 233853 ha;”

„terenuri cu aprovizionare în fosfor mobil slabă și foarte slabă – 152321 ha;”

„terenuri afectate de sărăturare – 4537 ha;”

„terenuri afectate de poluare puternică – 324 ha.”

*Observație: Aceeași suprafață poate fi afectată de mai multe degradări sau limitări.

Zone afectate de alunecări de teren și fenomene de eroziune: au fost identificate 13 zone expuse alunecărilor de teren, situate în partea centrală și de nord [55].

Zone afectate de inundații: în zona bazinelor hidrografice ale râurilor Trotuș, Siret, Tazlău, Bistrița, Zeletin [55].

Zone afectate de alți factori distructivi: degradare fizică: Zemeș, Lucăcești, Buhuși, [NUME_REDACTAT], Livezi, Corbasca.

Repartiția terenurilor pe clase de calitate a solului [33]:

– Clasa de calitate a I-a foarte bună: 3.910 ha

– Clasa de calitate a II-a bună: 43.183 ha

– Clasa de calitate a III-a mijlocie: 107.551 ha

– Clasa de calitate a IV-a slab: 137.503 ha

– Clasa de calitate a V-a foarte slabă: 28.442 ha.

Acțiuni întreprinse pentru reconstrucția ecologică a terenurilor degradate și ameliorarea stării de calitate a solurilor [33].

lucrări de ameliorare a terenurilor degradate (scarificări, nivelări, distrugerea vegetației lemnoase, fertilizări), pe o suprafață de – 19,65 ha;

începerea lucrărilor de ameliorare pe o suprafață de – 191,27 ha;

lucrări de redare în circuitul productiv a terenurilor poluate cu petrol și ape sărate în zona petrolieră a județului Bacău – 3 ha;

lucrări de redare în circuitul productiv a terenurilor scoase temporar din circuitul agricol, pe o suprafață de – 13,29 ha;

lucrări de proiectare pentru ameliorarea fertilității solurilor și redare în circuitul productiv – pe care urmează să se execute lucrările de reconstrucție ecologică, pentru o suprafață de – 57,20 ha.

Figura numărul 2 este harta județului Bacău.

Figura 2. Harta județul Bacău [41]

CAPITOL 2. Reglementări privind calitatea solului

Principala lege care reglementează protecția solului este Legea nr. 137/1995, aceasta fiind legea protecției mediului, publicată în [NUME_REDACTAT] nr. 512/1999 [23, 28, 43].

La această Lege 137/1995 articolele atinse de protecția mediului, a subsolului și a ecosistemelor terestre sunt următoarele [23, 28, 43]:

Art. 48 – Protecția solului, a subsolului și a ecosistemelor terestre, prin măsuri aadecvate de gospodărire, conservare, organizare și amenajare a teritoriului, este obligatorie pentru toți deținătorii, indiferent cu ce titlu [37, 38, 43].

Art. 49 – Autoritatea centrală pentru protecția mediului, cu constatarea ministerelor competente, stbilesc următoarele [23, 28, 37, 38, 43]:

sistemul de monitorizare a calității solului în scopul cunoașterii stării actuale și a tendinșelor de evoluție a acesteia;

reglementările privind protecția calității solului, subsolului, a ecosistemelor terestre și conservarea biodiversității;

procedura de autorizare rpivind problemele de protecția mediului, cuprinse în palnurile de amenajare a teritoriului, amenajarea torenșilor pentru întocmirea amenajamentelor silvice, combaterea eroziunii solurilor, foraje de studii și prospecțiuni geologice și hidrogeologice, precum și activități de extracție;

reglementări privind refacerea cadrului natural în zonele în care solul, subsolul și ecosistemele terestre au fost afectate de fenomene naturale sau de activități cu impact negativ asupra mediului.

Legea nr. 444 din data de 8 iulie 2002 unde s-au aporbat Ordonanța de urgență a Guvernului nr. 38/2002 privind întocmirea și finanțarea studiilor pedologice, agrochimice și finanțarea sistemului național de monitorizare sol-teren pentru agricultură, precum și sol-vegetație forestieră pentru silvicultură [27, 29, 53].

[NUME_REDACTAT] de urgența a Guvernului nr. 38 din 21 martie 2002, publicată în [NUME_REDACTAT] al României, Partea I, nr. 223/ 3 aprilie 2002, are următoarea modificare [27, 29, 44, 53, 54]:

Art. 3 – Oficiile de studii pedologice și agrochimice județene, la solicitarea [NUME_REDACTAT], Alimentației și Pădurilor, execută studiile pedologice și agrochimice, acestea realizând sistemul de monitorizare sol-teren pentru suprafețele cu destinaței agricolă, privind: unitățile de sol, inventarierea resurselor de sol, favorabilitatea terenurilor pentru culturile agricole sau silvicultura, pretabilitatea pentru folosințe, poluarea, restricțiile terenurilor la diferite utilizări și măsurile agropedoameliaorative și antierozionale corespunzătoare indiferent de forma de exploatare sau de proprietate [39, 52].

Art. 5 – Institutul de Cercetări și [NUME_REDACTAT], la solicitarea [NUME_REDACTAT], Alimentației și Pădurilor, va executa lucrările specifice monitorizării solurilor și vegetației forestiere, în conformitate cu Programul european de monitorizare forestieră, indiferent de forma de proprietate asupra pădurilor.

Hotărârea de Guvern nr. 1408/ 2007, precizează modalitățile de investigare și evaluare a poluării solului și subsolului [42].

Articolele în care sunt menționate aceste modalități de investigare sunt [42]:

Art. 1 – Prezența hotărâre reglementează modalitățile de investigare și evaluare a poluării solului și subsolului, în scopul identificării prejudiciilor aduse acestora și stabilirii responsabilităților pentru refacera mediului geologic.

Art. 5 – (1) – Investigarea și evaluarea poluării solului și subsolului reprezintă obligația și responsabilitatea operatorului economic sau deținătorului de teren care a desfășurat ori desfășoară activități poluatoare sau potențial poluatoare pentru mediu geologic.

Art. 5 – (2) – Investigarea și evaluarea poluării solului și subsolului se realizează în următoarele cazuri [26, 42, 50]:

la constatarea unei poluări potențial periculoase pentru sănătatea oamenilor și pentru mediu;

la elaborarea bilanțului de mediu;

la stabilirea obligațiilor de mediu, în cazul schimbării statului juridic al terenului pe care s-a desfășurat o activitate cu impact asupra mediului;

la identificarea unei surse potențial poluatoare a solului și subsolului;

periodic, pentru urmărirea evoluției în timp s siturilor contaminate a căror remediere se realizează prin atenuare naturală, bioremediere sau metode de remediere de lungă durată;

la monitorizarea siturilor după încheierea programelor sau proiectelor de curățare, remediere și/sau reconstrucție ecologică;

la producerea accidentelor care conduc la poluarea terenului, după îndepărtarea sursei și poluanților deversați în mediul geologic.

Hotărârea nr. 1403/2007, se referă la refacerea zonelor în care solul, subsolul și ecosistemele terestre au fost afectate [21].

Articolele acestei hotărâri sunt următoarele [21, 37, 43, 49]:

Art. 1 – Stabilește cadrul legal pentru desfășurarea activităților de curățare, redemiere și/sau reconstrucție ecologică a zonelor în care solul, subsolul și ecosistemele terestre au fost afectate.

Art. 3 – Acestă hotărâre se aplică [37, 43, 49]:

poluării mediului geologic, produsă cu impact semnificativ, care presintă un risc real sau potențial pentru sănătatea oamenilor și a mediului;

terenurilor în care ecosistemele terestre au fost afectate.

CAPITOL 3. Metodele de analiză a calității solului

3.1. Analiza pH-ului

Determinarea pH-ului solului se poate face prin mai multe metode:

metode colorimetrice;

metode potențiometrice.

În determinarea metodei colorimetrice a pH-ului sunt utilizați indicatori de substanțe organice cu caracter de acizi slabi sau baze slabe, ale căros soluții apoase își modifică culoarea în anumite intervale caracteristice de pH, acestea mai sunt numite si domenii de viraj. Modificările de culoare ale indicatorilor sunt rezultatul unor transformări reversibile de structură, datorate schimbării gradului de disociație a indicatorului [15].

La aceste determinări intervin unele erori, cum ar fi: erori de temperatură, erori salină, erori de asimilare etc. Determinarea colorimetrică a reacției solului este utilizată în teren, datorită simplității ei. Erorile de lucru sunt identificate prin valorile pH-ului obținute prin utilizarea acestor metode.

Metodele colorimetrice de determinare a reacției solului sunt grupate în două categorii, în funcție de aprecierea folosită și de precizia rezultatelor obținute și anume [15]:

metode colorimetrice de teren;

metode colorimetrice de laborator.

La metoda colorimetrică de teren se poate utiliza metoda folosirii hârtiei indicator a pH-metrului Hellinge de teren.

La metoda colorimetrică de laborator se utilizează scări colorate de pH sau comparatoare, care sunt etalonate pentru anumite intervale de pH. Aceste metode sunt mai puțin rapide, deoarece necesită utilizarea extractelor de sol limpezi, care se obțin prin filtrare, decantare, centrifugare etc.

Metoda potențiometrică se utilizează pentru determinarea concentrației ionilor, a măsurători de tensiune electromotoare, creată între doi electrozi diferiți. Un sistem format dintr-un conductor electronic și electrolitul din jurul lui reprezintă un electrod.

Determinările metodei potențiometrice se poate realiza în mai multe feluri [19]:

determinarea potențiometrică directă, aceasta presupune o singura măsurare a tensiunii electromotoare;

titrarea potențiometrică, în care se stabilește variația potențialului electrodului indicator în funcție de volumul de reactiv.

În lucrare am utilizat pH-metru de sol cu citire directă.

Aparatul cu care am determinat pH-metru direct în sol este termometru PCE-PH20S (Figura 3).

Figura 3. Termometru PCE-PH20S [35]

Acest aparat poate fi utilizat și în semisolide, (cum ar fi brânza, carnea), dar și în cele lichide datorită electrodului robust din sticlă, cu sensor de temperatură.

Termometrul PCE-PH20S este foarte comod de utilizat datorită afisajului reversbil, măsurătorile putând fi vizualizate pe două direcții:

funcție dată hold de menținere a rezultatului pe afisaj;

funcție de închidere automată.

Aparatul este rezistent la apă și se poate folosi în determinarea măsurătorilor din agricultură, grădinărit, industrii alimentare, ba chiar și în educație, laboratoare și controlul calității în industrie.

În tabelul 1 sunt specificațiile tehnice ale termometrului PCE-PH20S

Tabel 1. Specificații tehnice ale termometrului PCE-PH20S [34]

3.2. Analiza umidității

Analiza probelor de umiditate a solului se efectuează cu ajutorul aparatului Penetrologrer și a senzorului pentru umiditate ThetaProbe.

Penetrologger-ul a fost inventat sa măsoare rezistența la penetrare a solului și să salveze rezultatele de măsurare prin procesarea lod într-un computer. Aparatul este proiectat ecomonic, ușor și simplu de folosit, el poate fi folosit pentru a măsura până la o adâncime de 80 cm.

Penetrologger-ul este folosit în ingineria civilă, geotehnică, agricultură pentru determinarea capacității portante a terenului de fundare și de mentenanță a terenurilor de sport, parcuri și grahini publice [15].

Senzorul pentru umiditate ThetaProbe poate fi conectat pentru a face un punct de măsurare și pentru a înregistra procentajul de umiditate a solului în acel punct.

Rezistența la penetrare a solului este rezistența solului la forța de penetrare pe unitatea de suprafață exprimata în [N/m2] sau în [MPa]. Rezistența de penetrare depinde de proprietățile solului, cum ar fi densitatea îndesată, umiditatea, structura solului, textura și conținutul de materie organică.

”Dacă conținutul de umiditate este mai ridicat, cu atât și rezistența la penetrare este ridicat, de aici rezultă că capacitatea portantă este mai scăzută. În scopul de a compara rezistența la penetrare măsurată în perioada de înainte și după alimentare, este esențial ca conținutul de umiditate al pământului din aceste perioade sunt comparabile. Pentru a asigura condițiile de pământ comparabile de umiditate este cel mai bine să se determine rezistența la penetrare la capacitatea de câmp [15].

Penetrologger-ul este disponibil ca un set complet adecvat pentru măsurători până la o adâncime de 80 cm. Setul este format următoarele componente, Figura 4: din penetrologger, conuri, con de verificare, tijă de palpare, o placă de referință de adâncime, un set de unelte, un încărcător de baterie, un cablu, software și un raport de testare. Setul este transportat într-o cutie de aluminiu. Pe lângă toate accesorii din cutie se mai poate îmbunătății și cu senzorul de umiditate a solului.

Figura 4. Setul aparatului de măsurat [24]

[NUME_REDACTAT] este format din, Figura 5:

1 – carcasă rezistentă la apă;

2 – amortizor impact;

3 – bipartit palpare tijă;

4 – con;

5 – placă pentru adâncimea de referință;

6 – portul de comunicare;

7 – antenă GPS;

8 – ecran LCD;

9 – panoul de control;

10 – nivel;

11 – mânere izolare electric;

12 – con de verificare.

Figura 5. Aparat de măsurat umiditatea solului Penetrologger [46]

[NUME_REDACTAT] Probe, Figura 6, este formată dintr-o carcasă impermeabilă, care conține parte electronică și prinse de un capăt, patru tije ascuțite din oțel inoxidabil care se introduc în pământ. Sonda se conectează cu aparatul Penetrologger.

Figura 6. Sonda ThetaProbe [40]

Instalarea aparatului ThetaProbe este foarte ușoară, se împinge doar sonda în pământ până când barele sunt somplet acoperite, se conectează sursa de alimentare și se fac citirile de pe ieșire analogică. Pentru monitorizarea unui strat de pământ de joasă suprafață sunt disponibile tuburi de extensie. În timpul măsurătorilor apar și erori eșantionare mai mari de 0,1 m3*m-3 dacă nu avem grijă și nu suntem atenți la instalarea ThetaProbe, și în anumite cazuri putem deteriora proba atunci când se fac măsurători ale conținutului de apă a pământului.

Atunci când dorim să luăm măsurători trebuie să avem grijă de următorii factori:

Golurile de aer: Aparatul ThetaProbe este sensibil la conținutul de apă al mostrei de pământ ce se află între cele 4 tije de inox, dar această sensibilitate este mai precisă față de tija centrală și scade spre exteriorul acestui volum cilindric al probei. Prezența golurilor de aer în jurul tijelor, mai ales a celei centrale, ca reduce valoarea conțunutului de umiditate măsurat. Trebuie sa fim foarte atenți atunci când scoatem și reintroducem sonda într-o locație anterioară.

Unghiul de inserare: În cazul în care sonda va fi lăsată in situ și măsurătorile luate în timpul unei ploi este cel mai bines a inserați aparatul la un unghi de 20˚, astfel încât apa care se scurge în urma ploii să se scurgă de pe tijele apartului.

În tabelul următor sunt specificațiile tehnice ale aparatului ThetaProbe.

Tabel 2. Specificații tehnice ale aparatului ThetaProbe [15]

3.3. Analiza conținutului de humus din sol

Humusul este alcătuit dintr-un amestec complex de resturi vegetale și animale format după transformări intense chimice și biologice. Humusul poate modifica proprietățile fizice, chimice și chiar si pe cele biologice [15].

Pentru analiza conținutului de humus folosim metoda colorimetrică. Reactivul pudră pentru humus extrage humusul din sol. Culoarea rezultată se compară cu culorile dintr-un șablon standardizat pentru a se determina concentrația de humus.

Solul trebuie să fie bine uscat și fin înainte de începerea determinării concentrației de humus.

Pentru prepararea filtratului de sol se folosește o pâlnie și o hârtie de filtru. Hârtie de filtru (cod 0465) se îndoaie prima dată în două, apoi încă odata. Vom ține vârful triunghiului format în jos, apăsăm cu grijă hârtia, până acesta formează un con. Vom obține trei straturi de hârtie într-o parte, iar în cealaltă parte doar un strat. Introducem în pâlnie conul de hârtie și așezăm pâlnia în containerul în care vom colecta filtratul. Se varsă lichidul prin pâlnie și hârtia de filtru pentru a filtra soluția [15].

Mod de lucru

Se folosește măsura pentru sol (cod 0819) pentru a se adăuga 2 măsuri rase de sol într-un tub de extracție (cod 0704). Se adaugă apă deionizată până la gradația de 14 mL, apoi astupăm și amestecăm [15].

Se folosește lingura de 0,5 g (cod 0698) pentru a adăuga 2 măsuri de reactiv pudră pentru humus (cod 5119). Dacă e necesar, mai adăugați apă pentru a aduce la nivelul de 14 mL. Se astupă și se amestecă bine timp de 1 minut.

Adăugăm 15 picături de reactiv pentru flocularea solului (cod 5643). Închidem recipientul și amestecați ușor. Lăsăm solul să se sedimenteze câteva minute.

Se folosește hârtia de filtru (cod 0465) și pâlnia (cod 0459) pentru a filtra amestecul. Colectăm filtratul într-un alt tub de extracție [15].

La final comparăm culoarea obținută în filtratul probei cu tabelul de culori standard pentru humus (cod 1384). Notăm rezultatul. Folosim tabelul 3 pentru a converti rezultatul într-o valoare [15].

Tabel 3. Concentrația de humus din sol [15]

3.4. Analiza conținutului de nitrați din sol

Azotul, sub formă de nitrat, este un element deosebit de important în dezvoltarea plantelor. Se găsește în proteinele plantelor, clorofilă, acizi nucleici și alte structuri ale plantelor, iar cantități adecvate conduc la plante mai mari care produc recolte crescute. Cum azotul este rapid absorbit de către plante sau levigatul din sol, concentrația acestuia în sol se poate modifica destul de repede [15].

Cadmiul din reactivul de reducere a nitraților reduce nitrații la nitriți. Ionii de nitriți produc o colorare roșie, datorită unei reacții de diazotizare. Reactivul amestec de acid se adaugă pentru a furniza reacției necesarul de acid. Culoarea rezultată se compară cu standardele de culori pentru a determina nivelul de nitrați testat.

Solul trebuie să fie bine uscat și fin înainte de începerea determinării concentrației de nitrați existente.

Nitrații din sol se determină folosind dispozitivul OCTA-SLIDE. În această metodă, culoarea sau turbiditatea probei testate și supusă reacțiilor va fi comparată cu, culorile standard montate în rigla neagră specifică fiecărui test [15].

Dispozitivul OCTA-SLIDE (Figura 7) trebuie ținut în așa fel încât lumina indirectă (difuză) va intra prin partea din spate a dispozitivului. Inserați eprubeta cu proba în partea de sus și apoi glisați rigla corespunzătoare, până la corespondența culorii probei cu cea standard [15].

Figura 7. Dispozitivul OCTA-SLIDE [63]

Mod de lucru

Umplem cu extract de sol un tub de testare (cod 0106) până la linia de 5 mL. Se diluează până la linia de 10 mL cu Reactiv amestec acid (cod V-6278).

Se folosește lingura de 0,1 g (cod 0699) pentru adăugarea a 2 măsuri de Reactiv de reducere a nitraților (cod V-6279). Se astupă și se răsucește tubul de 50-60 de ori timp de un minut, pentru amestec. Așteptați 10 minute.

La sfârșitul celor 10 minute o cantitate nedizolvată de Reactiv de reducere a nitraților se poate prezentă în tubul de test. Acest lucru nu v-a afecta rezultatele testului.

Se întoarce încă o dată tubul pentru a amesteca proba, apoi se așează tubul de test în dispozitivul OCTA-SLIDE (cod 1100). Se glisează calibrul de culori pentru nitrați (cod 3422) în dispozitiv. Se găsește culoarea standard care se potrivește cu cea din tub și se înmulțește valoarea citită cu 1,121 pentru kg/ha.

Dacă se obține o culoare mai închisă decât cea mai închisă culoare din calibrul standard, proba trebuie diluată (conform 4.3.2.4.), iar testul repetat.

3.5. Analiza cu ajutorul metodei FTIR

Măsurătorile de reflexie difuză pentru proba solidă, s-a realizat cu ajutorul Spectrometrului TENSOR27 IR, reprezentat în Figura 8, fabricat de Bruker cu interfața [NUME_REDACTAT]. Datele experimentale au fost obținute în domeniul spectral a numărului de undă de la 6000 cm-1 până la 550 cm-1. S-au înregistrat spectrele de reflexie difuză cu ajutorul dispozitivului [NUME_REDACTAT] – ATR FTIR, ca cel prezentat în Figura 9.

Figura 8. Spectrometrul TENSOR 27 IR [36]

Figura 9. Dispozitivul ATR-FTIR [31]

Sistemul FTIR este un dispozitiv pentru măsurarea spectrelor de reflexie. Rezoluția maximă este de 1 cm-1. Softul FTIR păstrează datele în memorie astfel încât să nu existe imposibilitatea de a memora anumite date.

Fasciculul IR pătrunde 60 μm în probă. Dacă proba este extrem de umedă nu vom putea primi răspuns pozitiv în privința rezultatelor (eroare).

[NUME_REDACTAT] 10 se poate observa o interfață a softului în care introducem informații în directorul de date.

Figura 10. Interfața măsurătorilor [59]

Acest soft are setări comune cu alte programe pe care le putem modifica după preferință, spre exemplu:

putem regla ”rezoluția” de fundal;

eșantion scanări;

stocarea datelor;

tipul de spectru;

scanare cu o viteză de 10 kHz.

CAPITOL 4. Studiu calității solului din comuna [NUME_REDACTAT]

4.1. Amplasamentul terenului

[NUME_REDACTAT] Bălcescu are o suprafață de 5.813,15 ha, o populație de cea. 9.672 persoane și are în componență cinci sate, după cum urmează: [NUME_REDACTAT] – reședință de comună, [NUME_REDACTAT], Galbeni, Buchila, Lărguța.

[NUME_REDACTAT] Bălcescu este situată în centrul județului Bacău. Teritoriul comunei are următorii vecini:

la Nord – teritoriul administrativ al municipiului Bacău și comuna Sărata;

la Nord-Est – comuna Letea-Veche;

la Est – comuna Tamași;

la Vest – comuna Sănduleni;

la Sud – comuna Faraoani;

Ca amplasare, satele sunt dispuse astfel:

satul [NUME_REDACTAT] este amplasat în jumătatea de Est a comunei, de-a lungul drumului național DN 2, care străbate comuna de la Nord la Sud;

satele [NUME_REDACTAT] și Buchila se dezvoltă pe linia mediană Nord-Sud a comunei, marcată de drumul județean DJ 119;

satul Galbeni este amplasat spre extremitatea Sud-Estică a comunei, spre linia de hotar cu comunele Faraoani și Tamași;

satul Lărguța este amplasat spre extremitatea Vestică a comunei, spre linia de hotar cu comuna Sărata.

4.1.1. [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] este situată în zonă cu valoare istorică și culturală de dată mai recentă și deține monumente din această categorie, cu valențe de nivel local. Din lista monumentelor istorice pentru marcare și inscripționare face parte Școala din satul [NUME_REDACTAT] construită în anul 1910.

Casele țăranilor din satele mai vechi ale comunei [NUME_REDACTAT] până în 1900 erau mici, chiar sub formă de bordeie, după 1900 se construiesc case din lemn, paiantă, cărămizi, având decorații în relief colorate aproape identic de la casă la casă.

Teritoriu administrativ al comunei [NUME_REDACTAT] are o suprafață de 5.813,15 ha și o populație de cca. 8.639 locuitori.

Principalele caracteristici ale zonelor funcționale din comuna [NUME_REDACTAT] sunt:

Zonele adăpostind activitatea de locuire și funcțiuni complementare;

Zona de tip industrial și depozitare și prestări servicii pentru industrie și agricultură care reprezintă agenți economici existenți și terenuri libere rezervate pentru unități de producție noi, de tip industrial și prestări servicii pentru agricultură;

Zona de unități agrozootehnice care reprezintă agenți economici existenți și terenuri libere rezervate pentru unități de producție noi, de tip agrozootehnic;

Zona de gospodărie comunală care reprezintă rampa de gunoi, puțul sec, cimitire;

Zona de construcții aferente lucrărilor tehnico-edilitare care reprezintă incinta puțurilor de captare ale SUINPROD, din zona localității Galbeni, S.R.M., stațiile de pompare;

Zona cu destinație specială – care reprezintă o unitate de tip D.G.R.S.;

Zonă de căi de comunicație feroviară și amenajări aferente – care reprezintă zona gării;

4.1.2. Instituții de interes public și servicii

Comuna dispune de o serie de dotări de utilitate publică amplasate de regulă în localitatea reședință de comună și anume: [NUME_REDACTAT] și [NUME_REDACTAT] al Comunei, [NUME_REDACTAT], Poștă, [NUME_REDACTAT], Grădinițe, Școli, Magazine, Mori de Porumb și Grâu.

Învățământul preșcolar este asigurat de grădinițele existente funcționând în clădiri separate sau în școli.

Învățământul general se desfășoară în două schimburi în 9 unități școlare cu săli de clasă.

[NUME_REDACTAT] medicale ale populației din comună sunt deservite de cele 3 dispensare medicale din localitățile [NUME_REDACTAT], Galbeni, [NUME_REDACTAT], de o farmacie (situată în [NUME_REDACTAT]), 5 cabinete medicale și 2 cabinete stomatologice.

Dotări pentru comerț și alimentație publică

Privatizarea comerțului după 1990 a avut drept consecință apariția mai multor spații destinate comerțului alimentar și nealimentar și de alimentație publică amenajate în spații specializate.

Din punct de vedere al echipării tehnico-edilitare precizăm următoarele:

alimentarea cu apă și canalizare;

alimentarea cu energie electrică;

alimentarea cu gaze naturale;

telecomunicații.

4.1.3. Calitatea solului

Creșterea cantității de deșeuri provenite din diversele activități industriale și gospodărești au un impact defavorabil asupra solului și implicit, prin emisiile de poluanți – asupra atmosferei, apelor de suprafață și subterane. În general se constată că platformele de depozitare a deșeurilor sunt sumar amenajate și amplasate de regulă, pe malurile apelor, favorizând împrăștierea materialelor ușoare și scurgerea părții lichide în sol.

[NUME_REDACTAT] 11 este prezentată harta comunei [NUME_REDACTAT].

Figura 11. Harta comunei [NUME_REDACTAT] [47]

4.2. Prelevarea probelor de sol

Etapele recoltării probelor se sol:

Întocmirea schiței

S-a realizat întocmirea schiței terenului agricol pentru recoltarea probelor. Aceasta a fost necesară pentru delimitarea unităților analitice omogene și pentru determinarea suprafețelor de teren care au fost luate ca date experimentale și care nu au prezentat diferențe semnificative între ele (exemplu: au avut aceeași pantă, au fost cultivate cu aceeași specie, au beneficiat de același mod de fertilizare etc.). Suprafețele neuniforme din parcele puteau fi neglijabelie dacă suprafața lor ar fi fost mai mică de 10 %.

Pentru culturile de câmp în funcție de tipul de sol, de cultură și de tehnologie, au fracționat în parcele egale. Suprafața supusă analizei a fost aproximativ de 500 ha.

În figura de mai jos se poate observa terenul agricol pe care l-am supus recoltării probelor pentru a analiza solului. Pentru o mai bună delimitare a punctelor de prelevare am împărțit suprafața terenului în parcele egale. Punctele de prelevare au fost în număr de 11 probe, dar pentru faptul că rezultatele datelor se repetau am ales să fac studiul de caz doar pentru 5 probe.

Figura 12. Împărțirea terenului [48]

Momentul recoltării probelor de sol.

Prelevarea probelor de sol au fost făcute înainte de însămânțarea culturilor și înaintea aplicării soluțiilor de îngrășăminte sau de amendamentele pentru plante.

[NUME_REDACTAT] 13 și 14 se poate observa cum a fost pregătit solul pentru recoltarea acestuia.

„Am evitat recoltarea probelor după ploaie, sau când umiditatea solului e mare, atât din cauza erorilor la determinarea azotului cât și din considerente de manipulare și omogenizare a solului.”

Figura 13. Pregătirea recoltării probelor de sol

Figura 14. Pregătirea recoltării probelor de sol

3. Prelevarea probelor

După ce s-a identificat parcela de pe care urmează sa prelev proba de sol, am trecut la adunarea informațiilor.

În ziua când s-au prelevat probele a fost însorită, cu temperatura de 21 grade, cu câteva zile înainte nu s-au înregistrat ploi sau vânt.

S-a luat în considerație cultură și destinația terenului pentru recoltarea probelor: adâncimea de 0 – 25 cm o cazmă pentru cereale, acestia fiind indicatorii de calitate a solului.

Punctele de prelevare s-au respectat conform Figurei 12, care a luat în considerație configurația terenului.

„Recoltarea propriu-zisă a probelor s-a făcut cu o cazma, ca în Figurile 15 și 16. Această cazma trebuie să fie curată, să nu contamineze proba cu rugină sau alte substanțe. Înainte de prelevarea se curăță solul pe o adâncime de 2 – 3 cm pentru a elimina resturile organice (paie, coceni, rădăcini, frunze etc.). S-a decopertat un strat de 20 cm pentru obținerea datelor mai exacte a probelor, solul recoltat a fost așezat pe o hârtie sau pe un ziar, Figura 17, cernut fin și în ultimă fază cântărit. Solul prelevat se pune în pungi de hârtie sau de plastic și se etichetează.”

La laborator nu se trimit probe mai mari de 800 – 1000 grame.

Figura 15. Recoltarea probelor de sol

Figura 16. Recoltarea probelor de sol

Figura 17. Pregătirea probelor pentru a fi duse la laborator

4. [NUME_REDACTAT] pungă de hârtie a fost etichetată cu numărul probei, data, ora și chiar temperatura zilei respective, se poate observa în Figura 18.

Figura 18. Etichetarea probelor

Materiale auxiliare pentru recoltarea probelor sunt identificare în tabelul 4.

Tabel 4. Materiale auxiliare pentru recoltarea probelor

4.3. Analiza solului

3.3.1. ph-ul

Valorile obținute pentru ph-ul probelor de sol sunt prezentate în Tabelul 5 și în Figura 19.

Tabel 5. Ph-ul solului

Figura 19. PH-ul probelor de sol

[NUME_REDACTAT] 19 observăm că valoarea cea mai mare a fost înregistrată pentru proba 2, iar valoarea cea mai mică a fost pentru proba 5 și anume 6,54<ph< 5,70. Solul indică un sol argilos.

4.3.2. [NUME_REDACTAT] 20. Umiditatea probelor de sol

În graficul numărul 20, ce reprezintă umiditatea solului se poate observa rezultatele probelor aproximativ egale. Diferența făcând-o proba numărului 3, din varii motive, precum:

– prezența copacilor în apropiere;

– nivelul solului.

4.3.3. [NUME_REDACTAT] 5 probe analizate din solurile agricole se încadrează la conținutul de mediu de humus.

Tabel 3. Humusul din sol

4.3.4. [NUME_REDACTAT] 21. Conținutul de nitrați în probele de sol

Din figura 21 observăm că valoarea probei numărului 5 este dublă față de celelalte valori (1 – 4). După analiza solurilor, am constatat că proba numărului 5 prezintă un procent mai mare de nitrați, acesta fiind o zonă centrală, nefiind afectat de alte impurități.

4.3.5. Analiza FTIR-ATR

Rezultatele analizei FTIR-ATR sunt prezentate în continuare.

Figura 22. Spectrul FTIR-ATR pentru proba 4

Din analiza spectrului FTIR-ATR al probelor de sol selectate (din 5 din 11) observăm că spectrul este format din 6 benzi în domeniul spectral 550 cm-1 – 6000cm-1. Banda F (Figura 23) are o structură complexă, fiind suprapunerea a mai multor benzi de vibrație.

Figura 23. Spectrul FTIR-ATR pentru probele 1,2,3,4 și 5.

Din analiza spectrelor FTIR-ATR și anume maximile benzilor A-F s-a identificat structura vibrațională a spectrelor. Datele experimentale sunt trecute în tabelul 6.

Tabel 6. Identificarea benzilor ATR

Compoziția solului din analiza FTIR din care am identificat următorii compuși: Fe3+O(OH,Cl) Akaganeite, Silicat, OCH3 (polysaccharides-cellulose, νs(COO2) (polysaccharides, pectin), Amide I, O-H & N-H Vibrații de întindere.

[NUME_REDACTAT] lucrare s-a analizat calitatea solului agricol din comuna [NUME_REDACTAT]. Pentru aceasta s-au prelevat un număr de 11 probe.

Pentru probele prelevate s-au efectuat următoarele analize: pH-ul, umiditatea, humusul, nitrații și FTIR-ul.

Am observat că din 11 probe am putut identifica asemănări între următoarele probe:

Probele 1 – 2 – 3 – având același valori de nitrați;

Probele 4 – 7 – având valorile de pH identici;

Probele 5 – 6 – umiditatea fiind la fel;

Probele 8 – 9 – conținutul mediu de humus pentru aceste probe;

Probele 10 – 11.

Din acest motiv am reitichetat probele cu numărul grupului. Am obținut 5 grupuri de sol pe care le-am supus analizelor.

Pentru probele de pH am obținut valorile cuprinse între 5,7 și 6,54.

Procentajul de umiditate cel mai mare îl reprezintă proba 3, față de celelalte probe care au doar 2 procente.

Solul agricol are un conținut mediu de humus.

După analiza de nitrați am observat că cea mai mare valoare o prezintă proba 5, fiind proba centrală din cadrul terenului.

În urma analizei FTIR am obținut 6 benzi distincte atribuite la: Fe3+O(OH,Cl) Akaganeite, Silicat, OCH3 (polysaccharides-cellulose), Amide I, O-H & N-H Vibrații de întindere.

În urma rezultatelor obținute, am constatat că solul agricol supus analizelor este un sol argilos, specific anumitor plante.

Bibliografie

[1]. [NUME_REDACTAT]. et al., Rusu I., Udrescu S., Vasile D., Pedologie, Editura didactică și Pedagogică, R.A., București, 1996.

[2]. Bucur N. et al., [NUME_REDACTAT]., Principii fundamentale de știința solului. Fornarea, evoluția, fizica și chimia solului. [NUME_REDACTAT], Iași, 1997.

[3]. Cameron K. et al., Beare M., McLaren R., Seleting physical, chemicl biological indicators of soil quality for degraded or polluted soil. [NUME_REDACTAT] Cong. [NUME_REDACTAT]. Montpellier, Symp. 37, 1998.

[4]. [NUME_REDACTAT], Fizica solurilor agricole, [NUME_REDACTAT], București, 1990.

[5]. [NUME_REDACTAT]-Dana, [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], Tehnologii pentru depoluarea solului, [NUME_REDACTAT] Mater, Bacău, 2012.

[6]. [NUME_REDACTAT]-Dana, Studii și cercetări cu privire la influența proprietăților fizice și mecanice ale solului în procesul de auto-epurare și epurare, Teză de doctorat, Universitatea ”[NUME_REDACTAT]” din Bacău, 2011.

[7]. Killham K., [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] Press, U.K, 1994.

[8]. [NUME_REDACTAT] et al., [NUME_REDACTAT], Fundații – Fizica și mecanica pământurilor, [NUME_REDACTAT], București, 2006.

[9]. [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] Crinel, Procedee și tehnici de protecția mediului în agricultură și industria alimentară, [NUME_REDACTAT] Chișinău, 1998.

[10]. [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], Procese de lucru și consumuri de energie la lucrările solului, S.C. AGRIS – [NUME_REDACTAT] Agricole, 1997.

[11]. [NUME_REDACTAT] et al., [NUME_REDACTAT], Elemente ale complexului ecologic din sol, Sam.son's Edition, 1997.

[12]. [NUME_REDACTAT]., [NUME_REDACTAT] Solului, [NUME_REDACTAT]-Son'S, Iași, 1998.

[13]. ***ENVER MURAD, JANICE L. BISHOP, The infrared spectrum of synthetic akaganéite, β-FeOOH, [NUME_REDACTAT], Volume 85, pages 716–721, 2000

[14]. ***[NUME_REDACTAT], Application of mid-infrared photoacoustic spectroscopy in monitoring carbonate content in soils, ARTICLE in SENSORS AND ACTUATORS B CHEMICAL · NOVEMBER 2013

[15]. ***Manual de utilizare (analize de sol) Model AST-5/15

[16]. ***[NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], Dr. Ihtesham ur Rehman, [NUME_REDACTAT] Infrared (FTIR) Spectroscopy of [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] Reviews, 43: 134–179, 2008

[17]. ***http://biblioteca.regielive.ro/cursuri/ecologie/depoluarea-solurilor-124813.html

[18]. ***http://biblioteca.regielive.ro/referate/industria-alimentara/calitatea-solurilor-ecologie-176563.html

[19]. ***http://biblioteca.regielive.ro/referate/industria-alimentara/calitatea-solurilor-ecologie-176563.html?in=referate&s=supr

[20]. ***http://biblioteca.regielive.ro/referate/ecologie/-192099.html

[21]. ***http://bioclima.ro/ECO.pdf

[22]. ***http://cim.mediu.gov.md/proiecte/proiect3.htm

[23]. ***https://dreptmd.wordpress.com/cursuri-universitare/dreptul-mediului/capitolul-v-protectia-juridica-a-solului-a-terenurilor-agricole-si-a-subsolului/

[24]. ***https://en.eijkelkamp.com/products/field-measurement-equipment/penetrologger-set-a.html

[25]. ***http://www.e-referate.ro/search.php?word=elemente%20de%20identificare%20ale%20unui%20produs

[26]. ***http://lege5.ro/Gratuit/geydknjzg4/hotararea-nr-1408-2007-privind-modalitatile-de-investigare-si-evaluare-a-poluarii-solului-si-subsolului

[27]. ***http://lege5.ro/Gratuit/gm4tkmjs/ordonanta-de-urgenta-nr-38-2002-privind-intocmirea-si-finantarea-studiilor-pedologice-si-agrochimice-si-finantarea-sistemului-national-de-monitorizare-sol-teren-pentru-agricultura-precum-si-sol-vegeta

[28]. ***http://legislatie.resurse-pentru-democratie.org/legea/137-1995.php

[29]. ***http://ospatimisoara.ro/normative.html

[30]. ***https://prezi.com/dilijuwuygik/poluarea-solului/

[31]. ***http://pubs.acs.org/subscribe/archive/tcaw/11/i01/html/01update.html

[32]. ***http://vasimoli.ro/Recomandari-de-bune-practici.php

[33]. *** http://www.academia.edu/2067485/An_administrative_strategy_for_Bacau_county

[34]. ***http://www.aparatura-de-laborator.ro/laborator/27-aparatura-de-laborator/390-ph-metre/171-ph-metre-portabile/2482-ph-metru-pentru-sol-pce-ph20s.html?utm_source=shopmania&utm_medium=cpc&utm_campaign=direct_link

[35]. ***http://www.aparatura-de-laborator.ro/produs_galerie.php?cod_produs=2482

[36]. ***http://www.aparatura.ro/spectrometru-ftir-tensor-27-p-13253.html

[37]. ***http://www.coltuc.ro/blog/cabinete-de-avocatura-consultanta-juridica/

[38]. ***http://www.creeaza.com/legislatie/administratie/ecologie-mediu/Actiuni-intreprinse-pentru-rec144.php

[39]. ***http://www.dadrcj.ro/files/Obiective.doc

[40]. ***http://www.delta-t.co.uk/product-display.asp?id=ML3%20Product&div=Soil%20Science

[41]. ***http://www.distantepeharta.ro/harti-judete-romania/harta-judet-bacau

[42]. ***http://www.dreptonline.ro/legislatie/hotarare_investigare_poluare_sol_subsol_1408_2007.php

[43]. ***http://www.dreptonline.ro/legislatie/legea_protectiei_mediului.php

[44]. ***http://www.engineering.upm.ro/master-ie/mse/mat_did/elen069/docum/ANRE.pdf

[45]. ***http://www.e-referate.ro/referate/Degradarea_solului_-_atestat2008-05-19.html

[46]. ***http://www.hydrosens.com/produkte/eijkelkamp/penetrologger-eae.html

[47]. ***https://www.google.ro/maps/place/Comuna+Nicolae+B%C4%83lcescu/@46.4683251,26.877401,13z/data=!3m1!4b1!4m2!3m1!1s0x40b573032f461d3f:0xb2b7038c9e76703c

[48]. ***https://www.google.ro/maps/@46.4811689,26.9342493,2192m/data=!3m1!1e3

[49]. ***http://www.icpa.ro/proiecte/TACME/Raport%20etapa%20I.pdf

[50]. ***http://www.infomanagement.ro/legislativ/hg-nr-1408-2007-investigarea-si-evaluarea-poluarii-solului-si-subsolului/

[51]. ***http://www.ipp.md/public/files/Publicatii/2003/octombrie/Obiectivul%207.doc

[52]. ***http://www.itmneamt.ro/documente/l62-2011.pdf

[53]. ***http://www.legex.ro/Legea-444-2002-32034.aspx

[54]. ***http://www.mmediu.ro/uploads/files/2014-09-23_HG.pdf

[55]. ***http://www.prefecturabotosani.ro/Regiunea_NE/analiza%20_soc-ec.pdf

[56]. ***http://www.recolta.eu/media/arhiva/harta-soluri-romania-solurilor.png

[57]. ***http://www.referatele.com/referate/diverse/online4/Metoda-potentiometrica–metode-electrometrice-potentiometrie-referatele-com.php

[58]. *** http://www.revista-informare.ro/showart.php?id=229&rev=8

[59]. ***http://www.ru.nl/publish/pages/609550/bruker-tensor-ftir-instructions.pdf

[60]. ***http://www.scribd.com/doc/51829376/Referat-Calitatea-fizic%C4%83-a-solului-%C8%99i-indicii-care-o-determin%C4%83

[61]. ***http://www.scritub.com/geografie/ecologie/POLUAREA-SI-DEGRADAREA-SOLULUI35646.php

[62]. ***http://www.scrigroup.com/afaceri/agricultura/Indici-de-calitate-si-solului83173.php

[63]. ***http://www.testkitcentral.com/Chlorine-OctaSlide-Kit-Prodview.html

[64]. ***https://www.yumpu.com/ro/document/view/34074727/analiza-socio-economica-agentia-pentru-dezvoltare-regionala-/73