Specializarea: Ingineria și Protecția Mediului în Agricultură [307589]

UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” [anonimizat]: [anonimizat].dr.ing.Paula Cojocaru

Absolvent: [anonimizat]

2018

UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” [anonimizat],

Șef lucr.dr.ing.Cojocaru Paula

ABSOLVENT: [anonimizat]

2018

Tema proiectului de diplomă

Metode de determinare a toxicității hidrocarburilor asupra germinării semințelor de plante

2018

CAPITOLUL 1. HIDROCARBURILE

1.1.Definiții.

Hidrocarburile sunt compuși organici care conțin în molecula lor numai atomi de carbon și hidrogen. Formula moleculară generală: CaHb, unde a [anonimizat] b numărul de atomi de hidrogen.

[anonimizat], [anonimizat].

Petrolul și gazele naturale sunt amestecuri de hidrocarburi care se găsesc sub formă de zăcăminte în scoarța pământului în diferite regiuni.

Hidrocarburile petroliere sunt substanțe chimice naturale pe care omul le intrebuințează unor multitudini de activități printre care se numără și carburanții pentru vehicule și încălzirea locuințelor.In cea mai mare parte hidrocarburile sunt combustibili.

Termenul de petrol se mai folosește și pentru a desemna anumite produse din țiței cum ar fi :petrolul lampant și petrolul reactor.

Chimic țițeiul este un amestec de hidrocarburi de la metan până la componenți solizi cu mase moleculare peste 10 000.9 C

Pe lângă hidrocarburi in a căror compoziție carbonul (C) participă cu 85-87% ,iar hidrogenul cu 12-14% țițeiurile conțin in proporții reduse combinații cu sulf (0,1-6%),cu azot (0,05-0,5%) și cu oxigen (0,1-0,5%)

Țițeiurile conțin urme in proporție de părți per milion (ppm) din metale cum sunt:vanadinul,nichelul,cuprul,fierul etc.

[anonimizat],decalciu si magneziu.

[anonimizat],se obțin odată cu țițeiul fapt căruia se numesc si ”gaze asociate ” ori care se produc ca atare in sonde de gaze.

[anonimizat],[anonimizat].

Petrolul sau țițeiul are in componența sa totdeauna reprezentanți ai trei clase de hidrocarburi:

Saturate aciclice (alcani);

Saturate ciclice (cicloalcani) ;

Aromatice.

[anonimizat], [anonimizat] o [anonimizat], cu o [anonimizat], [anonimizat]-verzui, [anonimizat]-o asociere naturală de hidrocarburi și de alți compuși organici.

Fig 1.1.1.Petrolde redenumit poza

Petrolul se poate clasifica in mai multe categorii:

[anonimizat];

[anonimizat].

[anonimizat]

1.2.[anonimizat] mod simplu se presupune că țițeiul s-a format astfel:rocile sedimentare alcătuite din nisip,noroi,bancuri de scoici și alte roci sedimentare care au inglobat proporții reduse de substanțe organice,având proveniență din floră și microorganisme ,au fost depozitate pe fundul mărilor și prin mișcări tectonice au fost ingropate la diverse adâncimiin sol.

In această zonă datorită acțiunii bacteriilor anaerobe ,a temperaturii dar si datorită presiunii exercitată in straturi suprapuse ,substanțele organice au trecut printr-o serie de transformări chimice care in final oferă un proces indelungat de milioane de ani de producere a țițeiului si gazelor naturale.

Odată cu formarea țițeiului in porii rocilor sub formă de picături acesta a trecut prin interstițiile straturilor odată cu aparezultând formațiuni geologice cum sunt faliile și anticlinalele.

Formațiunile subterane favorabile acumulărilor de petrol se pot pune in evidență prin lucrări geologice iar cele mai comune metode sunt cea gravimetrică,magnetometrică si seismică.

Până in prezent cea mai eficientă metodă este cea seismică prin producerea de explozii la diferite adâncimi.

Pentru a se stabili cu exactitate prezența petrolului in stratul de sol se execută foraje cu sonda la diferite adâncimi.

Țițeiul este extras din straturile poroase ale solului prinpresiune proprie ,pompare ,antrenare cu gaze ,sub formă lichidă,in prezența hidrocarburilor gazoase si in toate cazurile emulsionat cu apa.

Țițeiul este transportat prin conducte de la sonde către vasele verticale in care se realizează separarea celor trei faze :gaze ,petrol lichid și apă.

Din separatoare țițeiul este dirijat la instalațiile de demulsionare in care i se reduce conținutul de apă ulterior fiind pompat in rezervoare intermediare si rafinării pentru prelucrare .

După extragerea zăcământului din sol ,acesta este supus prelucrării și astfel se parcurg etapele standard de prelucrare care sunt prezentate in figura 1.1.2.

1.3.Rezerve si producția de țiței și gaze naturale

Rata de extragere a țițeiului din șantierele de producție este in medie de 32-38% din totalul de țiței din strat.

Datorită intensificării și ameliorării tehnologiilor operațiilor de recuperare secundară și terțiară eficiența finală poate ajunge la 42-50%.

Acest lucru este posibil prin următoarele acțiuni:

Injecția de apă;

Injecția de gaze;

Desprinderea țițeiului de pe boabele de nisip prin substanțe tensioactive;

Reducerea vâscozității prin incalzirea produsă de injecția de abur;

Combustie subterană,etc

1.4.Evoluția utilizării hidrocarburilor

Utilizarea și consumul diverselor produse petroliere a evoluat in funcție de dezvoltarea și progresul industrial astfel:

Uleiurile obținute din petrol au inceput să substituie uleiurile vegetale i n procese de ungere ;

Petrolul lampant a devenit produsul cel mai căutat al distilării petrolului;

Dezvoltarea automobilului a dus la o crestere continuă a calității benzinei;

Cresterea cerințelor de calitate a uleiurilor lubrifiante

1.5.Clasificare hidrocarburi petroliere

Petrolul fiind o asociere de substanțe,nu fierbe la o anumită temperatură insă încălzirea treptată a petrolului se ajunge la o separare a componenților săi, după temperatura de fierbere.

Modalitatea de prelucrare a petrolului se numește distilare fracționată, iar substanțele care se separă la diferite intervale de temperatură se numesc fracțiuni de distilare și pot fi disting după temperaturi de separare astfel:

Produsele obținute din rafinării se pot diferenția astfel:

1.6.Clasificare.Nomenclatura hidrocarburilor

Schema de clasificare a hidrocarburilor se prezintă ca in fig.1.6.1.

1.6.1.Hidrocarburile alifatice

1.6.1.1.Alcanii/parafinele

Sunt atribuite denumirea de alcani sau parafine hidrocarburile alifatice saturate aciclice ce prezintă formula generală CnH2n.

Hidrocarburile saturate se impart in funcție de natura catenei in hidrocarburi saturate aciclice ,liniare sau ramificate si hidrocarburi saturate ciclice.

Hidrocarburile saturate aciclice au catene liniare numite alcani sau după o nomenclatură mai veche parafine.

In tabelul anterior sunt prezentați primii zece ai seriei dintre care de la cel de-al cincilea termen acestea sunt hidrocarburi superioare si se formează prin adăugarea sufixului an la numele grecesc in funcție de atomii de carbon din moleculă.

De obicei termenul de alcan se atribuie doar compușilor cu catenă liniară insă uneori se precizează natura liniară a catenei prin adăugarea literei n cu semnificația de normal, la denumirea hidrocarburii.

CH2-CH2-CH2-CH3 -Butan normal,n-butan.

Hidrocarburile saturate cu catene ramificate poartă denumirea de izoalcani sau izoparafine și de această dată denumirea este alcătuită prin adăugarea prefixului izo- la numele alcanului cu acelasi număr de atomi de carbon ,primul termen din seria izoalcanilor este este izobutanul sau 2-dimetilbutan.

Numele termenilor superiori ai izoalcanilor se formează din numele catenei normale cele mai lungi considerând catenele laterale ca substituenți ai acesteia.

Numele catenelor laterale este radicali alchili și sunt grupări de atomi proveniți dinnt-o moleculă de alcan sau izoalcan prin indepărtarea unui atom de hidrogen.

Pentru radicalii proveniți din pentan se folosește numele de radical amil.

1.6.1.2.Cicloalcanii

Cicloalcanii sunt hidrocarburile saturate cu formă ciclică,formulă generală CnH2n si care au fost descoperite pentru prima dată in petrol si care iși formează numele prin adăugarea prefixului ciclo-la numele alcanului cu același număr de atomi de carbon

CH2 H2C – CH2

/ \ | |

H2C – CH2 H2C – CH2

. Ciclopropan Ciclobutan

Cicloalcanii se reprezintă printr-un poligon astfel se subînțelege că la fiecare colț al poligonului se află un atom de carbon saturat cu hidrogen.

Cicloalcanii se divid in:

Cicloalcani cu inele mici ;

Cicloalcani cu inele medii;

Cicloalcani cu inele normale;

Cicloalcani cu inele mari.

Cicloalcanii bi- și policiclici adică cu două inele izolate ciclul cel mai mic se consideră substituentul ciclului mai mare.

Compușii cu două sau mai multe cicluri având un atom având un atom de carbon comun se numesc spirani iar numele lor se se formează prin adăugarea prefixului spiro la numele alcanului cu acelasi număr de atomi de carboni.

Numărul de atomi de carbon din fiecare ciclu ,legați de atomi de atomul de carbon cuaternar ,spiranic ,este indicat prin cifre dispuse in paranteze drepte așezate intre prefixul spiro și numele hidrocarburii.

Hidrocarburile ciclice compuse din două sau mai multe cicluri având cel puțin doi atomi de carbon comuni poartă numele alcanului cu același număr de atomi de carbon la care se adaugă ,prefixul biciclo.triciclo etc pentri a enumera numărul de cicluri iar pentru numărul de atomi din punți se folosesc parantezele pătrate in ordine descrescătoare.

1.6.1.3.Proprietățile fizice ale alcanilor și cicloalcanilor

Hidrocarburile saturate sunt molecule nepolare iar forțele de atracție dintre molecule sunt foarte slabe ,dar de tipul forțelor van der Waals.

Acestea se reflectă asupra punctelor de fierbere și de topire și a solubilității moleculelor.

Primii termeni ai seriei alcanilor și ai cicloalcanilor sunt gaze la temperatură normală iar începând cu primii cinci termenii mijlocii sunt lichizi iar cei superiori sunt solizi.

Izoalcanii au puncte de fierbere mai scăzute decât alcanii normali cu același număr de atomi de carbon ,izomerul cel mai ramificat având punctul de fierbere cel mai scăzut.

Punctele de fierbere ale cicloalcanilor sunt mai ridicate decât ale alcanilor cu același număr de atomi de carbon .

Alcanii si cicloalcanii sunt insolubili in apă și se dizolvă in hidrocarburi sau in compuși halogenați,solubili in alcooli inferiori insă solubilitatea crește in alcooli cu catene hidrocarbonate mai lungi .

Densitatea hidrocarburilor saturate este mai mică decît densitatea apei ,fiind 0,6-0,8 la alcani și 0,7-0,85 la cicloalcani.

Termenii inferiori ai alcanilorși cicloalcanilor au miros caracteristic de hidrocarburi iar cei superiori sunt inodori.

1.6.2.Hidrocarburi alifatice nesaturate

Hidrocarburile alifatice nesaturate regăsesc in molecula lor o singularitate sau o multitudine de legături duble sau triple.

1.6.2.1.Alchene

Aceste hidrocarburi saturate sub denumirea olefile conțin in molecula lor legătură dublă (C=C) si se divid in două categorii:

Alchene cu structură aciclică-alchenele-CnH2n;

Alchene cu structură ciclică-cicloalchenele-CnH2n-2.

Alchenele care au in structura lor mai mult de trei atomi de carbon (C) pot avea:

Izomeri de poziție ;

Izomeri de catenă..

Pe lângă stările de agregare alchenele prezintă punct de fierbere ,densitate și solubilitate .

Pentru alchene punctrul de fierbere creste odată cu masa moleculară.

In stare de agregare lichidă alchenele prezintă densitate subunitară insă mai ridicată decât cea aalcanilor cu un număr identic de atomi de carbon.

Ele prezintă insolubilitate in apă dar se dizolvă in solvenți organici si participă la reacții specifice legăturilor duble dar si reacțiilor specifice catenelor saturate .

Numele monoalchenelor se formează din numele alcanilor cu același număr de atomi de carbon prin inlocuirea sufixului an cu enă .

Poziția legăturii duble se notează cu o cifră care indică numai poziția atomului de carbon cu numărul cel mai mic al legăturii.

CH2=CH2 –Etenă

CH2=CH-CH3 –propenă

Numele cicloalcanilor se formează din numele cicloalcanilor cu același număr de atomi de carbon in moleculă în același mod ca și în seria aciclică.

1.6.2.1.2. Proprietăți fizice ale alchenelor

Aceste hidrocarburi prezintă toate cele trei stări de agregare astfel:

Stare de agregare gazoasă la temperatură si presiune obișnuită;

Stare de agregare lichidă pentru alchenele medii care prezintă un miros puternic;

Stare de agregare solidă pentru cele superioare;

Densitățile alchenelor sunt mai mari decât ale alcanilor cu un număr egal de atomi de carbon și prezintă insolubilitate in apă dar sunt solubile in dizolvanți organici.

Punctele de fierbere ale izomerilor cis sunt mai ridicate decât ale izomerilor trans din cauza polarității mai mari a acestora din urmă .

Punctul de topire este mai ridicat la izomerii trans decât la izomerii cisdatorită simetriei.Momentul electric este diferit de zero pentru izomerii cis iar pentru izomerii trans este zero sau poate avea o valoare mai mică.

1.6.2.2.Alchine sau acetilene

Hidrocarburile nesaturate care conțin in moleculă atomi de carbon uniți printr-o legătură triplă se numesc alchine sau acetilene.

Numele și-l formează din denumirea alcanilor cu același număr de atomi de carbon prin înlocuirea terminației an cu ină.

Cel mai simplu reprezentant este etina sau acetilena,C2H2 dar termenii următori sunt propină ,butină ,pentină etc .

Alchinele superioare sunt considerate ca derivați ai constituenți ai acetilenei iar numele radicalilor monovalenți ai acetilenelor se formează din numele alchinei prin inlocuirea sufixului an cu ină.

Alchinele in care legătura triplă face parte dintr-un ciclu se numesc cicloalchine iar denumirea acestora provine din numele cicloalcanului cu acelasi număr de atomi de carbon .

Acetilenele care conțin in moleculă mai multe legături triple se numesc poliine sau poliacetilene iar cele care conțin pe lângă legătura triplă si legătură dublă se numesc enime.

1.6.2.2.1.Proprietățile fizice ale alchinelor și acetilenelor

Primii trei termeni ai seriei acetilenelor sunt gaze la temperatura normală.

Începând de la 2-butină termenii următori sunt substanțe lichide iar cei superiori sunt solizi.

Solubilitatea acetilenelor și a alchinelor inferioare în apă este mai mare decât a hidrocarburilor saturate sau nesaturate cu același numar de atomi de carbon.Densitățile acetilenelor sunt mai mari decât ale termenilor corespunzători din seria alcanilor sau alchenelor.

1.6.2.3.Alcadiene

Alcadienele sunt hidrocarburi aciclice nesaturate care se găsesc și sub denumirea de diene in molecula cărora se află două legături duble iar formula generală este CnH2n-2.

Dienele se divid in două categorii:

Diene cumulate –care au două legături duble de la același atom de carbon(-C=C-C=C-);

Diene conjugate –care au două legături duble despărțite intre ele printr-o legătură simplă(-C=C-C=C-).

Diene disjunctive-care au legăturile duble așezate intâmplător.

Alcadienele prezintă urmatoarea categorie de izomerie:

Izomerie de funcțiune;

Izomerie de catenă;

Izomerie de poziție ;

Izomerie spațială sau geometrică.

Alcadienele sunt compuși in stare de agregare lichidă,gazoasă si solidă ținând seama de numărul de atomi de carbon din moleculă,au punct de fierbere mai mare decât cel al alcanilor și sunt insolubili in apă dar solubili in solvenți organici.

1.6.2.3.Alene,cumulene,diene și poliene.

1.6.2.3.1.Alene și cumulene

Două legături duble care au un atom de carbon comun se numesc legături duble cumulate ,două legături duble despărțite printr-o legătură simplă se numesc legături duble conjugate iar legăturile duble despărțite prin mai mulți atomi de carbon se numesc legături duble izolate .

C=C=C-legături duble cumulate ;

C=C-C=C-legături duble conjugate;

C=C-(Cn)-C=C-legături simple izolate

Alenele sunt izomere cu acetilenele.Alena este un gaz cu punct de fierbere la 34,3 ͦ C și cu punct de topire la 136,6 ͦ C .Alenele superioare se găsesc in stare de agregare lichidă și sunt incolore sau substanțe in stare de agregare solidă.

1.6.2.3.2.Diene și poliene

Numele polienelor conjugate se formează din rădăcina numelui hidrocarburii saturate prin adăugarea sufixului dienă,trienă etc,iar pozițiile dublelor legături se notează prin cifre.

C=C-C=C – 1,3-dienă;

C=C-C=C-C=C-1,3,5-trienă

C=C-(C=C)n-C=C-P-poliene conjugate

Dienele și polienele se denumesc după aceleași reguli ,prin adăugarea prefixului ciclo la cicloalcanii cu același număr de atomi de carbon.Dienele conjugate sunt solubile in hidrocarburi si in compuși halogenați . Solubilitatea lor in apă este mai mare decât a monoalchenelor.

1.6.3.Hidrocarburi alifatice aromatice

1.6.3.1.Hidrocarburi aromatice monociclice

Reprezentantul caracteristic al clasei este benzenul ,C6H6. Hidrocarburile aromatice care au ca unitate structurală de bază inelulbenzenic se numesc hidrocarburi aromatice ,Ar-H.

Radicalii hidrocarburilor aromatice se numesc radical aril ,Ar-.Radicalul monovalent al benzenului C6H4 se numeste fenilen.

Hidrocarburile aromatice se impart după numărul de inele benzenice din moleculă in hidrocarburi aromatice monociclice si hidrocarburi aromatice policiclice.

Hidrocarburile aromatice monociclice care conțin un inel benzenic substituit cu una sau mai multe grupe alchil se numesc alchilbenzeni sau fenilalcani.

Compușii substituiți ai metanului se numesc fenilmetani care in mod curent impreună cu metil benzenul poartă denumirea de toluen.

Numerosii compuși au denumiri comune ,intrate in uz de multă vreme ,dimetilbenzenii fiind numiți xileni,tetrametilbenzenii poartă denumirea de duren iar izopropilbenzenul denumirea de cumen.

1.6.3.2.Benzenul. Structură.

Benzenul ,C6H6 ,este termenul reprezentativ al clasei de hidrocarburi aromatice descoprit de Faraday ,in anul 1825,in lichidul depus din gazul de iluminat.

Structura benzenului și în general a compușilor aromatici a constituit timp de aproape o sută de ani,o problemă neexplicată a chimiei organice teoretice.Ea a putut fi ințeleasă și explicată mulțumitor pe baza concepțiilor teoretice ale mecanicii cuantice .

1.6.3.2.1.Proprietățile fizice ale benzenului

Benzenul este un lichid cu punct de fierbere 80 ͦsi cu punct de topire la 5,5 ͦ cu miros caracteristic aromatic.Benzenul prezintă insolubilitate in apă și este miscibil cu alte hidrocarburi ,cu eter,acetonă ,alcool etc.

Alchilbenzenii sunt substanțe lichide sau solide ,distilabile ,prezintă aceleași solubilități ca si benzenului dar termenii inferiori sunt solubili in alcoolși hidrocarburi ,dar termenii superiori nu mai sunt solubili in alcool.

Benzenul și alchilbenzenii au densități mai mici decât apa in jurul valorii de 0,80-0,86.

1.6.3.2.2.Obținerea hidrocarburilor aromatice din gudroane de pământ ,gaze de cocserie și din petrol

Hidrocarburilor aroamtice mono și policiclice se izolează din gazul si din gudroanele formate la incălzirea cărbunilor de pământ1 in vederea cocsificării.La temperaturi de 900-1000 se obține gazul de cocserie care conține benzen și toluen si numai puține hidrocarburi superioare ,alături de un lichid uleios .Din acest lichid uleios prin distilări fracționate ,repetate ,extractii si cristalizări ,se separă anumite componente pure.

Gudroanele de temperatură joase se formează in cantități mai mari ,aproximativ 12%,au o compoziție diferită față de cele de temperatură inaltă ,adică nu conțin benzen,toluen,antracen,naftalină dar conțin in schimb alcani ,cicloalcaniși un procent mare de fenoli și xilenoli.

O altă sursă de hidrocarburi este petrolul ,care conține intre 20-50% hidrocarburi aromatice ,mai ales monociclice dintre care 10-15% toluen și benzen.

Separarea hidrocarburilor nu se poate face prin distilare directă din cauza complexității amestecului și a numărului mare de izomeri ai hidrocarburilor saturate ale căror punct de fierbere coincide cu cel al componentelor aromatice .

1.6.3.2.Hidrocarburi aromatice policiclice

Hidrocarburile aromatice policiclice sunt componente ale fracțiunilor superioare dela distilarea gudroanelor cărbunilor de pământ.

1.6.3.2.1.Bifenilul și polifenilul,naftalina,antracenul și fenantrenul

Bifenilul este termenul reprezentativ al Hidrocarburilor aromatice policiclice cu inele benzenice izolate . Acesta este alcătuit din două inele benzenice unite printr-o legătură simplă.Termenul următor cu trei inele benzenice se numește terfenil,cel cu patru quaterfenil,cu cinci quinquifenil,cu șase sexifenil etc

In bifenil numerotarea pozițiilor se face incepând cu un atom de carbon de la joncțiunea inelelor și considerând unul din nucleele benzenice ca substituent al celuilalt .

Energia de conjugare a bifenilului este de 74 kcal*mol-1 aproximativ dublul energiei de conjugare ce arată că intre cele două inele benzeice conjugarea este slabă.

Bifenul formează cistale cu punct de topire la 70,3 ͦ si punct de fierbere la 254 ͦ este foarte stabil termic ,insolubil in apă ,solubil in hidrocarburi,alcool ,compuși halogenați.

Naftalina este cel mai simplu reprezentant al hidrocarburilor cu inele benzenice condensate ,are doi atomi de carbon comuni intre cele două inele benzenice.

Naftalina cristalizează sub formă de foițe incolore cu punct de topire la 80,3 ͦ și punct de fierbere la 218 ͦ ,sublimă ușor și se evaporă usor la temperatura camerei.

Antracelul C14H10 are 3 inele benzenice condensate liniar iar izomerul său fenantrenul are cele tri inele condensate angular.

Antracelul se cristalizează in foițe incolore cu punct de topire la 216,6 ͦ și punct de fierbere la 314 ͦ ,este insolubil in apă și solubil in dizolvanți organici,cu o fluorescență violet caracteristică și altor derivați cu inel antracenic.

CAPITOLUL 2.POLUAREA SOLURILOR CU HIDROCARBURI

2.1.Solul.Generalități.

Solul este un material capabil să susțină viața plantelor.

Pământul se formează printr-o varietate de procese de formare a solului și include un "material parental" alterat, combinat cu materii organice moarte și vii și cu aer.

Solurile pot fi împărțite în două straturi generale:

solul vegetal, stratul superior, unde se regăsesc majoritatea rădăcinilor, microorganismelor, și o altă viață a animalelor;

subsolul, care este mai adânc și adesea mai dens și conține mai puțin materie organică.

Există șapte roluri generale pe care le joacă solurile:

Solurile servesc drept medii pentru creșterea tuturor tipurilor de plante.

Solurile modifică atmosfera prin emisia și absorbția gazelor (dioxid de carbon, metan, vapori de apă și altele asemenea) și praf.

Solurile oferă habitatelor pentru animalele care trăiesc în sol (cum ar fi parazii și șoarecii) la organisme (cum ar fi bacterii și ciuperci), care reprezintă cele mai multe lucruri vii de pe Pământ.

Solurile absorb, țin, eliberează, modifică și purifică cea mai mare parte a apei în sistemele terestre.

Solurile procesează nutrienți reciclați, inclusiv carbonul, astfel încât lucrurile vii să le poată folosi din nou și din nou.

Solurile servesc ca mijloace de inginerie pentru construirea de fundații, drumuri rutiere, baraje și clădiri și păstrează sau distrug artefactele eforturilor umane.

Solurile acționează ca un filtru viu pentru a curăța apa înainte de a se deplasa într-un acvifer.

2.1.1.Profilul solului

Există diferite tipuri de sol, fiecare cu propriul set de caracteristici.

Coborâți adânc în orice pământ și veți vedea că este făcut din straturi sau orizonturi (O, A, E, B, C, R). Dacă asezăm orizonturile împreună se va forma un profil de sol. Ca o biografie, fiecare profil spune o poveste despre viața unui sol. Cele mai multe soluri au trei orizonturi majore (A, B, C), iar altele au un orizont organic (O).

Orizonturile sunt:

O – (humus sau organic) Materie organică în mare parte, cum ar fi descompunerea frunzelor. Orizonul O este subțire în unele soluri, gros în altele și nu este deloc prezent în altele. 
A – (sol vegetal) Majoritatea mineralelor din materialul parental cu materie organică încorporate. Un material bun pentru plante și alte organisme de trăit. 
E – (eluat) Leșat din argilă, minerale și materii organice, lăsând o concentrație de nisip și particule de praf de cuarț sau alte materiale rezistente – care lipsesc în unele soluri, dar se găsesc deseori în solurile mai vechi și în solurile forestiere. 
B – (subsolul) Bogat în minerale care se deplasează (se deplasează) din orizonturile A sau E și se acumulează aici. 
C – (material de bază) Depozitul de pe suprafața Pământului de unde a apărut solul. 
R (rocă de bază) O masă de rocă, cum ar fi granit, bazalt, cuarțit, calcar sau gresie care formează materialul părinte pentru unele soluri – dacă roca de bază este suficient de aproape de suprafață pentru a veni. Acesta nu este sol și este situat sub orizontul C.

2.1.2.Textura solului.

Gradul de maruntire a partii minerale in componente de diferite marimi si proportia cu care acestea participa la alcatuirea solului reprezinta  acea insusire fizica cunoscuta sub denumirea de textura solului.

Solul are in componența sa substanțe care se afla in cele trei stari de agregare :solidă,lichidă și gazoasă.

2.1.3.Structura solului.

Structura solului definește modul in care particulele sunt grupate in agregate de diferite forme și dimensiuni.

2.1.4.Porozitatea solului.

Totalitatea spațiilor sau porilor formează porozitatea totală a solului și se poate exprima in procente din volumul solului in asezare naturală (%).

Formula de calcul se prezintă astfel:

DA

PT (%) = (1  –   ––-) X 100

D

unde :PT=porozitatea totală (%) ;

DA=densitatea aparentă a solului (g/cm3) ;

D =densitatea solului (g/cm3).

2.2. Poluarea cu țiței a solurilor si acviferului

Activitatea de exploatare a petrolului, separarea amestecului trifazic, asociate cu activitatea de reținere, distributie si transport este insotita de efecte daunatoare ale solului, subsolului si acviferului.

În zonele de extractie si depozitare titei sau in lungul conductelor de transport poluarea solului este complexa deoarece concomitent cu poluarea cu petrol are loc si o poluare cu ape uzate, sarate capabile sa provoace o salinizare puternica a solurilor.

Etapele poluării cu țiței se disting astfel:

Pe parcursul activitatii de extractie, separare si transport titei pot

apare pierderi de fluide care pot ajunge pe terenurile agricole si in cursurile de apa.

Solurile poluate cu titei prezinta la suprafata o pojghita de titei densa, compacta care impiedica procesele de infiltrare a apei in sol, de schimb reversibil de substante gazoase (oxigen) intre sol si atmosfera, impiedicand schimbul de aer si apa intre sol si atmosfera .

Dupa deversare la contactul petrolului cu solul se produc modificari ale propietatilor fizice, chimice si biologice avand loc o serie de fenomene.

2.2.1.Fenomene rezultate în urma deversării

Volatilizarea compușilor usori

In primele ore dupa deversare are loc evaporarea celor mai volatile hidrocarburi.

Stratificarea pe profilul solului.

Componentii mai polari in special asfaltenele raman la suprafata solului, formand o pelicula compacta care impiedica schimbul gazos cu atmosfera si care nu permite circulatia normala a apei.

Migrarea pe profilul solului

Circulatia petrolului pe profilul solului, adancimea la care ajunge depinde de intensitatea poluarii, textura si densitatea aparenta a acestuia

2.3.Poluarea cu țiței a subsolurilor și a pânzei freatice

Poluarea cu titei a subsolului si panzei freatice din zona unor obiective petroliere (conducte, depozite, schele de extractie) se datoreaza scurgerilor de petrol din conducte, bataluri rezervoare.

Poluarea petroliera a acviferului cuprinde mai multe faze care pot fi grupate in doua etape importante:

Etapa migrarii poluantului incepand de la sursa-are ca efect o poluare prin cantonarea acestuia in zona capilara sub forma unui strat rezidual “plutitor”.

Etapa transferului de hidrocarburi solubile din petrolul rezidual in apa subterana avand ca efect o poluare chimica, cresterea continutului de substante oraganice, poluarea afectata si prin efectele biodegradarii poluantului inmagazinat in solul vegetal sau subsolul acoperitor al acviferului freatic .

Cele două etape stau la baza procesului de poluare a acviferului si se divid in 4 faze importante.

migratia fazei poluante ;

schimbul intre produsul petrolier si apa subterana;

antrenarea si dispersia urmelor de hidrocarburi in apa subterana;

evolutia in timp a transferului poluant petrolier- apa;

2.3.1.Migrarea substanței poluante

De la sursă poluantul se infiltrează in sol, mai intai pe verticala sub efectul gravitatiei si uneori sub actiunea apelor meteorice .

Modul de migratie pe verticala prin straturile nesaturate din subsol pana la oglinda panzei freatice depinde de omogenitatea litologica si porozitatea acestora :

prin straturile cu compozitie granulometrica fina poluantul migreaza spre nivelul apei freatice in directii neprevizibile ;

prin straturile de tip grosier ( nisip, pietris, bolovanis) poluantul migreaza in forma de para

Daca cantitatea de poluant depaseste capacitatea de retentie (inmagazinare) a domeniului de infiltratie titeiul atinge dupa un interval de timp mai lung sau mai scurt zona capilara a acviferului si se opreste dupa o saturatie reziduala imprastiindu-se deasupra oglinzii freatice sub forma lenticulara.

In unele cazuri cand poluantul este in cantitate mare el patrunde in apa subterana sub forma de punga, masele de petrol libere migrand cu scurgerea apei subterane pe aceesi directie dar cu o viteza de avansare mult mai mare.

La contactul apei freatice cu petrolul infiltrat are loc , in timp, un transfer de hidrocarburi solubile din produsele petroliere reziduale in apa, coeficientul de schimb creascand odata cu viteza de circulatie a apei .

Masa de poluant este suspusa permanent unei “spalari” selective si progresive, diminuarea selectiva a fazei titei in cursul timpului constituie cauza esentiala a modificarii compozitiei chimice a apei contaminate.

Antrenarea și dispersia subterană de hidrocarburi este o etapa a mecanismului de poluare a apei freatice ce constă în antrenarea substantelor de tip hidrocarburi dizolvate in acvifer care constituie contaminarea chimica cea mai importanta .

Avand in vedere natura poluantului –titei – in majoritatea poluarilor datorate industriei extractive de titei si gaze caracteristicile fizice si chimice ale apei freatice contaminate nu sunt in general modificate pe verticala sub limita de contact apa-poluant cu exceptia unui miros specific de petrol.

2.4. Clasificarea solurilor sub aspectul poluării

Criteriile, în această clasificare, au fost:

natura;

sursa;

gradul de poluare.

Clasificarea poluării in functie de natura poluantului: Tabel 2.3.1

Clasificarea poluării după sursa de poluare Tabel 2.3.2

Clasificarea solurilor după gradul de poluare Tabelul 2.3.3

În aceste condiții, sub aspectul poluării, un sol se va nota mai întâi cu litera P (care reprezintă poluare), apoi cu litera mare corespunzătoare naturii poluării (ex. PC – poluare chimică), apoi cu litera mică corespunzătoare sursei de poluare (ex. PPb) și, în final, cu cifra corespunzătoare gradului de poluare (ex. PPb2).

CAPITOLUL 3.STUDIU DE CAZ

GERMINAȚIA SEMINȚELOR ȘI ALUNGIREA RĂDĂCINILOR ÎN CONDIȚIILE UNUI SOL POLUAT CU HIDROCARBURI

3.1.Germinatia.Definiție.Etape.

Trezirea seminței mature la viața activă, ducând la nașterea unei plante, se

numește încolțire sau germinație.

Etapele de germinație se prezintă astfel:

Imbibarea-semintele se imbibă cu apă și se umflă.

Formarea plantulei-tegumentul crapă și se deschide ,iese rădăcinuța care se orientează vertical in jos,rădăcina își formează perișorii absorbanți ulterior formându-se ramificatii mici.

Tulpina-după ieșirea rădăcinii ,tulpina mică creste si se orientează in sus ulterior devenind tulpină.

Frunzulițele – cotiledoanele uneori sunt scoase afară cu tulpinița apoi devin inutile și cad, alteori rămân în sol. Mugurașul embrionului formează primele frunze adevărate.

3.2.Sămânța.

Sămânța este un organ al plantelor superioare de obicei inchisă în fruct,care conține embrionul și din care, în condiții corespunzătoare se poate forma o nouă plantă.

3.3.Puritatea fizică a semințelor

Puritatea fizică reprezintă conținutul procentual de samânță pură din specia de analizat, raportat la masa totală a probei analizate.

O sămânță de calitate trebuie să fie liberă de amestecuri cu semințe de alte plante de cultură și buruieni, de scleroți, de ciuperci, de minerale sau de resturi vegetale. Determinarea puritații fizice are o mare importanță practică, deoarece procentul de puritate intră în calculul cantității de sămânță la hectar.

3.4.Determinarea germinației. Indicii germinației. Fazele determinării.

Indicii procesului de germinație se prezintă astfel:

1. Facultatea germinativă reprezintă numărul de semințe pure, exprimat procentual,  care în condiții  optime de temperatura și umiditate, produc germeni normali, într-un timp stabilit pentru fiecare specie în parte.

2. Energia germinativă reprezintă procentul numeric de semințe germinate normal, într-un timp mai scurt, și anume 1/3 până la 1/2 din timpul stabilit pentru determinarea facultății germinative.

Fazele determinării germinației.

Pentru determinarea germinației se parcurg 5 etape, și anume:

Etapa I: formarea repetițiilor. Din sămânța pură rezultată în urma analizei purității se iau un număr de 360 de semințe din care se formează câte patru repetiții a 90 de semințe. În cazul semințelor mari se formează repetiții de câte 54 de semințe.

Etapa II : se pun semințele la germinat.Semințele fiecărei repetiții se așează la germinat pe hârtie de filtru, sol special, la o temperatură de 20 – 30 °C.

Etapa III: se notează probele puse la germinat. Pe vase sau plicule șe se notează numărul de înregistrare al probei, numărul repetiției, data punerii la germinație.

Etapa IV: controlul semințelor în timpul germinărilor, verificarea temperaturii, umidității și îndepărtarea semințelor care sunt mucegăite.

Etapa V: notarea germenilor normali pentru determinarea energiei și capacității germinative.

În procesul de determinare a germinației se utilizează diverse materiale, precum, hârtia de filtru, apă, plăcile phytotoxkit, iar ca și aparatură se folosește un echipament pentru numărare , aparate pentru germinație (aparatul Jacobsen, termostatul, camera germinator).

a)Hârtia de filtru

Figura 3.4.a. Hârtie de filtru

b. Plăcile Phytotoxkit sunt plate, transparente, au dimensiunile de 21,00 cm x 15,50 cm x 0,80 cm și sunt compuse din două compartimente. În compartimentul de jos al plăcii se așează solul având grijă ca toată suprafața să fie acoperită, inclusiv colțurile, utilizând o spatulă pentru uniformizare.

Figura .3.4.b Placă Phytotoxkit și capacul acesteia

c.Solul este utilizat în mod frecvent pentru testele standard de fitotoxicitate Phytotoxkit este un sol de referință OCDE (Organisation for Economic Co-operation and Development).

Solul se obține prin efectuarea unei comenzi de la firma MicroBioaTests din Belgia.

Figura 3.4.c. Solul de referință OCDE

În cadrul acestui experiment cantitatea de sol utilizată este de 65 de grame.

Fiind utilizate o multitudine de tipuri de semințe în cadrul acestui experiment au fost utilizate următoarele tipuri de semințe:

Muștar alb (Sinapis alba)-

Muștarul alb este o erbacee anuală care face parte din familia cruciferelor.

Se întâlnește în culturi, unde poate ajunge la înălțimea de un metru.

Muștarul alb are tulpinile ramificate, florile sunt galbene,semințele sunt alb-gălbui și au întrebuințări în industria alimentară.

Este cultivată pentru semințele sale, muștar, fie ca hrană pentru animale sau pentru rotația culturilor.

Muștarul alb se remarcă prin semințe rotunde, de culoare galbenă, dure, din care sunt rezultate pastele de muștar.

Florile acestui soi de muștar produc păstai păroase care au o lungime între 2.5-5 centimetri, fiecare conținând câte șase semințe.

Având proprietatea de a-și păstra gustul chiar și după amestecarea cu apă, muștarul alb este cel mai des întalnit în alimentație.

Figura 3.4.d. Muștarul alb (Sinapis alba)

–Mazărea (Pisum sativum)

Este o plantă ierboasă, cultivată. Face parte din familia leguminoaselor,fiind dicotiledonată.

Tulpina este aeriană, ierboasă și volubilă, însă fără țesut de susținere. Frunzele sunt compuse și se termină cu cârcei. Florile sunt pe tipul 5 pedunculi, 5 sepale verzi, 5 petale inegale, 9 stamine unite și un pistil.

Mazărea posedă numeroase varietăți și forme.Rădăcina este pivotantă și puternic dezvoltată, cu numeroase ramificații laterale pe care se găsesc nodozitațiile. Zona perilor radiculari are o mare capacitate de solubilizare, ceea ce permite plantei să folosească fosforul și alte substanțe nutritive din compușii greu solubili.

Tulpina are o lungime de 35 – 200 cm și poate fi simplă sau ramificată de la bază.

Frunzele sunt paripenate, cu 2-3 perechi de foliole alungit-ovoide sau rotunde.

La baza frunzei se află două stipele mari, de formă semi-cordată. Are foliolele din vârful frunzei compuse transformate în cârcei.

Florile, de culoare albă sau puțin violet-roșcată, sunt dispuse la sub-suoara frunzelor, câte una la soiurile timpurii și câte 2-5 la cele tardive.

Corola are formă papilionată. Staminele – organele de reproducere mascule – la mazăre sunt în număr de 9 concrescute prin filamentele lor și cea de-a 10-a liberă.

În mijlocul florii se află gineceul care este monocarpelar – carpelele sunt frunze modificate și adaptate la funcția de înmulțire.

Este o plantă autogamă, la care polenizarea se face direct, polenul ajungând pe stigmatele aceleiași flori, însă nu este exclusă și polenizarea incrucișată, când polenul trece dintr-o floare într-alta, prin mijlocirea vântului, a insectelor, a apei și sub acțiunea omului.

Fructul este o păstaie dehiscentă, cu 3-7 semințe globuloase, netede, de culoare galbenă, verzuie sau brună.

După fecundație, din ovule se formează semințele. Integumentele ovulului se transformă în tegumentul seminței, din celula ou se dezvoltă embrionul, iar din celula secundară se formează endospermul, un țesut cu substanțe de rezervă, necesare pentru hrana embrionului. Forma semințelor la mazăre este sferică.

Figura 3.4.e. Mazăre

Poluantul utilizat este petrolul, ce a fost procurat de la sondele de extracție din zona municipiului Moinești, județul Bacău.

Figura 4.4.g. Petrol

3.4.Condiții optime pentru germinarea semințelor

Procesul de germinație începe prin îmbibarea cu apă.Germinația se consideră încheiată în momentul în care începe procesul de fotosinteză.

De regulă, sămânța devine aptă pentru începerea procesului de germinație după un anumit timp de la recoltare, după ce parcurge etapa de postmaturație.

Până atunci germinația este inhibată de anumite substanțe analoage existente în sămânță și care sunt descompuse în timpul postmaturației.

Prin urmare, pentru reușita procesului de germinare a seminței și răsărirea culturilor este necesar să se pregătească foarte bine patul germinativ, sămânța să fie așezată pe un substrat așezat pentru a beneficia de aportul capilar al apei, iar deasupra seminței solul să fie afânat pentru a permite accesul oxigenului și căldurii .

3.5.Testele de fitotoxicitate (PHYTOTOXKIT)

Majoritatea plantelor sunt sensibile la factorii de mediu încă din stadiul de germinare și de răsad. Schimbările în creșterea plantei la stadiul de germinare și de răsad sub stresul poluantului sunt sunt de multe ori vazute ca un index important în evaluarea toleranței plantei la poluantul respectiv.

Efectul poluantului se poate observa asupra alungirii rădăcinei, deoarece rădăcinile sunt cele mai sensibile la toxicitatea acestuia.

O metodă standard de a determina doza maximă de poluant din sol care nu cauzează un efect negativ asupra plantelor, chiar de la nivelul de germinare și răsad, constă în utilizarea testelor de fitotoxicitate (Phytotoxkit).

Aceste teste sunt cea mai simplă metodă de biomonitorizare a mediului și pot fi importante în ingineria mediului, în stabilirea metodelor de fitoremediere pentru decontaminarea solurilor poluate sau în tratamentul substanțelor periculoase .

Astfel, testele de fitotoxicitate (Phytotoxkit) măsoară scăderea sau absența germinării și creșterea rădăcinilor, după câteva zile de expunere a semințelor la soluri contaminate, în comparație cu un sol nepoluat (control).

Principalele avantaje ale folosirii acestor teste de fitotoxicitate sunt:

Se realizează simplu și rapid;

Rezultatele sunt exacte;

Plăcile Phytotoxkit sunt mici și necesită un spațiu mic de incubație;

Plăcile sunt transparente și permit observarea directă a semințelor germinate, fără nici o altă manipulare;

Fotografiile plăcilor cu semințele negerminate și germinate pot fi stocate pe calculator, ceea ce permite amânarea măsurătorilor;

Măsurarea lungimilor rădăcinilor este rapidă și automată datorită utilizării de tehnici de analiză a imaginii;

multiple teste de fitotoxicitate pot fi inițiate în același timp.

3.6.Tehnica experimentală

Solul OECD este introdus în partea de jos a plăcilor Phytotoxkit în etapa II și saturat apoi cu soluția poluatoare etapa III cu ajutorul unei pipete și o pară, cu diferite concentrații de la 0 mg/kg, 1000mg/kg 2000 mg/kg, 3000mg/kg până la 8000mg/kg.

După saturare, solul este acoperit cu o hârtie de filtru în etapa IV iar pe hârtia de filtru se vor așeza 10 semințe de plante pentru semințele de plante de muștar alb si 6 semințe de plante de mazăre, la distanța de 1 cm una de alta în etapa V.

După închiderea plăcilor cu capacul transparent, acestea se vor amplasa vertical într-un suport în etapa VI și incubate la întuneric în etapa VII la o temperatură de 25±1șC timp de 3 zile (la mazare și muștar alb) .

În schema ce urmează se regăsesc toate etapele parcurse pentru realizarea experimentului:

Etapa I Etapa II

Etapa III

Etapa IV

Etapa V Etapa VI

Etapa VII

La sfârșitul perioadei de incubare s-au făcut poze cu plantele germinate din fiecare placă Phytotoxkit.

Fiecare variantă experimentală a fost executată în două repetiții în timp ce varianta de control a fost realizată în trei repetiții.

Rata de germinație a semințelor din fiecare placă a fost calculată iar lungimile rădăcinilor au fost măsurate utilizând softul ImageJ.

Rata de germinație a semințelor din fiecare placă s-a calculat cu ajutorul următoarei relații:

(%)

în care: Ng – numărul de semințe germinate;

Ni – numărul de semințe supuse analizei;

Ni = 10 și 6 buc.

Inhibiția rădăcinilor plantelor studiate, sub influența poluantului aplicat, s-a calculat cu urmatoarea ecuație (Bialowiec și colab., 2010):

(%) ,

în care: C – valoarea medie a lungimii rădăcinii pentru varianta de referință, proba martor (0%);

T – valoarea medie a lungimii rădăcinii pentru fiecare concentrație de poluant aplicată.

3.7.Rezultate și discuții

După trei zile de incubare a semințelor de plante analizate (Mazăre) s-a putut observa, inițial prin observații vizuale, efectul poluantului asupra germinării semințelor și alungirii rădăcinilor.

În figura 3.7.1.se poate observa pentru exemplificare efectul poluantului asupra semințelor de muștar alb, utilizând ca substrat solul de referință OECD.

Fig.3.7.1.Germinația semințelor și alungirea rădăcinilor de muștar alb

sub influența poluării solului cu petrol de la concentrația de 0 mg/kg până la 8000 mg/kg.

În figura 3.7.2. se poate observa pentru exemplificare efectul poluantului asupra semințelor de mazăre, utilizând ca substrat solul de referință OECD.

Fig.3.7.2.Germinația semințelor și alungirea rădăcinilor de mazăre

sub influența poluării solului cu petrol de la concentrația de 0 mg/kg până la 8000 mg/kg.

Rata de germinație a semințelor de muștar alb se poate observa in fig.3.9.

Fig 3.7.3.Rata de germinație a semințelor de muștar alb

Rata de germinație a semințelor de muștar al mazăre se poate observa in fig.3.9.

Fig 3.7.4.Rata de germinație a semințelor de mazăre

Rata de germinație este influiențată de concentrația de poluat ci și de tipul de plante utilizate. Astfel s-au putut observa următoarele:

pentru concentrația de 0 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre și a semințelor de muștar alb rata de germinare în cazul neaplicării poluantului a fost de 100,00 %.

pentru concentrația de 1000 mg/kg

atât în cazul semințelor de mazăre cât și în cazul semințelor de muștar alb rata de germinare în cazul aplicării poluantului în concentrație de 1000 mg/kg a fost de 100,00%;

pentru concentrația de 2000 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre și a semințelor muștar alb rata de germinare a semințelor în cazul aplicării poluantului în concentrație de 2000 mg/kg a fost de 100,00% .

pentru concentrația de 3000 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre, rata de germinare a semințelor în cazul aplicării poluantului în concentrație de 3000 mg/kg a fost de 100,00% iar în cazul semințelor de muștar alb a fost de 80,00% .

pentru concentrația de 4000 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre, rata de germinare a semințelor în cazul aplicării poluantului în concentrație de 4000 mg/kg a fost de 80,00% iar în cazul semințelor muștar alb a fost de 80,00% .

pentru concentrația de 5000 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre, rata de germinare a semințelor în cazul aplicării poluantului în concentrație de 5000 mg/kg a fost de 80,00% iar în cazul semințelor muștar alb a fost de 83,33% .

pentru concentrația de 6000 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre, rata de germinare a semințelor în cazul aplicării poluantului în concentrație de 6000 mg/kg a fost de 100,00% iar în cazul semințelor muștar alb a fost de 60,00% .

pentru concentrația de 7000 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre, rata de germinare a semințelor în cazul aplicării poluantului în concentrație de 7000 mg/kg a fost de 60,00% iar în cazul semințelor muștar alb a fost de 66,66% .

pentru concentrația de 8000 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre, rata de germinare a semințelor în cazul aplicării poluantului în concentrație de 8000 mg/kg a fost de 60,00% iar în cazul semințelor muștar alb a fost de 83,33 % .

Alungirea rădăcinilor fiecărei plante studiate, pentru acest tip de poluant aplicat pe solul utilizat, se prezintă în fig.3.7.5.

Fig 3.7.5.Alungirea rădăcinilor semințelor de muștar alb

Fig 3.7.5.Alungirea rădăcinilor semințelor de mazăre

Din figurile prezentate mai sus se poate observa că lungimea rădăcinilor scade cu creșterea concentrației de poluant aplicată, mazărea fiind cea mai afectata de poluantul folosit și mai exact de creșterea concentrației acestuia.

De asemenea, se poate observa concentrația de la care lungimea rădăcinilor scade semnificativ precum și concentrația de poluant de la care semințele nu mai germinează.

Astfel, s-au putut observa următoarele:

pentru concentrația de 0 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre media lungimilor rădăcinilor în cazul neaplicării poluantului a fost de 35,95 mm, în cazul semințelor de muștar alb a fost de 53,58 mm .

pentru concentrația de 1000 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre media lungimilor rădăcinilor în cazul aplicării poluantului a fost de 34,685 mm, în cazul semințelor de muștar alb a fost de 45,961 mm .

pentru concentrația de 2000 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre media lungimilor rădăcinilor în cazul aplicării poluantului a fost de 33.814 mm, în cazul semințelor de muștar alb a fost de 40,211 mm .

pentru concentrația de 3000 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre media lungimilor rădăcinilor în cazul aplicării poluantului a fost de 33,263 mm, în cazul semințelor de muștar alb a fost de 30,325, mm .

pentru concentrația de 4000 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre media lungimilor rădăcinilor în cazul aplicării poluantului a fost de 28,068 mm, în cazul semințelor de muștar alb a fost de 19,922 mm .

pentru concentrația de 5000 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre media lungimilor rădăcinilor în cazul aplicării poluantului a fost de 27,689 mm, în cazul semințelor de muștar alb a fost de 16,317 mm .

pentru concentrația de 6000 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre media lungimilor rădăcinilor în cazul aplicării poluantului a fost de 26,212 mm, în cazul semințelor de muștar alb a fost de 13,876 mm .

pentru concentrația de 7000 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre media lungimilor rădăcinilor în cazul aplicării poluantului a fost de 12,868 mm, în cazul semințelor de muștar alb a fost de 10,476 mm .

pentru concentrația de 8000 mg/kg

în cazul semințelor de mazăre media lungimilor rădăcinilor în cazul aplicării poluantului a fost de 9,955 mm, în cazul semințelor de muștar alb a fost de 12,167 mm .

Inhibiția rădăcinilor plantelor studiate, sub influența poluantului aplicat, s-a calculat cu ecuația de mai jos (Bialowiec și colab., 2010):

,

în care: C – valoarea medie a lungimii rădăcinii pentru varianta de referință, proba martor (0%);

T – valoarea medie a lungimii rădăcinii pentru fiecare concentrație de poluant aplicată.

Curba logaritmică a variației între rata de inhibare și concentrația de poluant se poate observa în figurile 3.7.6, 3.7.7.

În figura 3.7.6 este prezentată corelația între concentrația de poluant Cp și inhibiția I.

a semințelor de muștar alb.

Fig.3.7.6.. Corelația între concentrația de poluant Cp și inhibiția I

a semințelor de muștar alb.

Fig.3.7.7. Corelația între concentrația de poluant Cp și inhibiția I

a semințelor de muștar alb

Din fig.3.7.6. rezultă următoarea ecuație a curbei logaritmice precum și coeficientul de corelație R2:

y = 0,0101 ln (x) + 21,087
R² = 0,914

Din fig.3.7.7. rezultă următoarea ecuație a curbei logaritmice precum și coeficientul de corelație R2:

y = 0,0101 ln (x)+ 21,087
R² = 0,914

3.8.Concluzii

Aplicarea testelor de fitotoxicitate constituie o metodă eficientă de determinare a dozei maxime de poluant care nu provoacă un efect negativ asupra plantelor din stadiul de germinație și oferă o serie de avantaje față de alte bioteste utilizate în mod obișnuit, incluzând utilizarea unei mari varietăți de semințe de plante și de tipuri de poluanți, posibilitatea de a testa atât probe lichide cât și solide, detectarea a două puncte de final și anume, sfârșitul germinării semințelor și sfârșitul alungirii rădăcinilor, ușurința în realizarea experimentelor, rapiditate și costuri reduse.

Rata de germinație a semințelor de plante folosite și alungirea rădăcinilor acestora, a scăzut odată cu creșterea concentrației de poluant.

Semințele de muștar alb au avut cea mai redusă rată de germinație pe solul OECD și anume de 26,73%. Semințele au germinat pe solul OECD la o concentrație de poluant de 8000 mg/kg în proportie de 60%. Lungimea medie a rădăcinilor a început să scadă semnificativ chiar de la o concentrație a poluantului de 3000 mg/kg.

Semințele de mazăre au avut o rată de germinație pe solul OECD de 27,30 %. Semințele au germibat pe solul OECD la o concentrație de poluant de 8000 mg/kg în proportie de 83,33%.. Lungimea medie a rădăcinilor a început să scadă semnificativ de la o concentrație a poluantului de 5000 mg/kg.

.