MONITORIZAREA GEOECOLOGICĂ A PERIMETRELOR MINIERE RESTRUCTURATE [310644]

MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE

UNIVERSITATEA DIN PETROȘANI

ȘCOALA DOCTORALĂ

TEZĂ DE DOCTORAT

MONITORIZAREA GEOECOLOGICĂ A PERIMETRELOR MINIERE RESTRUCTURATE

Conducător științific:

Acad. prof. univ. dr. ing. ILIAȘ Nicolae

Doctorand: [anonimizat]. Iulian OFFENBERG

Petroșani, 2018

Cuprins:

Introducere 7

CAPITOLUL 1 – DEFINIȚII ȘI CONCEPTE GENERALE 12

1.1 Descrierea problemei 12

1.2 Cele mai bune practici existente (BAT) 14

CAPITOLUL 2 – FOND TEORETIC. BAZA DE DOCUMENTARE 17

2.1 Baza de documentare 17

2.2 Baza metodologică 25

2.2.1 Noțiunea de risc de impact de mediu 25

2.2.2 Evaluarea riscului. Noțiunea de prag de referință 25

2.2.3 Noțiunea de impact de mediu 26

2.2.3.1 Prevederi internaționale și comunitare 26

2.2.3.2 Prevederi naționale 27

CAPITOLUL 3 – EVALUAREA RISCULUI DE MEDIU 28

3. 1 Principii naționale și comunitare 29

3. 1.1 Principii comunitare 29

3. 1.2 Principii naționale 29

3.2 Analiza calitativă și cantitativă 31

3.3 Managementul riscului 34

3.4. Stresori și scenariul de risc 35

3.5. Utilizarea modelelor în evaluarea ecologică 36

3.5.1 Procedura de modelare 36

3.5.2 Diferite clasificări ale modelelor 40

3.5.3 Exemple de modele conceptuale 41

3.5.3.1 Modelul National Academy of Sciences (NAS) 43

3.5.3.2 Modelul Environmental Protection Agency (EPA) 43

3.5.3.3 [anonimizat] 44

3.5.3.4 Modelul retrospectiv Suter 45

3.5.3.5 Modelul canadian 46

3.5.3.6 Modelul Lipton 47

3.5.3.7 Modele ecologice 47

3.5.3.8 Modelul AMOEBE 49

CAPITOLUL 4 – IMPACTUL DE MEDIU 50

4.1 Identificarea și evidențierea impactului 50

4.2 Estimarea impacturilor 52

4.3 Matricea de impact 53

4.3.1 Tipuri de matrice de impact 53

4.3.1.1 Matricea simplă de interacțiune (Matricea etalon) 53

4.3.1.2 Matricea complexă de interacțiune (Matricea coaxială) 55

4.3.2 Evaluarea indicelui global de impact (poluare) – Ig 56

4.3.3 Metoda rețelelor 58

4.3.4 Metoda matricei marilor baraje (Sorensen, 1971) 58

4.3.5 Metoda hărților de calitate a mediului 59

4.3.6 Metodele prospective 60

4.4 Prioritizarea aspectelor de mediu 61

4.5. Monitorizarea factorilor de mediu 62

4.5.1 Controlul înainte și după producerea impactului 63

4.5.2 Analiza schimbărilor spațiale 64

4.5.3 Analiza schimbărilor temporale 64

4.6. Tehnici de inginerie ecologică 65

CAPITOLUL 5 – MĂSURAREA EMISIILOR POLUANTE 65

5.1 Delimitare spațială 65

5.2 Localizarea surselor 66

5.3 Stabilirea poluanților 66

5.4 Punctele, domeniul și frecvența de măsurare 66

5.4.1 Punctele de măsurare 66

5.4.2 Domeniul de măsurare 67

5.4.3 Frecvența de măsurare 67

CAPITOLUL 6 – PARAMETRI ȘI INDICATORI ÎN PROCESUL DE MONITORING 68

6.1 Parametri 68

6.2 Indicatori și indici 68

6.3 Categorii de indicatori și indici de mediu 70

6.3.1 Indicatori și indici de calitatea aerului 70

6.3.2 Indicatori și indici de calitate a apei 71

6.3.3 Indicatori și indici de calitate a solurilor 72

6.3.4 Indicatori și indici de zgomot 72

6.3.5 Indicatori și indici de evaluarea a sistemului de gestionare a deșeurilor 73

6.3.6 Indicatori și indici de radioactivitate 73

6.3.7 Indicatori și indici de biodiversitate 73

6.3.8 Indicatori și indici peisagistici 73

6.3.9 Alte categorii de indicatori și indici ai calității factorilor de mediu 76

6.4 Raportarea la referințe 77

6.4.1 Calitatea factorilor de mediu 77

6.4.2 Calitatea peisajului 77

6.5 Sisteme de clasificare a indicatorilor 78

6.6 Delimitarea spațiului geografic (geomorfologic) 80

6.6 Factori geoecologici 82

6.6.1 Relieful 83

6.6.2 Aerul 84

6.6.3 Apa 84

6.6.4 Biota 85

6.6.5 Învelișul de soluri (componenta edafică) 85

6.6.6 Componenta antropică 85

CAPITOLUL 7 – TEHNICI DE INVESTIGARE 85

7.1. Tehnici de investigare geochimică, mineralogică și petrografică 85

7.1.1 Analize ale sedimentelor neconsolidate și pulberilor 85

7.1.2 Analize chimice pentru minerale și roci hibride 86

7.1.3 Analize de catodoluminiscență 86

7.1.4 Analize privind incluziuni fluide 87

7.1.5 Analize privind fluorescența ultravioletă (UV) 87

7.1.6 Analize mineralogice și petrografice 88

7.1.7 Analize de microspectrometrie 88

7.1.7 Analize de microfotografiere 88

7.2 Tehnici de investigare a calității apei 88

7.2.1 Măsurarea carbonului organic total dizolvat 88

7.2.2 Măsurarea hidrogenului / azotului dizolvat 89

7.2.3 Măsurarea oxigenului dizolvat 89

7.2.4 Măsurarea diferitelor substanțe dizolvate 89

7.2.5 Măsurarea diferitelor substanțe dizolvate 89

7.2.6 Măsurarea turbidității 90

7.2.7 Măsurarea acidității 90

7.2.8 Laboratoare mobile 90

7.3 Tehnici de investigare a calității solului 91

7.4 Tehnici de investigare specifice 91

7.4.1 Indicatori morfometrici 92

7.4.2 Indicatori topografici 95

7.4.2 Indicatori geofizici (stabilitate) 96

7.4.3 Indicatori geografici 106

7.4.3.1 Indicator de naturalitate 106

7.4.3.2 Indicatori de presiune umană 107

7.4.3.3 Indicatori de transformare environmentală 108

7.4.3.4 Capacitatea de suport 109

7.4.3.5 Artificializarea peisajului 110

CAPITOLUL 8 – CONCEPEREA UNUI SET DE INDICATORI SPECIFICI 110

CAPITOLUL 9 – STUDIU DE CAZ 113

9.1 Considerații generale 113

9.2 Considerații geo-morfologice 114

9.3 Considerații climatice și hidrologice 114

9.4 Considerații geofizice 116

9.5 Considerații privind stabilitatea 117

9.5 Considerații privind vegetația 119

CAPITOLUL 10 – MONITORIZAREA ȘI EVALUAREA IMPACTULUI DE MEDIU. METODE/MODELE CONCEPTUALE DE MONITORIZARE 127

10.1 Monitorizarea, modelarea și evaluarea impactului de mediu 127

10.2 Metode/modele conceptuale de monitorizare 131

10.2.1 Modelul MERI (Matricea de Evaluare Rapidă a Impactului) 131

10.2.2. Modelul Folchi 137

10.2.3 Metoda Leopold 146

10.2.4 Metoda PCM (corelație a caracteristicilor peisagistice) 146

CAP 11. MODEL CONCEPTUAL GEOECOLOGIC 147

CAP 12. CONTRIBUȚII ORIGINALE 150

Bibliografie 152

Introducere

Modelele conceptuale de monitorizare geoecologică, oricât de sofisticate ar fi, nu trebuie percepute ca o realitate ci ca o "zămislire” ce ne ajută să vedem o realitate din perspectiva transformării natural-tehnice a peisajului. (Fig. 1)

Ecologia este o știință biologică care se ocupă cu studiul interacțiunilor ce se manifestă între organisme și mediul lor de viață. Pericolul ecologic reprezentat de diferiți poluanți eliberați în mediul înconjurător depinde de:

persistența lor în diferite elemente ale mediului,

toxicitatea acestora pentru organisme,

bioacumularea de către aceste organisme,

bioamplificarea de-a lungul rețelei trofice și efectele indirecte asupra biotei.

Fig. 1 – Modificare natural – tehnică a mediului înconjurător

Fenomenul ecologic se remarcă prin complexitatea dată de diversitatea elementelor care interacționează, pe de o parte, și interacțiunile posibile dintre acestea, pe de altă parte. Prin urmare, pentru înțelegerea teoretică a fost necesară integrarea informațiilor furnizate de mai multe domenii științifice inclusiv proiectarea unor sisteme de culegere și monitorizare a datelor.

Monitorizarea nu trebuie să țină cont doar de situația trecută și actuală ci trebuie să evidențieze tendințele observate și proiecția în perspectivă pentru diferite procese ori surse de degradare a unui sistem ecologic.

Sistemul ecologic a fost definit ca unitate ce include toate organismele existente într-un teritoriu geografic, care interacționează cu mediul fizic astfel încât energia sistemului să genereze o structură trofică, o densitate taxonomică și un circuit al substanțelor chimice în interiorul său (schimburi între elementele biotic și abiotic). [după Odum, 1971]

Conceptul de ecosistem a fost enunțat după ce ecologia teoretică a fost transformată într-o ramură științifică, de sine stătătoare, de către botanistul englez A.G. Tansley (1935).

În același timp, geografia ca știință are ca obiect de studiu mediul geografic (spațiul terestru, mediul de la exteriorul solid al Pământului) care este un sistem dinamic, unitar dar și diversificat local și regional; alcătuirea lui naturală, relațiile (statice, dinamice, spațiale, temporale) dintre componente (atmosferă, hidrosferă, litosferă, biosferă) și influențele activității antropice. [după M. Ielenicz, 2000] Altfel spus, geografia studiază planeta Terra ca sistem unitar (structura, energia, evoluția sa, geosferele naturale componente) dar și raportul relațiilor de integrare a omului în peisaj. [după Gr. Posea, Iuliana Armaș, 1998].

Apropierea inevitabilă dintre ecologie și geografie a ajuns la zone de intersecție foarte largi, respectiv în zona definirii conceptelor de „Ecosistem” și „Geosistem”. Diferența dintre cele două concepte este reprezentată de faptul că Geosistemul [introdus de V. B. Soceava în 1963] ca obiect al geografiei fizice [după I. Mac, 1990], are caracter spațial, pe când Ecosistemul are caracter funcțional, deoarece ecosistemul are un număr mic de legături structurale și relaționale între componente și plasează factorul uman cel mult ca un factor secundar, cu influență asupra stării calitative și cantitative a populației/cenozei, în timp ce biosistemul are mult mai multe legături în interiorul său. (Fig. 2)

Factorii ecologi sunt foarte variați și pot fi utili sau nu mediului înconjurator ori oamenilor.

Așadar, spre deosebire de ecosistem, geosistemul, include și condițiile de macroclimat, mezoclimat și microclimat (geoecologice) ce depind de poziția geografică unde sunt situate sau se dezvoltă organismele vii (condițiile de viață).

Fig. 2 – Geosistem vs. Ecosistem

Din punct de vedere spațial, subdiviziunile geografice sunt „Geosistemul”, care corespunde unui complex teritorial bine individualizat și unde accentul se pune pe dinamica de ansamblu a acestuia, „Geofaciesul”, care insistă asupra fizionomiei peisajului și „Geotopul” care este ultimul nivel al scării spațiale. De regulă, Geosistemul ia în considerare complexul geografic și dinamica acestuia, ocupând suprafețe de la câteva zeci de km2 până la sute de km2, Geofaciesul va reflecta trăsăturile ansamblului local și va corespunde unei zone omogene, caracterizată printr-o fizionomie proprie, a cărui extindere spațială va fi mai redusă (unu la zeci de km2), în vreme ce Geotopul va reprezenta cel mai mic nivel de analiză (sub un km2). Gradul de omogenitate al fiecărei unități taxonomice crește invers proporțional cu micșorarea scării de analiză a acesteia.

Observăm că, analiza geosistemică în abordarea problemelor ecologice necesită cunoașterea prealabilă a structurii geosistemului sub raport geoecologic și mai apoi toxicologic.

În înțelesul lor geografic, mediul reprezintă o expresie, o materializare a calității geosistemului ca o dimensiune a încărcării acestuia cu resurse de viață, iar geoecologia reprezintă „știința tuturor interconexiunilor complexe dintre comunitățile de viețuitoare și factorii mediului lor ambiant”. [C. Troll, 1938]. Practic geoecolgia reprezintă o abordare geografică a studiilor de ecologie la diferite scări spațiale. Obiectivul principal este de a înțelege geneza și funcționarea geotopurilor, geofacieselor și geosistemelor.

Pentru aceasta, geoecologia abordează relațiile și interacțiunile complexe ce se desfășoară în spațiul geografic, pentru a identifica, analiza și rezolva interacțiunile ecologice ce apar între om și mediul său natural.

Prima mențiune a unui termen cu conotația de peisaj, natural și rural, a fost „Landschap”, format din expresiile „Land” și „Schap”, cu referire la o pictură olandeză din sec. XVI. Un termen sinonim se utiliza în engleza veche – „Landscipe” cu referire la regiune sau district, din care ulterior a derivat termenul atribuit peisajului – „Landscape”. În mod similar, în limba franceză apare termenul „Paysage” ca un derivat al termenului „Pays” (țară), cu referire directă la spațiul rural în timp ce în limba germană peisajul a fost denumit „Landschaft”. Dicționarele de limbă franceză, din acea perioadă, defineau peisajul ca ”o întindere ce se vede dintr-un singur aspect – rural, amplu, variat, dominat sau dominant”.

Noțiunea de „Ecologie a peisajului” apare odată cu „studiul relațiilor fizico-biologice care guvernează diferitele unități spațiale ale unei regiuni” și poartă denumirea de „Landschaftsökologie”, „Landscape Ecology” ori „Geoecologie”, de la caz la caz, existând mai multe discipline care abordează peisajul, astfel:

„geoecologia” – noțiune dezvoltată de școala sovietică, cu referire la ecologia peisajului,

„arhitectura peisajului” – termen care definește estetica peisajului fără a lua în considerare interacțiunile dintre elemente,

„geografia peisajului” – termen definit de școala franceză, în care factorul uman interacționează cu mediul ambiental în care trăiește.

Părintele „ecologiei peisajului” este considerat Carl Troll care, încă din anul 1930, a definit această noțiune ca o „combinare dintre analiza spațială – orizontală (geografică) și analiza funcțională – verticală (ecologică)”. [după Farina, 2006, citat de I. Pătru-Stupariu, 2012]

În țara noastră, peisajul a fost abordat în studii teoretice și/sau descriptive (fizico-geografice) fiind cercetate interacțiunile principalelor componente naturale.

Pentru explicarea nivelului de intervenție antropică și a dinamicii geosistemului precum și stabilirea unor „limite în spațiu” între care dinamica este influențată doar de cauze naturale, Erhart recurge la ideea evoluției în raport cu starea de climax (ultima etapă a unei succesiuni ecologice) sau echilibru optim evolutiv, caracterizată printr-o stabilitate relativă a biocenozei în raport cu clima și cu solul. [după P. Tudoran, 1983]

Obs. Trebuie făcută distincția între climă și climat deoarece clima reprezintă dinamica tuturor fenomenelor meteorologice  ce se desfășoară într-un anumit areal de pe glob, pe un interval temporal îndelungat, putând fi: ecuatorială, subecuatorială, tropicală, subtropicală, temperată, subpolară și polară în timp ce climatul se referă la un geosistem.

L. Drăguț definește peisajul geografic ca o structură spațială prezentată sub forma unei fizionomii proprii, individualizată în urma interacțiunii factorilor biotici, abiotici și antropici și

valorificată diferențiat, funcție de felul în care este percepută această structură.

În acest context, peisajul geografic devine forma vizibilă a mediului geografic înțeles ca:

o imagine a unui tot unitar alcătuit din elemente dinamice, având fiecare în parte o expresie individuală și propriul rol în cadrul contextului general,

o proiecție vizuală a unor percepții umane întreținute de arealul locuit și acțiunile realizate în acest sens, prin observarea trăsăturilor caracteristice ale terenului descoperit vederii și sublinierea identității teritoriale.

Ca ramură științifică, abordează două domenii majore:

mediul geografic, reprezentat de un macrosistem în care există relații ce pot fi observate, măsurate și evaluate, rezultate din interacțiunea componentelor proprii Pământului (litosferă, atmosferă, hidrosferă, biosferă, inclusiv omul și activitățile sale),

mediul înconjurător, reprezentat de spațiul geografic transformat de om.

CAPITOLUL 1 – DEFINIȚII ȘI CONCEPTE GENERALE

1.1 Descrierea problemei

Datorită exploatării, condițiile specifice ale zăcămintelor influențează mediul înconjurător, prin: producerea unei cantități mari de deșeuri miniere; generarea unei palete largi de poluanți; afectarea habitatului natural prin despăduriri, închiderea văilor cu baraje de retenție, mutarea cursurilor de apă, decopertare etc. și amplasarea localităților în zone poluate ce oferă un climat și condiții de trai inadecvate. Astfel, activităților extractive le sunt asociate, de regulă, impacturi semnificative, în special asupra geotopurilor și, în anumite situații, geofaciesurilor, incluzând sănătatea populațiilor. Problemele geotopurilor miniere sunt cele mai vizibile și mediatizate unui public din ce în ce mai conștient cu accent pe caracterul invaziv pentru natură.

Ca urmare a creșterii nivelului de mediatizare a crescut presiunea publicului cu privire la minerit, autoritățile adoptând măsuri politice concretizate în procese de restructurare a activității extractive, pentru întregul ciclu de viață al minelor, neluând în considerare toate aspectele științifice la scară geoecologică; geoecologia integrează și ceea de a doua componentă – mediul geografic, iar în domeniul minier aceasta nu a fost suficient aprofundată și monitorizată. Procedând astfel, în timp, activitatea minieră a intrat într-un declin profund datorită atribuirii unor efecte modificatoare exagerate privind peisagistica, morfologia (relieful), apa, aerul, solul, flora și/sau fauna, în condițiile în care peisajul geografic nu a fost observat, măsurat, evaluat și relaționat în mod integrat de-a lungul timpului. Monitorizarea ar fi asigurat baza de date atât pentru cercetarea aprofundată (înțelegerea,

explicarea și evaluarea cuantificată a diferitelor tipuri de ecosisteme sub aspectul structurii, a proceselor și mecanismelor lor de funcționare în cadrul ierarhiei sistemelor ecologice), cât și pentru evaluarea impactului acțiunilor întreprinse în vederea menținerii integrității sistemelor ecologice. [după O. Ciolpan, 2006, citat de R. Mihăescu, 2014]

Monitorizarea are și rolul de a detecta tendințele, la nivelul compoziției, structurii și modului de funcționare a unui sistem, fiind diferită de simpla inventarie care este o activitate punctuală de măsurare în timp pentru a cuantifica prezența, abundența sau distribuția spațială a unei resurse care nu are în vedere comparația cu un standard predefinit.

Cu alte cuvinte, monitoringul este o activitate științifică menită să descifreze comportamentul și funcționarea ecosistemelorr, care ne ajută să anticipăm momentul schimbărilor, să identificăm sau să diagnosticăm problemele și sursa lor. Monitoringul fluxurilor și tendințelor caută să cuantifice și să sugereze strategiile de urmat pe termen lung.”

Monitoringul geoecologic al perimetrelor miniere restructurate reprezintă urmărirea aspectelor geoecologice de ansamblu, printr-o abordare științifică, sistematică și holistică.

Prin această abordare se vor crea avantaje certe în ceea ce privește: aprecierea fondului natural afectat de activitatea minieră, impactul diferitelor etape din derularea acesteia și imaginea publică de ansamblu a mineritului. Astfel, dezvoltarea metodologiilor de monitorizare geoecologică pentru perimetre miniere (active, cu activitatea sistată, în curs de închidere sau ecologizate) capătă o relevanță deosebită în stabilirea unor modele conceptuale, simple, viabile, aplicabile principalelor construcții miniere speciale generatoare de pericol (iazuri, halde guri de mină etc.) și spațiului geografic impactat de acestea, deschise atât perfecționării cât și integrării în sistemele național și european de monitorizare. Având o bază științifică, acestea vor putea fi invocate în stabilirea soluțiilor de păstrare a sănătății geosistemelor în condițiile menținerii unor capacități de extracție și prelucrare a substanțelor minerale utile economiei naționale.

1.2 Cele mai bune practici existente (BAT)

Așadar, în analiza geoecologică a perimetrelor miniere, metodologia de studiu utilizată este, pe de o parte cea ecologică, dată fiind apartenența geoecologiei la disciplinele geografice și, pe de altă parte geografică. Caracterul interdisciplinar al geoecologiei face ca aceasta să utilizeze pe de o parte metode de cercetare specifice diverselor științe care o compun, astfel încât proiectarea unui model geoecologic are mai multe puncte de plecare și anume:

faptul că o serie de discipline, cu sarcini de cercetare diferite, cooperează în cercetarea geoecologică;

diverse domenii de cercetare utilizează un complex de metode care sunt înrudite din punct de vedere interdisciplinar, și

faptul că este vorba de un obiect unic de cercetare – peisajul geografic, care, din cauza caracterului său complex, nu poate fi rezolvat cu metodica unei singure discipline, ci cu moduri individuale de lucru din diferitele domenii de cercetare.

Unul dintre principalele rezultatele ale raportului final al Evaluării Sectoriale de Mediu [SEA, 2001 și 2003] cu privire la îmbunătățirea situației mediului aferent sectorului minier românesc, a fost cel referitor la îmbunătățirea managementului de mediu care ar trebui să necesite o formă de abordare sistematică, fructificând și experiența internațională a industriilor miniere din Europa, America de Nord și Australia. [BAT, cele mai bune tehnici disponibile pentru sectorul minier].

Nu este acceptabil ca un operator minier să se conformeze pur și simplu standardelor în vigoare fără să se asigure că standardele respective oferă o protecție adecvată factorilor de mediu în perimetrul obiectivului minier. Cele mai bune practici au fost stabilite prin compilarea informațiilor din numeroase surse, și în special din publicațiile de mediu australiene care reprezintă o sursă valoroasă de informații privind managementul de mediu. Codurile de procedură existente sunt în general orientate pe un anumit sector, cu scopul de a facilita îmbunătățirea sectorului industrial prin oferirea de informații relevante și sugerarea de proceduri și procese ce pot fi adoptate de companii individuale.

Acest rezultat a fost prelucrat prin procedeul SEA de a asocia colectarea datelor cu analiza (chestionare), rezultatele acestui proces derulat pentru 265 de obiective miniere fiind folosite la documentarea unei baze de date. Tabelul 1, de mai jos, sintetizează situația din România, similară cu cea a multor țări, și identifică aspectele prioritare din SEA. [2001] – Prioritățile tehnice și cele mai bune practici pentru sectorul minier.

Tabelul 1

În final, pentru diferitele domenii ale sectoarului minier din România, cele mai bune practici (BAT) care au fost selectate sunt prezentate în Tabelul 2.

Privire generală asupra celor mai bune practici selectate, corelate cu aspectele de mediu și sectoarele miniere

Tabelul 2

Se constată că BAT nu conțin referințe pentru monitorizarea geoecologică ci acoperă doar parțial problematica, referindu-se strict la urmărirea zonei minei. Principiile încorporate de cele mai bune practici și principiile fundamentale pentru sectorul minier, având originea în Ghidurile de la Berlin, consideră că cele mai bune practici depind doar de îmbinarea reglementărilor de înaltă calitate, control administrativ și managementul minier.

CAPITOLUL 2 – FOND TEORETIC. BAZA DE DOCUMENTARE

2.1 Baza de documentare

Se poate spune că activități incipiente de observare și urmărire empirică a resurselor naturale s-au manifestat încă din cele mai vechi timpuri când, din rațiuni existențiale, „culegătorul” căuta iar „agricultorul” cultiva specii de plante ce îi serveau ca hrană.

Identificarea și asocierea acestora cu locul de amplasare geografică (zone de creștere) în raport cu un sistem referențial a reprezentat o formă primitivă de urmărire (cartografiere mentală) a mediului înconjurător. Vechile civilizații antice (summeriană, incașă, egipteană, romană ș.a.) au continuat dovedind procupări pentru supravegherea evoluției unor factori de mediu cum ar fi nivelul râurilor dar și observarea altor fenomene naturale (schimbări climatice, apariția dezastrelor ș.a.). Aceste procupări avansate, utile în planificarea unor activități curente (agricole, religioase etc.) au condus la înregistrarea unor observații valoroase ce au permis strângerea de informații, sub forma unor însemnări pe diverse suporturi. În evul mediu, apariția domeniilor de vânătoare a condus la necesitatea urmăririi faunei cinegetice. Au fost întocmite inventare ale speciilor considerate valoroase și au fost inventate forme incipiente ale unor “rețele de monitorizare”, alcătuite din observatori calificați.

Pe măsura dezvoltării așezărilor urbane, activitățile de supraveghere și control a factorilor de mediu au trecut și în sfera problemelor legate de sănătatea populației, asigurarea resurselor de apă și impurificarea aerului. Londra medievală a fost primul oraș care a ridicat oficial problema poluării, având și un ofițer responsabil pentru sănătatea publică. Există înregistrări ale implicării în episoadele de poluare a râurilor dar și a aerului, cum ar fi Proclamația din anul 1307 când regele Eduard I interzice arderea cărbunelui în apropierea Turnului, deschizând un capitol care va culmina cu Marele Smog din anul 1952.

Prin progres științific, verificarea factorilor de mediu devine sistematică și metodică, executată cu ajutorul unor instrumente de măsurare, începând să fie înregistrați diverși parametri cum ar fi: temperatura, nivelul precipitațiilor, apei, poluării, umidității, radiației solare, viteza vântului a apelor ș.a. În timp, pe măsura acumulării informațiilor, s-a ajuns la necesitatea urmăririi integrate a factorilor de mediu, făcându-se trecerea de la consemnarea empirică la studiul sistematic și științific. Noțiunea de „monitoring” s-a consacrat înainte de lucrările Conferinței ONU privind protecția mediului [Stockholm, 1972], ca o completare a noțiunii de control (simpla observare și obținere a informației), cu elemente active de intervenție și evaluarea măsurilor de strategice și de reglementare, cât și de generare a unor activități nepoluante.

Geoecologia acoperă un concept mai larg care pune ecologia într-un context spațial, la scări ce variază foarte mult în cadrul geografic. Din această perspectivă, Geoecologia minieră se referă la discipline specifice ce țin de minerit, geologie, electromecanică, ecologie sau topografie, pe care le îmbină cu discipline complementare cum ar fi geografia, chimia, științele pământului, biologia, hidrologia, informatica, teledetecția ș.a. Baza de informare și documentare privind elementele generale care participă la analiza ecologică este exhaustivă diferitele informații regăsindu-se în izvoare bibliografice:

date privind urmărirea fenomenelor atmosferice sunt furnizate de stații meteorologice fiind publicate în lucrări precum Monografia R.P.R. vol I (1960); Atlasul climatologic al R.S.R (1966); Harta topoclimatică a R.S.R (1977); sau volume de carte, ori articolele revistelor de specialitate referitoare la climă și circulația aerului. Amintim aici lucrări precum: Sârcu, I. (1971), Geografia fizică a României; Geografia României vol. I (1983), vol III (1983); Gaceu, O. (2002), Elemente de climatologie practică; Ciulache S. (2002), Meteorologie și climatologie; Josan N. și colaboratorii, (1996); Moza A. Cornelia (2009); Vlaicu, M., (1998); Gaceu, O. și colaboratorii, (2001); Măhăra, Gh. (1996, 2001, 2002); Neamu, Gh. și colaboratorii, (1970); Povară Rodica, (2006) ș.a.

date referitoare la ape se regăsesc în lucrări realizate de: Ujvari, J., (1972); Tenu, A. (1981); Pascu, M.R., (1983); Vlaicu, M., (1998); Pantea E.V. (2008); Romocea, T., (2009) ș.a.

date referitoare la soluri regăsim în lucrări foarte valoroase dintre care menționăm pe Gheorghe M. Murgoci (întemeietorul pedologiei românești) și colaboratorii (P.Enculescu și Em. Protopopescu Pache) care întocmește harta generală a solurilor României. Lucrarea lor este continuată și aprofundată de numeroși cercetători ai domeniului pedologiei, precum Florea N., Fridland V.M. (1960), Solurile. Monografia Geografică; Măianu, Al.(1964); Florea, N., și colaboratorii, (1968), Geografia Solurilor României; Canarache și colaboratorii, (1971); Chiriță, C.D., (1978); Sabău N.C., et. al., (1999, 2002); Sabău N.C. (2008), Poluarea mediului pedosferic; Măhăra, Gh., (1976), Biogeografie și geolografia solurilor; Ianoș Gh., (1999, 2004); Blaga, Gh. și colaboratorii (1996), Pedologie; Ciobanu Gh., DomuŃa C. (2003); Chițu, C-tin.(1975); Colibaș, I., și colaboratorii (2000); Ispas, Șt., și colaboratorii, (2006); Oprea, R., (2006); Petrea, Rodica (1998, 2000, 2001, 2009); Puiu. Șt., și colaboratorii (1980); Sandu, Gh.,(1984); Florea, M., (1979, 1996); Pătroc, Minodora, (2012) ș.a.

date referitoare la protecția mediului, intervenție antropică, respectiv poluare și biodiversitate găsim în lucrările rtealizate de: Grădianu, I.(2000), Protecția mediului; Ungureanu, Irina, (2005), Geografia Mediului; Sabău N.C. (2008); Cojocaru, I., (1995); Dumitru, M., și colaboratorii, (2000); Mîndru, R., și colaboratorii (1964); Negulescu, M., și colaboratorii (1995); Răuță, C., și colaboratorii (1983); Rojanschi, Vl., și colaboratorii (1997); Zamfir, Gh., (1979); Pop, I. (1968); Onica, I.,(2001); Șumălan, V. (2007) ș.a.

date privind resursele, substanțele minerale utile, tehnologii de exploatare și valorificarea lor, susțineri și mașini miniere menționăm: Morariu, T. (1964); Duma, S., (1989, 2009); Iliaș N., și colaboratorii, (1993, 1997) Fodor, D., (2001, 2005, 2006) și colaboratorii; Rotunjanu I. (2005); Popa, A., și colaboratorii, (1984); Popescu, Al., (1983); Revista minelor ș.a.

Conștientizarea crizei mediului natural a condus la punerea bazei cadrului normativ privind politica comunitară în diferite domenii componente ale geoecologiei:

Directive europene generale: Directiva 1999/30/EC – ”directiva pentru SO2, NO2, NO in sol, ape, aer”; Directiva 1996/62/EC – directiva privind ”managementul calitatii mediului in asezarile umane”; Conventia de la Espoo privind ”evaluarea impactului asupra mediului in context transfrontalier”. Legislație națională: Legea nr. 265/2006 privind ”protectia mediului”; Reglementări privind evaluarea poluării mediului (Ordinul nr. 756/1997); Standard AS/NZS/4360:2001 – privind ”evaluarea riscului de mediu”.

Directive europene din domeniul gospodării apei: Directiva Cadru pentru Apa (DCA) 2000/60/EC a Parlamentului si Cosiliului. Legislatie națională: Legea apelor nr. 107/1996; Legea nr. 310/2004 pentru ”modificarea și completarea Legii apelor nr. 107/1996”; NTPA 001/2005;

Directive europene din domeniul calității aerului: Directiva nr. 96/62/EC privind ”evaluarea și gestionarea calității aerului înconjurător”; Directiva nr. 1999/30/EC-ului privind ”valorile limită pentru dioxidul de sulf, dioxidul de azot și oxizii de azot, pulberile în suspensie și plumbul din aerul înconjurător”; Directiva 2000/69/EC privind ”valorile limită pentru benzen și monoxidul de carbon din aerul înconjurător”; Directiva 2002/3/EC privind ”ozonul din aerul înconjurător”; Directiva 2004/107/EC privind ”arseniul, cadmiul, mercurul, nichelul și hidrocarburile aromatice policiclice în aerul înconjurător.”

Directive europene din domeniul calității solului: Directiva 86/278/CEE din 12 iunie 1986 privind ”protecția mediului, în special a solului, atunci când se utilizează nămoluri de epurare în agricultură”; Directiva 75/442/CEE a Consiliului din 15 iulie 1975 privind deșeurile. Legislație națională: HG nr. 1408/2007 privind ”modalitățile de investigare și evaluare a poluării solului și subsolului”; HG nr. 1403/2007 privind ”refacerea zonelor în care solul, subsolul si ecosistemele terestre au fost afectate”.

Directive europene din domeniul monitorizării minelor: Directiva 2006/60/EC – directiva ”pentru managementul de mediu in siturile miniere”; Directiva 2006/21/CE – ”gestionarea deseurilor din industria minieră”; Prevenirea și controlul integrat al fenomenului de poluare (IPPC) – Documentul de referință privind principiile generale ale monitorizării, Comisia Europeană (2003). Legislație națională: Legea nr. 85/2003 Legea minelor; H.G. nr. 856/2008 privind ”gestionarea deșeurilor din industriile extractive”; Metodologie cadru aplicabilă procedurii de evaluare a mediului (OMM nr 863/2002); ”Manualul de închidere a minelor”, ș.a.

În activitatea extractivă din țara noastră, monitorizarea mediului trebuie să acopere efluenții din zona minei, acordându-se atenție scurgerilor acide de la mină ("acid mine drainage”-AMD) sau scurgerilor acide rezultate prin spălarea sterilului de preparare ("acid rock drainage"-ARD), apelor de suprafață (volume, debite, calitate), apelor subterane limitrofe zonelor cu activitate minieră (nivel și calitate față de direcția de scurgere din subteran), calitatea punctiformă a solului (instalațiile de exploatare și de preparare a minereurilor, instalații de depozitare a sterilului și a reziduurilor de preparare) și poluare difuză (prin depuneri din atmosferă sau infiltrații), sedimente: caracteristici fizice și chimice, instabilitatea terenurilor de deasupra minelor subterane și procesele geomorfice care afectează iazurile de decantare, haldele de steril, calitatea aerului, zgomotul și vibrațiile etc. [Ordinul MEC nr. 1525/2007].

Cercetările de natură geoecologică din țara noastră se reflectă într-un număr relativ redus al studiilor, dar cu valoare științifică. Putem spune că în țara noastră au preocupări în diferitele domenii ale cunoașterii ce formează conceptul de geoecologie. Urmărindu-se principiul de regionare a spațiului geografic, elaborat de J. Tricart și A. Cailleux, Brunet, au fost studiate preponderent regiuni geografice (ex. Munții Metaliferi, Apuseni, Poiana Ruscă, Sebeșului, Trascău, Călimani ș.a.), rezultatele cercetărilor fiind reflectate în articole și lucrări științifice.

Geologii și geografii s-au numărat printre primii oameni de știință care au efectuat observații și cercetări, contribuții importante fiind aduse de I. Băncilă, „Geologia Carpaților orientali” [1958], V. Ianovici și colab., cu lucrările „Evoluția geologică a Munților Metaliferi” [1969] și Geologia munților Apuseni [1976], Gr. Posea [1976], M. Buza [1979; 2000], P. Tudoran [1983] P. Cocean [1988; 2000] fiind de asemenea printre primii care au efectuat cercetări geoecologice. Cercetări geoecologice au vizat și alte regiuni, P. Tudoran, „Tara Zarandului. Studiu geoecologic” [1983] , M. Oncu [2002] „Studiu geoecologic al culoarului Mureșului”, în timp ce N. Baciu [2006] a publicat „Câmpia Transilvaniei. Studiu geoecologic.” Așadar, lucrările științifice au fost variate atât ca abordare cât și în ceea ce privește regiunea de interes. O lucrare cu referire la geoecologia perimetrelor miniere din țara noastră a fost realizată de către Sigismund Duma, „Studiul geoecologic al exploatărilor miniere din zona sudică a Munților Apuseni, Munților Poiana Ruscă și Munților Sebeșului”, Ed. Dacia, Cluj-Napoca, [1998].

O contribuție deosebită la dezvoltarea domeniilor ecologic și geoecologic minier o are și cercetarea științifică derulată la Universitatea din Petroșani de către catedra de inginerie a mediului și geologie. Activitatea științifică derulată a fost concretizată prin elaborarea de lucrări didactice, articole apărute în publicații de specialitate, participări la manifestări științifice interne și internaționale și lucrări de cercetare în domeniul reabilitării ecologice a zonelor miniere.

Din această categorie amintim contribuția autorilor: M. Lazăr, I. Dumitrescu, „Impactul antropic asupra mediului” [2006], Gr. Buia., „Geoecologie și management ecologic” [2002], D. Fodor, „Minerit și Mediu” [2015] și „Impactul industriei miniere asupra mediului” [2001], Dumitrescu I., „Poluarea mediului” [2002], R. Moraru, G. Băbuț, T.Goldan, S.Băbuț, „Evaluarea riscului ecologic” [2000], Dunca S., „Impactul activității miniere din perimetrul Brad asupra factorilor de mediu”, [1999].

Dintre contribuțiile la activitatea de monitorizare a factorilor de mediu amintim pe Botnariuc, N., „Monitoringul ecologic” [1987], Godeanu S., „Elemente de monitoring ecologic integrat” [2001], O. Ciolpan „Monitoringul integrat al sistemelor ecologice” [2005], Hreniuc-N. P. cu „Tehnologii industriale și ecotehnologii” [2005], M. Nicoară cu „Monitoring ecologic” [2009] precum și R. Mihăescu, „Monitoringul integrat de mediu” [2014].

Activitățile miniere desfășurate la minele cu activitate restructurată din țara noastră au generat un număr important de depozite miniere, respectiv 77 iazuri de decantare care stochează 340,43 milioane m3 cu o suprafață totală de 1.550,64 ha și 557 halde care stochează 1.813,58 milioane m3 ocupând o suprafață totală de 5.585,04 ha. Astfel, o bază de documentare solidă o reprezintă datele obținute prin monitorizarea apelor de mină epurate de cele 8 stații de epurare: Nistru 9 Mai – 11 Iunie, Aluniș – Fata Mare, Toroioaga, Tyuzosa (Maramureș), Rodna – Valea Vinului (Bistrița Năsăud), Mestecăniș (Suceava), Socea (Satu Mare) și Boița Hațeg (Hunedoara), a urmăririi celor 77 de iazuri de decantare din industria minieră, din figură dar și a celor 556 de mine restructurate.

„Strategia procesului de închidere, reconstrucție ecologică și activități postînchidere pentru perioada 2008-2020”, stabilește necesitatea creării unui sistem național de monitorizare capabil să gestioneze impacturile de mediu, să identifice și să raporteze la timp pericolele generate de depozitele de deșeuri miniere, într-o formă aptă să susțină un sistem eficient de planificare și răspuns în situațiile de urgență. Măsurile prioritare stabilite necesită inventarierea, stabilirea unor seturi de monitorizare pentru caracterizarea riscurilor și problemelor de mediu la fiecare amplasament, prioritizarea amplasamentelor pe baza unui sistem de ordonare, implementarea infrastructurii sistemului de monitorizare în zone reprezentative și derularea de programe pilot capabile să gestioneze impacturile de mediu.

În acest sens, dezvoltarea monitorizării geoecologice miniere, îndeosebi în perimetrele ce dețin construcții miniere periculoase (iazuri de decantare) reprezintă o prioritate națională.

Astfel, o altă sursă valoroasă de date o reprezintă cele două proiecte pilot realizate până acum:

Proiectul pilot nr. 2006/018-147-03.03/04.11, derulat la nivelul ministerului de resort, în calitate de beneficiar al Programului Național PHARE 2006 aprobat de către Comisia Europeană în anul 2009, care a constat în achiziția echipamentelor tehnice necesare dotării unui laborator fix de analize fizico-chimice și a unei unități mobile pentru determinările specifice precum și monitorizarea pilot a factorilor de mediu pentru 6 iazuri de decantare din industria miniera din zona Bucovina: Dumitrelu – zona Munții Călimani, Dealul Negru – zona Fundul Moldovei, Pârîul Cailor – zona Fundul Moldovei, Târnicioara – zona Ostra, Poarta Veche – zona Ostra și Valea Straja – zona Ostra. Se realizează o urmărire pilot a nivelului piezometric al apei subterane în corpul barajelor, deplasărilor verticale și orizontale ale barajului, încărcării cu poluanți a apei din corpul barajelor și din zona de influență a acestora.

„Proiectul de diminuare a riscului în cazul producerii calamităților naturale și pregătirea pentru situații de urgență”, Componenta D: „Reducerea Riscului de Producere a Accidentelor Miniere în Bazinul Tisei.” Proiectul a furnizat dotarea pentru un laborator fix de analize fizico-chimice, amplasat în Deva, și a unei unități mobile pentru determinările specifice și implementarea infrastructurii unui complex de aparate de măsură, control, culegere și transmitere on-line a datelor necesare pentru monitorizarea continuă a principalilor factori privind calitatea mediului din perimetrele a 7 iazuri de decantare: Valea Devei, Valea Mealu, Herepeia, Valea Săliștei, Valea Șesei (Hunedoara), Novăț și Bozânta (Maramureș).

2.2 Baza metodologică

În România, protecția mediului este reglementată de Legea nr. 137/1995, cu modificările și completările ulterioare, iar evaluarea riscurilor, în principal, de două ordine de ministru al apelor, pădurilor și protecției mediului (Ordinul nr. 756/1997 privind ”evaluarea poluării” și Ordinul nr. 186/1997 privind ”procedura de întocmire a bilanțurilor de mediu”), emise în aplicarea ”Legii apelor” nr. 107/1996, cu modificări și completări ulterioare.

Documentele de reglementare au un caracter general metodologic și nu se referă la vreun tip de evaluare anume, cum ar fi: ecologică, sanitară, ecotoxică ș.a.).

2.2.1 Noțiunea de risc de impact de mediu

”Riscul reprezintă probabilitatea apariției unui efect negativ într-o perioadă de timp specificată”. Departajarea dintre noțiunile de risc sanitar (sănătate populației) și risc ecologic (mediile fizice și celelalte organisme) s-a realizat prin conștientizarea riscului potențial de mediu . Sintetizând multitudinea de argumente din literatura de specialitate rezultă că diferențele dintre riscul sanitar și cel ecologic este determinat de numărul de specii și organizările biologice impactate:

specie unică – omul (sanitar) față de o varietate mare de specii – flora/faună (ecologic),

indivizi/populație umană (sanitar) față de ecosisteme (ecologic).

Legea nr. 137/1995 privind ”protecția mediului” introduce noțiunile de ”risc ecologic potențial” ca „probabilitatea producerii unor efecte negative asupra mediului”, ”risc de impact de mediu” și ”evaluarea riscului de mediu”. În același timp ordinele de ministru nr. 756/1997 și 186/1997 introduc noțiunea de ”evaluare a riscului” ca o „analiză a gravității și probabilității principalelor componente ale impactului de mediu”.

2.2.2 Evaluarea riscului. Noțiunea de prag de referință

Procesul de evaluare a poluării mediului se realizează în baza unei reglementări ce cuprinde procedurile și normele tehnice pentru identificarea prejudiciilor aduse mediului, în conformitate cu ordinul de ministru nr. 756/1997, cu modificările și completările ulterioare.

Reglementarea introduce două tipuri de praguri privind concentrații de poluanți în aer, apă, sol sau în emisii/evacuări, utilizate în procesul de evaluare a poluării mediului, astfel:

pragul de alertă – care are rolul de a avertiza autoritățile competente asupra unui impact potențial asupra mediului și care determină declanșarea unei monitorizari suplimentare și/sau reducerea concentrațiilor de poluanți din emisii/evacuări;

pragul de intervenție – la care autoritățile competente vor dispune executarea studiilor de evaluare a riscului și reducerea concentrațiilor de poluanti din emisii/evacuări.

Valorile de referință ale pragurilor sunt prezentate în anexele la ordin.

2.2.3 Noțiunea de impact de mediu

2.2.3.1 Prevederi internaționale și comunitare

Pentru proiectele supuse evaluării impactului asupra mediului care au impact transfrontier se aplică prevederile Convenției Espoo privind ”evaluarea impactului asupra mediului în context transfrontier”, ratificată prin Legea nr. 22/2001, și prevederile ordinului MP nr. 864/ 2002 .

La nivelul UE, ”evaluarea de mediu” (”evaluare strategică de mediu”) este reglementată prin Directiva SEA 2001/42/CE privind ”evaluarea efectelor anumitor planuri și programe asupra mediului” iar ”evaluarea impactului asupra mediului” prin Directiva EIA 85/337/CEE privind ”evaluarea efectelor anumitor proiecte publice si private asupra mediului”.

Directiva EIA 85/337/CEE a fost modificată succesiv prin:

Directiva 97/11/CE a Consiliului,

Directiva 2003/35/CE a Parlamentului European și a Consiliului,

Directiva 2009/31/CE a Parlamentului European și a Consiliului,

Directiva 2011/92/UE a Parlamentului European și a Consiliului,

Directiva 2014/52/UE a Parlamentului European și a Consiliului.

2.2.3.2 Prevederi naționale

La nivel național, evaluarea de mediu (evaluare strategică de mediu) este reglementată prin:

HG nr. 1076/2004 privind ”stabilirea procedurii de realizare a evaluării de mediu pentru planuri și programe”,

Ordinul nr. 995/2006 pentru ”aprobarea listei planurilor si programelor care intră sub incidența HG nr. 1.076/2004”,

OUG nr. 195/2005 privind ”protecția mediului”,

cu modificările și completările ulterioare.

Evaluarea impactului asupra mediului este reglementată la nivel național prin:

HG nr. 445/20094 privind ”evaluarea impactului anumitor proiecte publice și private asupra mediului”,

Ordinul nr. 135/2010 privind ”aprobarea Metodologiei de aplicare a evaluării impactului asupra mediului pentru proiecte publice și private”,

Ordinul nr. 863/2002 privind ”aprobarea ghidurilor metodologice aplicabile etapelor procedurii-cadru de evaluare a impactului asupra mediului”,

OUG nr. 195/2005 privind ”protecția mediului”,

cu modificările și completările ulterioare.

”Evaluarea adecvată” este reglementată la nivel național de următoarele acte normative:

OUG nr. 57/20077 privind ”regimul ariilor naturale protejate, conservarea habitatelor naturale, a florei și faunei sălbatice”,

Ordinul nr. 19/20108 pentru ”aprobarea Ghidului metodologic privind evaluarea adecvată a efectelor potențiale ale planurilor sau proiectelor asupra ariilor naturale protejate de interes”,

Ordinul nr. 135/2010 privind ”aprobarea Metodologiei de aplicare a evaluării impactului asupra mediului pentru proiecte publice și private”,

OUG nr. 195/2005 privind ”protecția mediului”, cu modificări și completări ulterioare.

Conform ordinului ministrului nr. 756/1997, cu modificările și completările ulterioare, prin ”impact de mediu” se înțelege ”un impact, pe care autoritățile competente îl consideră inacceptabil,

ce poate fi identificat în prezent sau poate avea o probabilitate de manifestare în viitor”, prin:

modificarea negativă considerabilă a caracteristicilor structurale, chimice și fizice ale elementelor și factorilor naturali de mediu;

diminuarea diversității biologice;

modificarea negativă considerabilă a productivității ecosistemelor naturale și antropizate;

deteriorarea echilibrului ecologic, scăderea considerabilă a calității vieții prin deteriorarea structurilor antropizate (cauzată, în principal, de poluarea solului, apelor și aerului);

supraexploatarea resurselor naturale, planificarea, folosirea sau gestionarea teritorială necorespunzătoare.

CAPITOLUL 3 – EVALUAREA RISCULUI DE MEDIU

Riscul apariției poluării semnificative într-un perimetru (eveniment) poate conduce la necesitatea întocmirii unei evaluări, pentru a determina probabilitatea apariției unor pagube; nu toate perimetrele afectate de către un factor cauzal/poluant vor prezenta riscuri/pericole identice și nici nu vor necesita aceleași măsuri de intervenție.

Având în vedere că noțiunea de ”risc de impact de mediu” nu se folosește în literatura de specialitate, în mod curent, pe plan mondial, iar cea de ”evaluarea riscului de mediu” nu este definită în documentele naționale de reglementare, noțiunile păstrează doar un caracter generic și pot fi utilizate în funcție de context, pentru fiecare tip de evaluare în parte, după caz.

3. 1 Principii naționale și comunitare

3. 1.1 Principii comunitare

”Evaluarea riscului” se realizează în baza Regulamentului (CE) nr. 1488/94 al Comisiei din 28 iunie 1994 de ”stabilire a principiilor de evaluare a riscurilor pentru populație și mediu prezentate de anumite substanțe existente”, conform Regulamentului (CEE) nr. 793/93 al Consiliului. Principiile de evaluare a riscurilor sunt precizate la art. 3 alin (1)-(4).

3. 1.2 Principii naționale

Metodologia generală de evaluarea riscului este reglementată de ordinul ministrului APPM nr. 184/1997,” privind procedura de realizare a bilanțurilor de mediu” (Fig.4).

Procesul de evaluare implică identificarea riscurilor și, după caz, caracterizarea acestora, evaluarea relației doză (concentrație) – efect (răspuns) și nivelului de expunere.

La evaluarea nivelului de expunere, se vor lua în considerare acele „populații umane sau sfere de mediu” pentru care nivelul de expunere este „cunoscut sau logic previzibil”, în funcție de datele disponibile referitoare la acea substanță. Se va pune accentul pe producerea, transportul, depozitarea, utilizarea/prelucrarea și eliminarea/recuperarea substanței evaluate.

Conf. art 5 din Regulamentul nr. 1488/94/CE, evaluarea riscurilor se va face etapizat urmărind efectele substanței asupra sănătății umane. Prima etapă constă în identificarea riscurilor conform liniilor directoare enunțate în anexa I – „Evaluarea riscurilor: sănătatea umană (toxicitate)” partea A și anexa II – „Evaluarea riscurilor: sănătatea umană (proprietăți fizico-chimice)” partea A. Următoarele etape vor fi parcurse în conformitate cu liniile directoare enunțate la anexa I partea B și anexa II partea B. Conform anexei I pct 3.3 din Regulamentul nr. 1488/94/CE, dacă pentru estimarea nivelurilor de expunere se folosesc metode de calcul, se aplică modele adecvate. Se iau în considerare datele relevante rezultate din monitorizarea substanțelor precum și modele de expunere și proprietăți similare.

Fig. 4 Procedura de emitere a acordului de mediu (EIM)

În conformitate cu prevederile articolului 4 din Regulamentul nr. 1488/94/CE, caracterizarea riscului poate viza mai mult decât un singur efect advers potențial asupra populației.

După încheierea evaluării riscurilor, evaluatorul revizuiește diferitele rezultate și elaborează rezultate integrate privind toxicitatea de ansamblu a respectivei substanțe.

3.2 Analiza calitativă și cantitativă

În practică, riscul poate fi transpus matematic prin următoarea formulă:

R = P * G [1]

R-Risc/Pericol, P-Probabilitate de apariție/Importanță și G-Gravitatea efectelor/Expunere

O altă formulă uzitată în literatura de specialitate este:

R = H * E * V [2]

H-Hazard, E-Elemente de risc și V-Vulnerabilitate

Conform art.2, pct 7 din ordinul MAPPM nr. 184/1997, evaluarea riscului reprezintă ”analiza probabilității și gravității principalelor componente ale unui impact de mediu”.

Această evaluare implică, însă, o apreciere atât calitativă (sursă, cale, țintă/receptor ș.a.) cât și cantitativă (probabilitate, gravitate ș.a.).

Analiza calitativă necesită stabilirea în prealabil a unui set de criterii de apreciere ce va fi aplicat fiecărui factor cauzal/agent poluant în parte, în mod sistematic, pentru a evidenția relațiile de cauzalitate dintre aceștia și componentele ambientale țintă/receptori (Tabelul 3)

Literatura de specialitate recomandă ca, înainte de trecerea la analiza cantitativă (cuantificarea riscurilor), analiza Sursă-Cale-Receptor (SCR), întocmită în etapa de analiză calitativă, să fie evidențiată și printr-o diagramă arborescentă, pentru a vizualiza acțiunea, pericolul și efectele. (Fig. 5)

Tabelul 3

Fig. 5 – Diagramă sursă/cale/receptor

Poate fi considerată și o altă scală a riscurilor: scăzut, mediu, ridicat, foarte ridicat. Ulterior, se poate proiecta o matrice de risc în care intersecțiile dintre linii și coloane sunt casuțe ce conțin valorile calculate ale impactului.

Cuantificarea Riscului generat de expunerea la un pericol se poate face utilizând formula [1], introducând în relație diferite punctaje de clasificare, acordate de evaluator, pentru importanța factorului cauzal dat de probabilitatea apariției

acestuia și gravitatea expunerii la acel pericol. (Tabelul 4)

Tabelul 4

Matricea riscurilor este un instrument de reprezentare, comparare și ierarhizare a scenariilor, recomandat de Comisia Europeană pentru evaluarea riscurilor în Statele Membre.

Conform matricei, gravitatea (impactul) este situată pe o axă verticală, iar probabilitatea pe o axă orizontală, în care sunt reprezentate scorurile agregate ale gravității (impactului) și probabilității unui scenariu și modalitatea în care punctajele determină poziția în matricea riscurilor. (Tabelul 5)

Tabelul 5

Această metodologie de apreciere permite extinderea analizei prin dezvoltarea listei de criterii și/sau a punctajelor acordate, pentru o mai bună acuratețe a aprecierii.

3.3 Managementul riscului

În urma evaluării riscurilor se pot identifica și prioritiza măsurile de urmat, respectiv luarea deciziilor cu privire la riscurile acceptabile, sau, după caz, minimizarea ori eliminarea riscurilor inacceptabile (semnificative).

În lini mari, etapele procesului de management al riscului sunt următoarele: (1) stabilirea contextului (strategic, organizațional, management), structurii analizelor și criteriilor pe baza cărora riscurile vor fi evaluate, identificarea părților interesate/afectate și definirea unor politici adecvate de comunicare și consultare, (2) identificarea riscurilor și a consecințelor asociate acestora, (3) analiza riscurilor (probabilitate și gravitate) în vederea cuantificării nivelului de risc, (4) evaluarea și ierarhizarea riscurilor, (5) tratarea riscurilor semnificative (planul de management al riscurilor), (6) consultarea părților interesate/afectate, (7) monitorizarea și revizuirea procesului (evaluarea performanțelor sistemului de management al riscului).

Procesul de management al riscului de mediu este iterativ, deoarece poate fi repetat prin modificarea criteriilor de evaluare a riscurilor, rezultând un proces de îmbunătățire continuă.

Nivelul de complexitate al planului de management al riscului de mediu trebuie să asigure un echilibru între costurile asociate managementului riscului și beneficiile prezumate în urma aplicării măsurilor planificate.

În domeniul închiderii și ecologizării perimetrelor miniere cu activitate sistată, procesul de monitorizare va respecta, pe lângă legislația în vigoare, cu caracter general, și câteva principii stabilite de legislația specifică: Legea minelor nr. 85/2003 și Ordinul MEC nr. 1525/2007 privind ”Ghidul de elaborare a programului de monitorizare a mediului după aprobarea planului de încetare a activității minei”.

Conform acestor documente de reglementare, monitorizarea mediului în perimetre miniere necesită identificarea tuturor surselor potențiale de poluanți și a ratelor de eliminare a acestora în mediu, a principalelor căi de migrare a poluanților și a țintelor (receptorilor) pentru care există un risc semnificativ privind sănătatea umană sau orice impact de mediu semnificativ pentru mediul înconjurător.

Planul de management trebuie să includă monitorizarea calității aerului, zgomotului și vibrațiilor, efluenților din zona minei, acordându-se o atenție prioritară scurgerilor acide ("acid mine drainage" – AMD) și scurgerilor acide rezultate din spălarea sterilului de preparare ("acid rock drainage" – ARD), apelor de suprafață (volume și debite, dar și calitate), apelor subterane (în proximitatea zonelor cu activitate minieră și în aval de acestea raportat la direcția de scurgere a apelor subterane), calității solului, (poluarea punctiformă la instalații de exploatare și de preparare, instalații de depozitare a sterilului și a reziduurilor de preparare) și poluarea difuză (prin depuneri din atmosferă sau infiltrații), sedimentelor, prin măsurarea caracteristicilor fizice (cantitate) și chimice, instabilității terenurilor de deasupra minelor și proceselor geomorfice care afectează formele de relief în zona minelor, iazurilor de decantare, haldelor de steril etc.

3.4. Stresori și scenariul de risc

Așa cum am arătat, riscurile apar ca urmare a expunerii unui sistem la acțiunea unui stresor. Noțiunea de stresor se referă la diversitatea de efecte (biologice, morfologice, chimice, fizice ș.a.) induse într-un sistem de activități antropice (umane). În general, este foarte greu să se inventarieze toți stresorii care acționează sub o formă sau alta (individual, combinat sau sinergic) în vederea evaluării foarte precise a acțiunii lor asupra unui ecosistem. Evenimentele asociate stresorilor (consecințele acțiunii unui stresor) pot varia în limite foarte largi, iar cele mai grave consecințe pot varia între moartea unui individ dintr-o populație până la dispariția unei populații la nivelul unui ecosistem. În cele mai multe cazuri, însă, nu se cunosc limitele capacității de rezistență a ecosistemelor la acțiunea tuturor stresorilor astfel încât este necesară evaluarea riscului de generare a unui eveniment. În aceste condiții, obiectivul evaluării riscului de poluare a unui ecosistem nu se trebuie să se refere la descrierea fidelă a evenimentelor (situației existente) la un moment dat – calitativă (absența ori existența riscului), cantitativă (risc scăzut, mediu, mare), probabilistică (procentuală) – ci la realizarea unui scenariu care simulează evenimentele; o reprezentare simplificată a evenimentelor prezente sau viitoare, în funcție de un scenariu prestabilit, apreciat ca posibil de evaluator, în etapa de identificare a riscurilor.

Scenariul va integra problemele de mediu ce urmează a fi rezolvate și lanțul cauzal (relațiile de cauzalitate dintre stresori și componentele ambientale țintă/receptori): încadrarea spațio-temporală, identificarea stresorului și receptorului, componentelor sistemelor ecologice și caracteristicilor habitatului (forțele de acțiune), interacțiunilor sau relațiilor dintre componente, efectelor asupra stresorului și asupra receptorului și validarea rezultatelor.

Pentru aceasta, se recomandă ca scenariul să fie verificat, cel puțin, la următoarele cerințe stabilite printr-o Listă de control (verificare) întocmită la faza de construcție:

să fie reprezentativ pentru tipul de impact evaluat;

să fie plauzibil, posibil a avea loc în viitor,

să fie specific, logic, clar, coerent, poate fi înțeles și acceptat,

să permită aprecieri calitative (sursă/cale/receptor) și cantitative (probabilitate/gravitate),

să permită evaluarea capacităților de intervenție;

capacitățile de intervenție să poată face diferența între variante ale aceluiași scenariu.

3.5. Utilizarea modelelor în evaluarea ecologică

3.5.1 Procedura de modelare

O caracteristică a modelării este lipsa unui model universal (cu aplicabilitate generală).

Modelarea este un proces format dintr-o succesiune de etape procedurale apreciate ca necesare pentru a converti un scenariu într-un model conceptual și mai apoi într-o reprezentare valorică, putânde avea mai multe forme de abordare. (Fig. 6)

În mod uzual, primul pas într-o abordare îl reprezintă formularea problemei (definirea riscurilor) care este realizată de către evaluator; acesta pregătește și scenariul, prin identificarea stresorilor, inclusiv punctelor finale de evaluare, scărilor spațio-temporale, abordărilor procedurale și datelor de intrare.

Pornind de la scenariul apreciat, prin integrarea cunoștințelor actuale calitative, observațiilor cantitative realizate in-situ și raționamentelor profesionale sub forma componentelor logice, necesare realizării scenariului, se obține un model conceptual.

Fig. 6 – Abordarea clasică a procedurii de modelare ecologică

În mod generic, conceptualizarea reprezintă o transpunere a unei probleme specifice într-o imagine sau într-un scenariu de ansamblu (grafice de variație a unor parametri, ansambluri de relații matematice ș.a.). În mod generic, conceptualizarea reprezintă o transpunere a unei probleme specifice într-o imagine sau într-un scenariu de ansamblu (grafice de variație a unor parametri, ansambluri de relații matematice ș.a.). Așa cum este prezentat în Fig. 6, modelul reprezintă elementul procedural central al unei abordări clasice, proiectat pentru a facilita înțelegerea modului în care funcționează sistemele și/sau se derulează procesele ecologice, având cel puțin trei componente esențiale: abstracția, construcția și validarea. Modelarea nu înseamnă neapărat realizarea unor calcule dar, cel mai frecvent, se abordează matematic, iterativ. Transpunerea într-o formă grafică a scenariilor, a etapelor parcurse și vizualizarea relațiilor matematice concură la finalizarea modelului conceptual, iar prin cuantificarea valorică a modelului conceptual obținem modelul cantitativ. Atunci când stabilim că modelul cantitativ poate și merită să fie formulat, vom căuta cele mai bune expresii matematice și vom evalua variabilele și parametrii pentru fiecare, înainte de a le introduce într-un proces de modelare. Unele ecuații pot fi construite de evaluator (în special în modelele statistice), dar în majoritatea cazurilor se pot alege din literatura de specialitate, existând suficiente ecuații ce descriu cu acuratețe efectele generate de o gamă largă de stresori. Literatura de specialitate atribuie expresiilor matematice ecologice cinci elemente constituente:

variabile/funcții externe – variabile care nu aparțin sistemului/ procesului ecologic analizat dar influențează/determină atât starea cât și dinamica acestuia; pot fi independente de voința umană (climatice, cosmice ș.a.) sau antropogene, caz în care poartă numele de „funcții de control” (poluanți, ape reziduale, nutrienți contaminanți ș.a.).

variabile de stare – variabile care descriu sistemul/procesul, evidențiind structura și funcțiile acestuia. Alegerea acestor variabile definește acuratețea modelului.

ecuații matematice – descriu relațiile dintre variabilele externe și variabilele de stare.

parametrii – coeficienți utilizați în descrierea matematică a sistemelor/ proceselor, făcând legătura între ecuațiile matematice și datele reale.

constantele universale – valori fixe matematice, fizice și chimice (π, e, NA, Z etc.).

Când nu dispunem de date suficiente (indicatori) se pot face asimilări extrapolând (înlocuind un punct de măsură/test cu un punct de evaluare) sau formulând ipoteze de lucru (calculate prin aplicarea unor proceduri standard). Pentru culegerea datelor respectiv a setului/seturilor de indicatori de la care se va porni construcția logică, trebuie utilizate cât mai multe instrumente operaționale adecvate, care să poată oferi rezultate valorificabile. În ecologice testele pot fi:

convenționale (măsurători punctuale standardizate/nestandardizate)

parametrice (măsurători punctuale standardizate la care se modifică unii parametri fizici),

bio-teste (dispozitive de laborator ce experimentează efectele mediilor colectate in-situ),

observații în teren (utilizează indicatori ai mediilor biotice și abiotice din perimetru),

monitorizări in-situ (măsurări continue/discontinue cu echipamente specializate).

Alegerea instrumentelor operaționale este condiționată de tipul evaluării, datele disponibile și particularitățile perimetrului. Literatura de specialitate recomandă ca prognozarea efectelor unui stresor să fie fundamentată, în principal, pe rezultatele testelor cantitative standardizate (ex. concentrație, toxicitate, contaminare ș.a.), în timp ce evaluarea calității unui mediu afectat să se facă pe baza rezultatelor observațiilor (indicatorilor) și/sau monitorizării în teren, pe întregul perimetru (ex. modificarea faunei, florei, morfologiei, populației ș.a.).

Pentru verificare se poate apela la o analiză de senzitivitate, instrument ce evidențiază modul în care se modifică rezultatele dacă datele de intrare s-ar schimba, cum ar fi: elementele constituente ale modelului, ipotezele de lucru și/sau sistemul formal, care are rolul de a verifica soliditatea modelului conceptual și a fundamenta cercetarea viitoare. Spre deosebire de verificare, ce semnifică o testare a construcției logice a modelului printr-o evaluare subiectivă a modurilor în care s-a proiectat și se comportă acesta, validarea semnifică compararea rezultatelor modelului cu date reale, reieșite din cercetarea in-situ a sistemului. În literatura de specialitate, clasificarea diferitelor modele se face în funcție de abordare (experimentare, monitorizare), construcție (submodele existente sau generate), scop (teoretic sau aplicativ) și rezultate.

Loehle evidențiază două categorii mari de modele: teoretice (folosite pentru identificarea relațiilor) și instrumente de calcul (folosite pentru prognoză).

Așadar, în practică putem întâlni reprezentări simplificate sau complexe ale evenimentelor, prezente sau viitoare, din cadrul sistemelor fizice sau biologice sub formă de modele:

experimentale, simulează parțial sau total, în condiții de laborator (controlate), procesele

aplicative, simulează parțial sau total, prin analize în teren, procesele,

teoretice, simulează parțial sau total, prin relații matematice, procesele.

În literatura de specialitate sunt uzitate cinci tipuri de modele de bază: descriptive, prescriptive, predictive, orientate spre satisfacere și orientate spre optimizare.

Complexitatea modelelor crește direct proporțional cu gradul de aprofundare al cercetării. În aceste condiții, proiectarea unui model conceptual cât mai realist ajută evaluarea să nu se concentreze pe scenarii irelevante scopului propus și să se limiteze doar la ce este relevant.

Pentru a construi un model eficient sunt necesare seturi de indicatori / indici valabili, aprecierea corectă a ipotezelor, mecanismelor și proceselor care au loc, precum și a parametrilor.

3.5.2 Diferite clasificări ale modelelor

În tabelul 6 este prezentată sintetic o clasificare a principalelor categorii de modele, caracterizate sumar și grupate după diferite criterii. Clasificarea realizată oferă o imagine de ansamblu asupra problematicii.

Tabelul 6

3.5.3 Exemple de modele conceptuale

Modelele conceptuale, oricât de sofisticate ar fi, nu trebuie văzute ca o realitate, ci ca o "zămislire" care ne ajută să vedem o realitate!

Bendoricchio și Jorgensen identifică zece tipuri de modele conceptuale, clasificate în funcție de forma de exprimare:

„Modele descriptive”, descriu structura și componentele unui sistem,

„Modele grafice”, utilizează diferite imagini grafice pentru a evidenția relațiile dintre elementele unui sistem,

„Modele casetă sau bloc”, sunt cele mai simple și cele mai utilizate la prezentarea relațiilor spațio-temporale stabilite între diferite componente ambientale,

„Modelele de tip casetă neagră”, utilizează date de intrare (input) controlabile calitative și urmăresc exclusiv obținerea datelot de ieșire (output) aplicând instrumente statistice,

„Modelele de tip casetă albă”, urmăresc evidențierea relațiilor de cauzalitate stabilite între componentele unui sistem,

„Modelele de tip intrare-ieșire”, similar modelelor casetă dar evidențiază clar intrările și ieșirile,

„Modelele conceptuale de tip matricial”, concentrează sub formă tabelară (matricială) relațiile stabilite într-un sistem,

„Schemele logice”, pot fi folosite ca modele conceptuale, în situațiile în care este necesară derularea unui fenomen într-o anumită perioadă de timp,

„Modelele de tip graf”, caracterizează sistemele în care se cunosc relațiile și există date calitative suficiente,

„Diagramele energetice, de tip circuit”, caracterizează fluxurile energetice, constrângerile termodinamice și mecanismele de răspuns (feedback).

Pe plan extern, studiile de ecologie prezintă o gamă largă de categorii de abordări conceptuale și metodologice, care nu se exclud reciproc ci sunt complementare. Dintre acestea, amintim următoarele studii: experimental, retrospectiv, prospectiv, comparativ, substitutiv, simulativ ș.a.

3.5.3.1 Modelul National Academy of Sciences (NAS)

Acest prim model conceptual a pus bazele evaluării riscului. Este etapizat, având ca primă etapă identificarea riscului sanitar, urmată de relația doză-răspuns și la final nivelului de expunere. Conform modelului NAS inițial (fig. 7), pentru fiecare etapă a evaluării se alocă o fază de cercetare preliminară necesară sistematizării

Fig.7 Modelul conceptual National Academy of Sciences (NAS)

informațiilor existente, rezultate din studii și investigații in-situ (toxicitate, concentrație, dispersie, expunere ș.a.) și referitoare la populațiile expuse acțiunii unui contaminant. Modelul a fost îmbunătățit cantitativ și calitativ fiind completat cu încă o etapă – caracterizarea riscului. Astfel, etapele parcurse pentru evaluarea riscului prin aplicarea modelulului NAS sunt: (1) identificarea pericolului, (2) evaluarea relației doză-răspuns, (3) evaluarea nivelului de expunere și (4) caracterizarea riscului.

3.5.3.2 Modelul Environmental Protection Agency (EPA)

Conform autorilor, modelul ecologic EPA constituie o „operație de evaluare a verosimilității de materializare a efectelor ecologice negative în urma expunerii la stresori.”

În cadrul acestui model (Fig.8) analiza cuprinde două etape care se derulează concomitent:

Caracterizarea nivelului de expunere privind riscul de contact spațio-temporal dintre stresor (poluant) și țintă (receptor), în baza analizelor chimice sau modelării concentrațiilor. Se evidențiază și populațiile țintă expuse riscului și punctele de contact cu stresorul,

Caracterizarea efectelor ecologice privind diferitele specii animale și vegetale (teste pe organisme santinelă), prin extrapolare sau experimentări.

Modelul EPA introduce în procesul de evaluare noțiunea de stresor – o diversitate de efecte antropice (fizice, chimice, biologice ș.a.) susceptibile de perturbarea echilibrului ecologic.

Fig. 8 – Modelul conceptual EPA

3.5.3.3 Modelul Covello – Merkhofer

Modelul Covello-Merkhofer (Fig.9) este o îmbunătățire a modelului NAS, deoarece etapa de descriere și cuantificare a riscului privind expunerea la un contaminant este plasată anterior etapei de judecare (estimare) a semnificației riscului (consecințelor), oferind modelului mai multă acuratețe și coerență în ceea ce privește lanțul cauzal și managementul riscului.

Fig. 9 Modelul conceptual Covello – Merkhofer

3.5.3.4 Modelul retrospectiv Suter

Modelul retrospectiv Suter (Fig.10) se pretează siturilor contaminate și presupune parcurgerea a două etape principale:

Etapa I – Definirea pericolului, ce implică trei subcategorii:

definirea motivațiilor pentru poluări deja produse în situri contaminate (source-driven assessment), efecte constatate în teren (effect-driven assessment) și surse noi de expunere (exposure-driven assessment)

selecția punctelor finale (similar evaluărilor predictive),

delimitarea mediului analizat,

Etapa II – Măsurări și estimări, ce implică stabilirea:

nivelulului de expunere,

efectelor.

În cadrul etapei de măsurări și estimări Suter propune ca atunci când punctul final de evaluare nu se suprapune cu punctul de măsurare să se utilizeze extrapolări.

Suter recunoaște că evaluarea retrospectivă poate deveni artificială în condițiile în care conceptul de sursă este mai ambiguu decât în evaluările prospective.

Fig. 10 – Modelul conceptual retrospectiv Suter

3.5.3.5 Modelul canadian

Modelul conceptual canadian (Fig. 11) are ca particularitate abordarea ierarhizată pe nivelele de evaluare a riscului. După evaluarea unui nivel inferior se poate face trecerea de la la unul superior.

Fig. 11 – Modelul conceptual canadian

Datele necesare evaluării celor trei niveluri sunt aferente Expunerii, Receptorului, Pericolului și Riscului fiind obținute prin aplicarea unor metode calitative și cantitative a căror complexitate crește de la nivelul 1 la nivelul 3.

Concret, Nivelul 1 este caracterizat de utilizarea unor metode simple bazate în principal pe date existente, la Nivelul 2 se utilizează date semicantitative, în timp ce la nivelul 3, cel mai complex, se utilizează modelarea matematică.

3.5.3.6 Modelul Lipton

Structura conceptuală a modelului Lipton parcurge șapte etape (fig.12):

identificarea receptorilor,

identificarea pericolului,

identificarea punctelor finale,

evaluarea relațiilor ecologice,

evaluarea expunerii,

evaluarea răspunsului,

caracterizarea riscului și realizarea analizei de incertitudine.

Fig. 12 – Modelul conceptual Lipton

3.5.3.7 Modele ecologice

Pornind de la structura și modul de organizare și funcționare a populațiilor din siturile evaluate s-au dezvoltat modele ecologice de evaluare a riscurilor. Literatura de specialitate manifestă un interes teoretic deosebit pentru modelele ecologice, chiar dacă rezultatele practice sunt încă rezervate, multe modele fiind doar propuneri de ordin conceptual.

Dintre acestea se pot aminti:

modele de expunere, bazate pe totalitatea elementelor expuse în zona evaluată,

modele biogeochimice, bazate pe ciclul diferitelor substanțe (C, N, S ș.a.),

modele naturaliste, bazate pe structura lanțurilor trofice,

modelele energetice, bazate pe circulația fluxului energetic în sisteme ș.a.

Evaluarea nivelului de expunere este mult mai complexă în cazul riscului ecologic decât al celui sanitar, deoarece sunt expuse mai multe specii iar expunerea induce atât efecte directe cât și indirecte asupra acestora. Problema cea mai dificilă este selecția poluantului/ților ce vor fi incluși în evaluare.

Elementele cheie ce pot fi considerate sunt:

evaluarea emisiilor,

analiza modului de eliberare în diferite medii,

analiza modului de expunere și a comportamentului (transfer, evoluție) în diferite medii,

cuantificarea expunerii receptorilor principali (acvatici, tereștrii, aerieni),

analiza de incertitudine.

Estimarea cantitativă a concentrației poluantului în receptor cunoscând concentrația acestuia la sursă este dificilă deoarece:

calea pe care o parcurge de la sursă la receptor poate trece prin medii diferite (Fig.13);

pe parcurs, poluantul poate suferi mai multe transformări (biochimice);

transferul și nivelul de asimilare depinde de caracteristicile biologice ale receptorului.

În modelele ecologice, trebuie evaluate în principal nivelele superioare (populații, ecosisteme) și în secundar cele inferioare (indivizi).

Fig. 13 – Model de transfer sursă – receptor

3.5.3.8 Modelul AMOEBE

Modelul conceptual AMOEBE (Fig.14) – este un model general dezvoltat în Olanda pentru descrierea și evaluarea ecosistemelor acvatice. Modelul este circular, pe conturul acestuia regăsindu-se valorile ideale ale florei și faunei, asociate unui tip de mediu, pe care ar trebui să le regăsim în perimetrul evaluat. Dacă toate valorile s-ar regăsi în interiorul cercului am avea echilibru ecologic optim.

Fig. 14 – Modelul conceptual AMOEBE

Prin realizarea unor hărți (ex. fotogrametrie aeriană) se pot stabili ecotopuri rezultând hărți ecotopice. Noțiunea de ecotop a fost introdusă pentru a face legătura dintre variațiile condițiilor fizice și ecologice cu nevoile unei populații sau grup de specii. Un ecotop reprezintă un perimetru geografic distinct caracterizat de factori fizici și modul de administrare.

Folosind modelul AMOEBE se poate determina dacă în perimetrul geografic evaluat condițiile de mediu se refac analizând modul în care fauna și flora, anticipate, revin în zonă.

CAPITOLUL 4 – IMPACTUL DE MEDIU

4.1 Identificarea și evidențierea impactului

Identificarea impactului reprezintă un ansamblu de operații de prospectare a interacțiunilor și evidențiere a efectelor, sigure și posibile, rezultate în urma unor acțiuni antropice asupra factorilor de mediu (componentelor ambientale) dintr-un perimetru geografic. Scopul principal îl reprezintă cercetarea situației factorilor de mediu înainte și după realizarea acțiunilor antropice. În acest sens, procesul de evaluare pornește de la evidențierea (sublinierea) impacturilor semnificative ale acțiunilor antropice asupra componentelor ambientale prin:

prospectarea interacțiunilor/ evidențierea efectelor pe întregul „ciclu de viață”;

corelarea efectelor cu alte acțiuni antropice existente (evaluare cumulativă);

identificarea și considerarea tuturor riscurilor sigure și posibile;

analiza efectelor independente de acțiuni antropice (climatice, politice ș.a.).

Pentru aceasta se pot examina rezultatele situațiilor similare și/sau cerceta impactul preconizat pe baza unor instrumente descriptive adecvate.

Evidențierea (predicția) impacturilor se realizează față de o stare de referință, care poate fi:

inițială (amplasamentului, perimetrului, regiunii geografice ș.a.),

dorită, ( perimetru geografic model).

În Tabelul 7 sunt prezentate succint principalele metode de evidențiere a impacturilor, astfel:

Tabelul 7

De regulă, cercetarea se bazează pe instrumente descriptive structurate sub forma de liste de verificare (control), în care sunt cuprinse informații existente privind acțiunile antropice și efectele de mediu apreciate a fi plauzibile și probabile. Listele pot fi integrate sub formă matriceală, iar prin definirea legăturilor dintre acțiuni și efecte se obține o matrice de analiză; conține impacturile posibile exprimate prin aprecieri calitative, transpuse prin semne convenționale („x”, ”o”, ”+”, ”0”, ”-”…), respectiv aprecieri cantitative, transpuse prin valori numerice („0”, ”1”, ”2”…).

Listele de verificare pot fi: (a) descriptive sau (b) valorice. Listele descriptive se utilizează cu precădere împreună cu modelele matriceale ori tip rețea pentru caracterizarea activităților și factorilor de mediu, în timp ce listele valorice cuantifică impactul, pornind de la scara componentelor ambientale și ponderile și nivelele de calitate, actuale și viitoare, ale acestora.

4.2 Estimarea impacturilor

Scopul estimării impactului este acela de a prognoza impacturile potențiale evidențiate. respectiv efectele acțiunii antropice asupra factorilor de mediu. Prognozarea impacturilor se transpune printr-o estimare cantitativă și sau calitativă a unor variații previzibile ale diferitelor componente ambientale (factorilor de mediu) ca urmare a aplicării acțiunii antropice.

Referințele normative vor reprezenta domeniul maxim de încadrare a diferitelor elemente considerate la estimarea impactului, cum ar fi: emisii de poluanți, producerea de deșeuri, deprecierea resursei ș.a.).

Procedural nu există metode de estimare general aplicabile pentru toate componentele ambientale (factorii de mediu), dar există câteva instrumente de lucru cum ar fi indicatorii și indicii de mediu, precum și modele conceptuale care le integrează.

Literatura de specialitate recomandă diferite metode de estimare, cele mai folosite fiind:

metode matriceale, prin punctaje pentru fiecare problemă de mediu cu posibil impact,

metode grafice, prin prezentări diagramatice ale impactului general,

metode matematice, prin calcularea unor sume ponderate ori indici specifici,

metode relaționale, prin stabilirea unor rețele de legătură cauză – efect.

De regulă, indicii de mediu reprezintă un rezultat informativ al unei prelucrări matematice ce sintetizează și/sau măsoară calități, condiții, interacțiuni ale sistemelor ecologice.

Importanța indicilor de mediu este dată de ușurința comparării cu standarde de calitate, stabilite prin normative, și furnizarea unor informații primare, pertinente, referitoare la nivelul de acceptabilitate al unui impact. Se are în vedere faptul că efectele acțiunilor antropice se pot translata spațial în mediul geografic învecinat până la nivel de perimetru și/sau regiune astfel încât prognozele trebuie să fie evidențiate geoecologic și, în aceste condiții, procesele de monitorizare trebuie corect definite spațial (geografic). Cu alte cuvinte, prin evidențierea geoecologică se realizează prognoze privind modificarea sistemelor naturale și transformarea acestora din cauze natural-tehnice atât în mediul înconjurător cât și în mediul geografic.

4.3 Matricea de impact

Matricea de impact se prezintă sub forma unui tabel de corespondență cu intrări duble, ce conține scorurile agregate ale componentelor ambientale impactate și acțiunile antropice poluatoare. Axa componentelor ambientale reprezintă de fapt o listă de verificare (control), care evidențiază factorii de mediu și zona de interes.

4.3.1 Tipuri de matrice de impact

Literatura de specialitate prezintă o gamă largă de matrice de impact, care sunt perfecționate continuu în funcție de necesitățile practice. Dintre acestea se remarcă modelul matricelor simple și modelul matricelor complexe.

4.3.1.1 Matricea simplă de interacțiune (Matricea etalon)

O matrice simplă de interacțiune prezintă acțiunile antropice pe axa verticală și componentele ambientale pe orizontală. Una dintre cele mai cunoscute matrice simplă de interacțiune a fost dezvoltată de Leopold fiind denumită și „matrice etalon”. (Fig.15)

Fig. 15 – Matricea etalon (parțial)

Această construcție matriceală oferă un format exhaustiv datorită prezentării unei largi varietăți de interacțiuni ce ar putea fi implicate în activitățile ecologice. Numărul de acțiuni antropice introduse pe axa orizontală este de 100, iar de factori de mediu de pe axa verticală este 88, obținându-se 8.800 de impacturi posibile.

Matricea etalon prezintă avantajul că permite identificarea impacturilor generate de acțiuni elementare și /sau la scară mare asupra componentelor ambientale. În practică însă, doar câteva dintre interacțiuni ar fi de natură să implice un impact de o asemenea magnitudine. Din acest motiv se recomandă utilizarea matricelor specifice, extrăgând din matricea etalon componentele specifice activităților de interes, folosind caracteristica sa de extindere și contractare.

Matricea etalon poate fi utilizată pentru a evidenția impacturile pozitive și negative, prin folosirea semnelor „+” și „˗” și a diferitelor faze temporale

(construcție, operare, închidere ș.a.).

Dacă o anumită acțiune generează impact asupra unui factor de mediu în celula aflată la intersecția dintre rândul pe care se regăsește factorul de mediu și coloana pe care se regăsește acțiunea se introduc două numere separate, de regulă, printr-o linie oblică (Ex. 1/10).

În partea superioară (1/…) se introduce mărimea impactului (relevanța) a cărei valoare va fi apreciată pe o scară crescătoare de la 1 ÷ 10 (maxim). Se pot utiliza semnele „+” și „˗” pentru a evidenția impacturile pozitive și negative.

În partea inferioară (…/10) se introduce importanța impactului (extindere spațială) a cărei valoare va fi apreciată pe o scară crescătoare de la 1 ÷ 10 (maxim).

Valorile care apreciază mărimea se înmulțesc cu cele care apreciază importanța impactului și se însumează, rezultând impactul total al acțiunii antropice.

Algoritmul se aplică succesiv și pentru celelalte variante de acțiune (proiecte alternative) considerate, în scopul selectării activității care generează impactul negativ minim.

Ca dezavantaje se menționează complexitatea ridicată și sensibilitatea extrem de redusă la impacturi indirecte și secundare. Impacturile indirecte și secundare apar în general ca urmare a cumulării și/sau interacțiunii dintre efectele primare, a retroacțiunii acestora asupra factorilor de mediu ori prin apariția fenomenului de sinergism al acțiunilor antropice generatoare de impact.

Lazăr și Dumitrescu menționează, ca problemă principală a matricei etalon, faptul că „nu stabilește criterii clare pentru determinarea valorilor coeficienților de importanță și mărime și nu justifică utilizarea modelului aditiv (media ponderată) pentru agregarea acestor valori.”

4.3.1.2 Matricea complexă de interacțiune (Matricea coaxială)

Matricea complexă de interacțiune reprezintă un model format dintr-un ansamblu de matrice simple aranjate coaxial, ce conține mai multe secvențe de descompunere a acțiunilor antropice ori a relațiilor de cauzalitate (Fig. 16).

Aceasta este o variantă îmbunătățită față de matricea simplă dar are dezavantajul unui volum mare de muncă.

Fig. 16 – Matrice coaxială

4.3.2 Evaluarea indicelui global de impact (poluare) – Ig

Indicele global de impact (poluare globală) reprezintă raportul dintre valoarea indicatorilor de calitate specifici perimetrului evaluat într-o situație ideală (Si) și valoarea apreciată la momentul evaluării, situația reală (Sr).

În vederea calculării indicilor Ig se utilizează scări valorice de bonitate pentru factorii de mediu și componentele ambientale considerate.

Starea ideală și starea reală se reprezintă grafic într-o diagramă a cărei formă depinde de numărul factorilor de mediu luați în considerare.

Starea ideală (Si) este o figură geometrică regulată obținută prin unirea punctelor ideale (indici ideali de calitate apreciați în unități de bonitate).

Starea reală (Sr) este o figură geometrică, în general neregulată, obținută prin unirea punctelor reale ( indici reali de calitate apreciați în unități de bonitate).

Indicele de impact global se calculează cu formula:

Ig unde: Si și Sr au semnificațiile de mai sus.

Atunci când:

Ig 1 – nu există poluare,

Ig 1 – există modificări de calitate a mediului.

Valoarea indicelui de impact global se compară cu scara prezentată în Tabelul 8.

Tabelul 8

Pentru realizarea unei reprezentării grafice și stabilirea unui punctaj pe baza unei grile de apreciere a nivelului de afectare sau de îmbunătățire a calității mediului este necesar să se evalueze impactul produs și apoi să se calculeze indicele de poluare globală. (Fig. 17)

Fig. 17 – Diagramă de stare

Metoda are avantajul că oferă o imagine de ansamblu a stării mediului și permite compararea și dinamica unor perimetre diferite, însă are dezavantajul subiectivității în apreciere.

4.3.3 Metoda rețelelor

Modelul rețelelor este similar cu modelul matricelor simple, fiind mai flexibil deoarece nodurile aranjează elementele unui proces secvențial. Rețelele utilizate în analizele de impact sunt reprezentate prin diagrame de flux ori lanțuri relaționale multiple, care evidențiază interdependența dintre acțiunile antropice și componentele ambientale impactate. (Fig.18)

Fig. 18 – Structura unei rețele de impacturi

4.3.4 Metoda matricei marilor baraje (SØrensen, 1971)

Matricea marilor baraje reprezintă un tabel „inversat” cu intrare dublă, asemănător cu matricea simplă de interacțiune, folosit în conjuncție cu metoda rețelelor (utilizează atât matrice cât și rețele).

Fig. 19 – Structura unei matrice tip SØrensen

Astfel de matrice permit evidențierea acțiunilor caracteristice diverselor tipuri de suprafețe geografice identificând impacturile primare asupra componentelor de mediu, în timp ce prin grafuri rețelele permit conjucția cu impacturile secundare, evidențiind relațiile dintre acestea și acțiunile elementare inclusiv măsurile necesare pentru intervenție.(Fig. 19)

4.3.5 Metoda hărților de calitate a mediului

Harta de calitate a mediului reprezintă o metodă grafică ce realizează imagini de ansamblu asupra calității componentelor ambientale sub forma unor materiale cartografice, care compilează date dispersate a căror superpozare conduce la elaborarea unor predicții asupra stării mediului dintr-un perimetru. Se pot folosi ca input parametri spațiali, cartări in-situ, aerofotograme, imagini satelitare ș.a. Hărțile calității mediului pot fi:

simple, atunci când prezintă un singur indicator de mediu sau o categorie de indicatori (aer, ape, sol, terenuri ș.a.),

complexe, atunci când prezintă o gamă diversă de indicatori (zonare regională / locală).

Există mai multe tipuri de hărți care utilizează atât date clasice cât și date GIS – sisteme informaționale geografice, astfel:

Harta cu puncte – punctele sau alte simbolurile selectate sunt suprapuse peste coordonate geografice aferente spațiului eșantionat, fiind cea mai potrivită metodă pentru reprezentarea punctelor izolate dintr-un set discret de parametri (date), cum ar fi concentrațiile înregistrate, evoluția în timp, mărimea unei anumite activități (ex. volumul de apă de mină evacuată într-un emisar).

Harta cu lini – Sursele de poluare ori componente ambientale cu manifestare liniară (ex. cursurile de apă) sunt prezentate prin diferite caracteristicic utilizând ca element grafic liniile cu diferite grosimi și texturi, după caz. Metoda este recomandată pentru evidențierea distribuției calității apelor de suprafață, fluxurilor rutiere pe artere principale de transport, densitatea și diversitatea unor tipuri de specii ș.a.

Harta cu areale – Surse de degradare difuze, arealele afectate de un anumit tip de poluare alte elemente ori zone de influență, cu extindere spațială considerabilă, ce nu pot fi evidențiate adecvat pe o hartă prin puncte ori prin linii ci doar prin arii.

Harta de interpolare – Interpolarea este un proces iterativ care generează suprafațe continue, pornind de la un set discret de date, prin aplicarea unor algoritmi matematici, ce utilizează, de regulă, un număr mare de măsurători, deoarece interpolarea definește în mod probabilistic valori estimate.

Din acest motiv, interpolarea se utilizeaza in cazul evaluării proceselor ce au o distribuție în spațiu continuă (temperatura, umiditatea, utilizarea terenurilor) și nu au fenomene cu distribuție spațială discretă (depozitele de deșeuri, iazuri de decantare, halde s.a.).

4.3.6 Metodele prospective

Metodele de analiză nu trebuie să țină cont doar de situația trecuta și actuala ci și de tendințele observate și proiecția în perspectivă pentru diferite procese ori surse de degradare a mediului.

Evaluarea prospectivă, realizată pe baza unor scenarii de evoluție, permite evitarea unor perturbări care nu au fost înregistrate în trecut, nu sunt semnificative în prezent, dar în asociere cu alți stresori se pot dezvolta în perspectivă. Scenariile de evoluție reprezintă o metodă care integrează informații sociale, economice, politice și/sau de mediu, în scopul delimitării căilor/culoarelor, tendințelor, pericolelor existente/potențiale și proiecției în viitor.

Literatura de specialitate oferă mai multe tipuri de scenarii:

după poziția în timp a parametrului cunoscut,

exploratorii, pornind de la o situație cunoscută în prezent se analizează diferite evenimente posibile în viitor (ex. se cunoaște parametrul și se

evaluează incidența),

anticipatorii, se fixează o țintă și se evaluează doar modalitățile prin care poate fi atinsă,

după modul de prezentare a rezultatelor,

calitative, bazate pe descrierea calitativă a proceselor,

semicalitative, bazate atât pe aprecieri calitative cât și date cantitative,

cantitative, bazate pe date și modele matematice,

după modul de realizare,

deductivă, bazată pe abordări proprii,

inductivă, bazată pe abordări cunoscute,

incrementală, bazată pe abordări succesive care pot fi și aleatorii.

4.4 Prioritizarea aspectelor de mediu

Principiul general, recomandat în prioritizarea aspectelor semnificative dintre multitudinea de probleme de mediu posibile, este impact maxim – prioritate maximă. Selectarea și ordonarea acestora este influențată de o serie de factori și criterii de analiză și selecție, cum ar fi:

a) factori de analiză

complexitatea fenomenelor ambientale,

cuantificarea impactului,

unitatea de măsură ș.a.

b) criterii de analiză

reducerea riscurilor de apariție a accidentelor,

reducerea emisiilor poluante în mediul înconjurător,

reducerea pierderilor,

conformarea cu prevederile legale,

realizarea unor avantaje strategice,

reducerea costurilor,

eficiența utilizării fondurilor ș.a.

c) criterii de selecție

aspectele tehnice și tehnologice necesare,

durata și resursele implicate,

rata de succes,

cuantumul beneficiului economic,

raportul cost-beneficiu,

creșterea performanței de mediu,

îmbunătățirea condițiilor de securitate și sănătate ș.a.

În general, prioritizarea se face etapizat începând cu soluțiile ieftine și simple și mai apoi cele care necesită detalii tehnico-economice complexe și costisitoare.

4.5. Monitorizarea factorilor de mediu

Botnariuc (1987) definește monitoringul ecologic ca ”un sistem de supraveghere sistematică (continuă) a stării ecosferei și a componentelor ei, precum și a reacțiilor față de influențele antropogene la diferite nivele de organizare – de la ecosistem până la ecosferă în întregul ei ".

Din punct de vedere funcțional, un sistem de monitorizare parcurge trei etape:

supravegherea, inclusiv starea inițială (Si),

evaluarea stării reale (Sr),

aprecierea impacturilor (prognosticul modificărilor).

Sistemul de monitorizare înglobează ansamblul de instrumente și activități referitoare la informații deja existente și colectarea datelor, prelucrarea (interpretarea) informațiilor și diseminarea rezultatelor.

Activitățile unui sistem de monitorizare se grupează, de regulă, într-un program ce va conține:

activități in-situ – stabilirea în teren a zonelor (stațiillor), parametrilor, frecvenței și instrucțiunilor de monitorizare, metodologiilor de prelevare a probelor precum și cuantificarea parametrilor țintă;

activități de laborator – determinarea standardizată a parametrilor țintă în condiții controlate tehnic și al prelucrării datelor;

activități de management – vizează interpretarea datelor și diseminarea rezultatelor.

Pentru pregătirea Programului de monitorizare, în prealabil se va realiza un studiu pe baza căruia se vor stabili activitățile din program. R. Mihăescu identifică trei tipuri distincte de studii:

descriptive (măsoară distribuția spațială și temporală a componentelor sistemului),

de măsurare a schimbării (studii descriptive realizate repetitiv, în aceleași stații de măsurare, pentru a pune în evidență schimbarea),

de cunoaștere a sistemului (cauză – efect).

În etapa de supraveghere, pe lângă colectarea datelor și informațiilor privind acțiunile relevante, cu potențial semnificativ de poluare a sistemului, se va întocmi și lista factorilor cauzali aferenți fiecărei acțiuni (naturală sau antropică).

Atunci când se poate previziona evoluția unui indicator, ce descrie o acțiune, colectarea datelor trebuie realizată într-o manieră care să permită evitarea apariției unor date:

insuficiente pentru evidențierea tendințelor și schimbărilor,

abundente sau nepotrivite pentru descrierea schimbărilor.

De cele mai multe ori sistemul de monitorizare are ca obiectiv evaluarea efectelor unui impact sau perturbări particulare. Astfel, atunci când momentul și locul impactului sunt cunoscute, Green (1979) distinge trei tipuri de modele aplicabile:

controlul înainte și după producerea impactului,

analiza schimbărilor spațiale,

analiza schimbărilor temporale.

4.5.1 Controlul înainte și după producerea impactului

În acest model se utilizează, înainte de producerea modificării semnificative, două tipuri de stații:

de lucru (ce vor fi supuse impactului),

de control sau martor (ce nu vor fi afectate de impact).

Același parametru trebuie măsurat în ambele tipuri de stații înainte și după producerea unui impact, pentru a se evidenția o eventuală caracteristică permanentă a zonei afectate comparativ cu zona martor. După producerea evenimentului, dacă între cele două zone există diferențe este de presupus că acestea se datorează impactului.

4.5.2 Analiza schimbărilor spațiale

Acest tip de analiză se utilizează atunci când există o stație (zonă) martor și mai multe stații (zone) de lucru, cu grade de afectare diferite, dar nu există date comparabile valide, necesare pentru caracterizarea zonei înainte de producerea modificării.

În aceste condiții, pentru comparație pot fi alese alte stații situate în amonte de zona impactată sau distribuite pe același gradient al modificării (ex. creștere graduală a distanței față de sursă).

4.5.3 Analiza schimbărilor temporale

Acest tip de analiză se utilizează atunci când nu există o stație martor deoarece schimbările valorii unui parametru sunt apreciate prin compararea cu date provenite din alte zone cu caracteristici similare, utilizând datele ce descriu situația acestora înainte de producerea perturbării. În acest caz, pentru monitorizarea refacerii sau diluării efectului unui poluant sunt evaluate o stație (zonă) martor, de regulă în amonte de zona afectată și alte zone în aval de aceasta. Măsurarea schimbării poate contribui la înțelegerea unui sistem prin evidențierea interconexiunilor existente între acțiunea antropică și impactul potențial, însă nu stabilește relația “cauză – efect”, impacturile putând fi rezultatul și unor cauze necunoscute.

În aceste condiții, Ciolpan recomandă ca pentru stabilirea relațiilor “cauză – efect” unele caracteristici ale acțiunii, legate de schimbările temporale observate, să fie apreciate și în corelare cu aspecte evidențiate de alte studii.

4.6. Tehnici de inginerie ecologică

Cele mai cunoscute tehnici de inginerie ecologică sunt:

Ameliorarea/regenerarea – revenirea la o stare apropiată de cea anterioară;

Reabilitarea – conversia la o stare preexistentă mai bună decât cea actuală;

Îmbunătățirea – potențarea uneia sau mai multor componente individuale, ale unor părți funcționale sau ale întregului ecosistem;

Mitigarea (compensarea) – eliminarea unor reduceri funcționale;

Crearea – conversia către o structură (1) artificială sau (2) indusă;

Biomanipularea – restaurare cu agenți biologici („sus-jos”/descendent și „jos-sus”/ascendent).

Restaurarea ecosistemelor are următoarele faze:

stoparea degradării,

refacerea componentelor,

refacerea conexiunilor.

Restaurarea complexelor de ecosisteme are următoarele faze:

tratarea sectoarelor neconservate,

conservarea sectoarelor naturale sau seminaturale,

modificarea practicilor de acțiune (exploatare).

CAPITOLUL 5 – MĂSURAREA EMISIILOR POLUANTE

5.1 Delimitare spațială

După dimensiunea lor impactele poluanților pot fi:

punctuale, care se manifestă punctual pe arii de câțiva m2 sau câteva zeci de m2;

locale, care se manifestă în zone limitate pe arii de câțiva km2 sau câteva zeci de km2; se înregistrează, de regulă, în vecinătatea poluatorului și asupra unei populații reduse, fiind conștientizate și asumate atât de populație cât și de autorități;

regionale, care se manifestă în zone însemnate dintr-o țară, mai multe țări (transfrontalier) sau dintr-un continent; impactează un număr mare de indivizi care, de regulă, conștientizează efectele poluării doar ulterior producerii acesteia.

globale care se manifestă la nivelul întregii planete și sunt legate de emisiile de CO2, CH4, NOX și SOX, adică de gaze cu efect de seră.

În mod curent, delimitarea zonelor de impact se face în funcție de concentrația de poluant, măsurată sau estimată. Limita zonei afectate e zona de concentrație mai mică sau egală cu concentrația limită admisă.

5.2 Localizarea surselor

În principiu, poluanții apar în fiecare secvență de flux fiind identificați direct sau indirect, prin măsurare urmând a se stabili calitate și cantitate precum și dacă emisiile sunt continue sau accidentale. Reprezentarea spațială a unui set de date arată poziția geografică, mărimea, starea și direcția de dezvoltare. Aceste date pot fi utilizate pentru construcția unor indicatori de complexitate mai ridicată cum ar fi: distribuția spațială, gradul de fragmentare, ponderea ș.a.

5.3 Stabilirea poluanților

Poluanții ce vor fi monitorizați se stabilesc, de regulă, prin măsurarea in-situ a parametrilor individuali (concentrații, densități ș.a.), prin măsurarea unor parametri globali precum aciditatea, turbiditatea sau conductivitatea și compararea cu date de referință. Aceste decizii se iau pornind de la accesibilitatea științifică și financiară a măsurărilor unui poluant, dar și de la importanța (magnitudinea) impactului generat, costurile procesului de măsurare putând fi un criteriu important de decizie.

5.4 Punctele, domeniul și frecvența de măsurare

5.4.1 Punctele de măsurare

Poziționarea punctelor de măsurare depinde de trei factori determinanți:

poziția surselor de poluare semnificative (majore);

condițiile meteorologice specifice;

morfologia terenului.

Amplasarea optimă a punctelor de măsurare trebuie realizată astfel încât să includă emisia de poluanți de la sursele majore aflate pe traseul de dispersie, să surprindă procesele legate de migrația poluanților pe anumite trasee dar și zonele adiacente ariei lor de acțiune.

Deoarece factorii meteorologici influențează activ procesul de impactare, amplasarea punctelor de măsură trebuie corelată cu poziția surselor majore de poluare, luându-se în considerare, printre altele, condițiile eoliene, precipitațiile și fenomenele de inversiune termică; în cazul în care circulația aerului este redusă se va produce stagnarea poluanților și stoparea dispersiei acestora.

Morfologia zonei este un alt factor important în alegerea punctelor de măsurare deoarece altitudinea și principalele forme de relief determină caracteristicile topoclimatice și căile de migrare a poluanților.

5.4.2 Domeniul de măsurare

Domeniul de măsurare este definit, în principal, de intervalul minim și maxim ce trebuie măsurat dar trebuie să includă limitele admise, de alertă și de alarmă.

Domeniul de măsurare este important deoarece între limita minimă și maximă pot fi diferențe majore de mărime, și, de regulă, un echipament nu le poate măsura pe amândouă.

Criteriile care stau la baza alegerii echipamentelor de măsurare sunt:

să poată detecta cu suficientă precizie poluantul;

să acopere domeniul de măsurare;

modul de măsurare și frecvența să fie în concordanță cu punctele de măsurare;

costurile echipamentului, procesului și mentenanței să fie sustenabile.

Datele măsurate în teren se pot compara cu cele de laborator, pentru stabilirea erorii de măsurare.

În practică, de cele mai multe ori, trebuie făcut un compromis între precizia, frecvența, numărul de puncte de măsurare și costurile echipamentelor de măsură.

5.4.3 Frecvența de măsurare

Pentru orice parametru ce influențează un proces de poluare, frecvența de măsurare trebuie să fie în acord cu dinamica deulării procesului.

Din punctul de vedere al frecvenței de măsurare eșantionarea poate fi:

continuă, pentru procese cu o dinamică rapidă;

periodică, pentru procese de poluare cu dinamică lentă (aplicabilă poluării cronice);

aleatoare, pentru procese de poluare cu dinamică foarte lentă.

CAPITOLUL 6 – PARAMETRI ȘI INDICATORI ÎN PROCESUL DE MONITORING

6.1 Parametri

De regulă, în cadrul unui program de monitoring, pentru fiecare dintre domeniile de interes se identifică parametrii cheie ce trebuie monitorizați și se grupează în funcție de următoarele criterii:

geologice – care indică o posibilă afectare a subsolului sau depozitelor,

fizico-chimice – care indică o posibilă afectare a mediului,

biologice – care indică nivelul productivității mediului,

socio-economice – care indică nivelul presiunii antropice.

Printre domeniile de interes ce pot fi incluse într-un sistem de monitoring ecologic sunt: clima (temperatura, precipitațiile, vântul), hidrologia (debite, potabilitate), calitatea aerului (CO, CO2, CH4, NOx, SOx, CFC, haloni), calitatea apei, calitatea solului, resursele naturale, biodiversitatea, hidrobiologia, activitățile economice și/sau populația umană.

6.2 Indicatori și indici

În practică există diferențe semnificative între condițiile de laborator și situațiile regăsite în teren, în termeni de dimensiune și realism ecologic evaluarea făcându-se prin indicatori sau indici ce formează obiectul monitorizării, definiți ca instrumente de măsurare și evaluare, exprimate prin ținte cuantificabile, care permit compararea performanțelor ecologice realizate (reale) cu valori de referință (ideale). ”Indicatorii și indicii sunt valori calitative și cantitative rezultate din observații și măsurători directe, ce facilitează comunicarea, în cazul cercetării și evaluării stării mediului, printr-un limbaj referențial comun” (Țuțuianu 2006), ”caracteristice unei realități percepută empiric sau perceptiv” (Kurtz, Jackson și Fisher 2001), ”care ne ajută să simplificăm o realitate, să înțelegem sau să justificăm niște relații, să argumentăm o poziție” (Pătroescu și al. 2009) .

Indicatorii de mediu măsoară diferite proprietăți fizico-chimice și/sau biologice evidențiind într-o manieră sistemică relația dintre ecosistemele naturale și acțiunea antropică. Indicatorii de mediu sunt foarte diversificați chiar și în situația în care monitorizează același proces, fiind mărimi utilizate frecvent pentru evaluarea complexă a mediului [Niemeijer și Groot 2008, Moldan, Janoušková și Hák, 2012].

Prin prelucrarea indicatorilor de mediu se obțin indicii de mediu, care se raportează la diferite scări valorice [Bonaiuto, 2003, Sands și Podmore, 2000, Wali, 2010]. De regulă, indicii se obțin din raportul a două valori (diferite) ale aceluiași indicator, fiind expresia mărimii variației spațio-temporală a acestuia. Uzual se exprimă procentual dar se pot utiliza și valori absolute sau medii.

La baza proiectării indicatorilor stau parametri cheie măsurați sau evaluați, astfel:

la ape, măsurători asupra gradului de impurificare cu diferite substanțe utilizându-se indicatori chimici și biologici,

la aer, măsurători privind prezența unor gaze, substanțe solide, hidrocarburi, conținutul în unele elemente chimice, substanțe organice, anorganice, zgomote și vibrații

utilizând indicatori de calitate și indici generali de poluare,

la soluri, măsurători privind stabilitatea, contaminarea cu diferite substanțe, producțiile obținute, diminuarea producțiilor utilizându-se indicatori chimici și fizici ș.a.

la subsoluri, măsurători mineralogice, granulometrice, electrometrice ș.a.

După dimensiunea fenomenelor și proceselor monitorizate indicatorii se clasifică în: globali, naționali, regionali și locali.

După utilitate, clasificarea indicatorilor, poate fi:

de conformitate, când evidențiază modul de îndeplinire a unor ținte prestabilite,

de diagnostic, când identifică cauzele apariției eventualelor perturbații ale sistemelor,

de alarmare precoce, când identifică primele semne de apariție a unor perturbări.

6.3 Categorii de indicatori și indici de mediu

Cele mai cunoscute categorii de indicatori și indici de mediu sunt clasificate după componentele ambientale pe care le monitorizează.

6.3.1 Indicatori și indici de calitatea aerului

Indicatorii uzuali specifici calității aerului sunt, după caz, concentrațiile/cantitățile de: ”gaze cu efect de seră” (CO, CO2, CH4, NOx), gaze cu efect acid (SOx), pulberi în suspensie (inclusiv metale grele), compuși organici volatili (benzen), gaze cu efect asupra ozonului (CFC, haloni) ș.a.

Dintre indicii uzuali specifici calității aerului, îi menționăm pe următorii:

indicele de calitate a aerului – AQI (Air Quality Index), este cel mai utilizat la nivel internațional deoarece permite atât evaluarea nivelului de poluare cât și incidența asupra ecosistemelor naturale și stării de sănătate a populației, evaluând două categorii de noxe:

categoria I – noxe a căror valoare nu depășește CMA în care,

AQI =100*(C/CMA),

categoria II – noxe a căror valoare depășește CMA în care,

AQI =100*(C/CMA)n,

indicii specific și general de calitate a aerului – sunt utilizați la noi în țară și ca sistem de codificare a concentrațiilor înregistrate la nivel național pentru următorii poluanți: SO2, NO2, O3, CO, PM10. Indicele general se stabileste individual pentru stațiile automate din componența Rețelei Naționale de Monitorizare a Calității Aerului, ca cel mai mare indice specific corespunzător poluanților monitorizați. Indicii specifici sunt reprezentați prin numere întregi cuprinse între 1 și 6, respectiv prin 6 culori corespunzătoare fiecărui număr, astfel: excelent (1/verde închis), foarte bun (2/verde), bun (3/verde deschis), mediu (4/galben), rău (5/portocaliu) și foarte rău (6/roșu). (Fig. 20)

Fig. 20 – Grila de interpretare a indicelui specific

Pentru a se putea estima indicele general trebuie să fie disponibili cel puțin 3 indici specifici.

indicele de poluare a aerului – utilizat la noi în țară de Vintilescu (1995) fiind calculat cu formula: Ip = (–1)*100*(C – CMA)/(C + CMA),

6.3.2 Indicatori și indici de calitate a apei

Pătroescu menționează că indicatorii calității apei diferă funcție de tipurile corpului de apă evaluat (subterane, curgătoare, tranziționale, costiere, lacustre, potabile, uzate), folosința propusă sau existentă, sursele de impact, volumele vehiculate și caracteristicile morfohidrografice ale spațiului analizat. De regulă, sunt uzitate cinci mari categorii de indicatori de calitate a apei:

hidromorfologici (nivel, adâncime, debit, dimensiuni ș.a.),

fizici (temperatura, pH, conductivitate electrică, transparență, turbiditate, duritate temporară, permanentă și totală ș.a.) și organoleptici (culoare, miros),

chimici (O2 dizolvat/saturat, CBO5, CCO-Mn/Cr ș.a.), ioni generali (Mg2+, Ca2+, K+, Na+, Mn4+, Fe2+, SO42-, Cl-, HCO3- ș.a.), metale (Pb, Hg, Zn, Cr, Ni, As, Co, Cu, Cd, Ag, Mo, Se ș.a.) și micropoluanți (fenoli, cianuri, hidrocarburi, detergenți, pesticide ș.a.),

biologici (plancton, alge bentonice ș.a.) și eutrofizare (grad de saturație în O2, nutrienți (Ntot și Ptot);

microbiologici (streptococi, stafilococi, coliformi ș.a.).

Literatura de specialitate mai menționează volumul și gradul de epurare al apelor uzate, acoperirea cu sisteme de apă și canalizare, indexul saprobic etc.

Pentru calitatea mediului acvatic literatura de specialitate menționează indicii de:

calitate a apei,

diversitate biologică,

stare trofică,

producere și consum de oxigen prin fotosinteză,

pretabilitate la susținerea comunității biologice sau activităților de recreere,

alcalinitate totală ș.a.

6.3.3 Indicatori și indici de calitate a solurilor

Indicatorii uzuali specifici ai calității solului pot fi împărțiți în trei mari categorii:

fizici, evidențiază gradul de impermeabilizare, infiltrarea și capacitatea de reținere a apei (porozitate, permeabilitate, retenția), structura, textura, stabilitatea, erozivitatea ș.a.,

chimici, evidențiază nivelul de contaminare, dispersia poluanților, necesarul de nutrienți; incluzând indicatori ce vizează substanța organică (C total, organic ori mineral, N total, raportul C/N ș.a.), fertilitatea solului (P, N, K, Mg, S, Ca, B, Zn ș.a.), aciditatea (pH), toxicitatea (metale grele, pesticide ș.a.) și salinitatea (conductivitate electrică, rata de absorbție și ponderea Na ș.a.),

biologici, evidențiază materia biologică activă (C activ, intensitatea respirației ș.a.), diversitatea populațiilor, activitatea biologică ș.a.

Indicatorii de calitate a solurilor trebuie relaționați cu procesele de eroziune naturală (pluvială, eoliană, fizică și/sau chimică), sursele de impact direct și indirect, utilizarea suprafețelor, starea de gleizare/stanogleizare (drenarea, asecarea), declivitatea terenului, excesul de umiditate, rezerva totală de humus, intensitatea poluării, conținutul de CaCO3 ș.a.

6.3.4 Indicatori și indici de zgomot

Cel mai cunoscut indicator de evaluare a zgomotului este nivelul mediu al sunetului. Pentru nivelul de zgomot sunt stabilite limite maxime admisibile în HG nr. 525/1996 (Regulament General de Urbanism), standarde în domeniul transporturilor și construcțiilor ș.a.

De asemenea, viteza sunetului (c), frecvența (f), lungimea de undă (λ) sau amplitudinea sunetului sunt alți indicatori semnificativi ce pot fi utilizați la evaluarea calității mediului.

6.3.5 Indicatori și indici de evaluarea a sistemului de gestionare a deșeurilor

Indicatorii uzuali specifici vizează:

cantitățile de deșeuri evacuate în mediu, pe categorii (urbane, industriale, agricole ș.a.),

structura deșeurilor, pe tipuri de materiale constituente (periculoase, nepericuloase, sticlă, hârtie, metal, plastic ș.a.),

eficiența programelor de eliminare etapizată (recuperare, distrugere, depozitare ș.a.),

impactul asupra mediului.

6.3.6 Indicatori și indici de radioactivitate

Dintre indicatori de radioactivitate literatura de specialitate amintește: cantitatea de radiație, doza absorbită, doza echivalentă și doza efectivă.

6.3.7 Indicatori și indici de biodiversitate

Biodiversitatea este caracterizată prin dezvoltarea diversității pe trei paliere:

specilor (nivelul organismelor terestre),

genetic (nivelul speciilor, populațiilor și indivizilor),

ecosistemic (nivelul comunităților biologice în care trăiesc și ecosistemelor în care se dezvoltă speciile, respectiv interacțiunilor dintre comunități și ecosisteme).

Dintre indicatorii și indicii de biodiversitate în literatura de specialitate se menționează: fragmentarea habitatelor, bogăția în specii, diversitatea, densitatea, raritatea, dominanța, distribuția, variația spațială și temporală, gradul de amenințare, hazarde (gradul de uscare ori defoliere, suprafețe afectate de poluare, secetă ori alte fenomene naturale și antropice ș.a.).

6.3.8 Indicatori și indici peisagistici

Manea (2001), subliniază că impactul antropic este direct proporțional cu mărimea și volumul activităților populației țintă și invers proporțional cu mărimea unității de peisaj afectată, depășind capacitatea de suport a acestuia și, prin urmare, capacitatea de autoepurare și autoreglare.

Modificarea peisajului geografic se poate aprecia cu ajutorul unor indicatori care exprimă dimensiunea intervenției antropice într-un areal.

În literatura de specialitate întâlnim cel mai frecvent următorii indicatori:

naturalitate (raportul dintre suprafața împădurită și suprafața totală),

presiune umană (raportul dintre suprafața total ocupată de clasa de utilizare și ocupare a terenului și numărul de locuitori), prin terenuri agricole, neagricole sau forestiere.

transformare environmentală (raportul dintre suprafețele naturale și cele antropizate), fiind un indicator al ocupării solului și nu al utilizării acestuia,

hemorobie (Tabelul 9)

Tabelul 9

Pătru-Stupariu evidențiază, însă, tendințele extrem de recente în abordarea tipologiei și terminologiei ecologiei peisajului, citând pe Cassattella & Peano (2011) care propun înlocuirea indicilor actuali, utilizați și în literatura de specialitate românească (naturalitate, presiune umană, transformare environmentală ș.a.), cu „indicatori elementari de evaluare a peisajului”. Comasarea și redenumirea propusă de Pătru-Stupariu are la bază analiza rezultatelor feed-back oferite de acești indici, considerate sumare pentru analiza complexă a peisajului.

În acest context, Pătru-Stupariu citează pe Cassattella & Peano (2011) propunând introducerea în analize a cinci noi indicatori peisagistici, de natură:

ecologică (metrică peisagistică/landscape metrics),

ocupare și utilizare a terenului (care includ atât latura statică/actuală cât și cea dinamică/viitoare),

perceptivă (vizuală, socială ș.a.),

istorică și culturală (identitatea locală și teritorială),

economică, cu referire la:

prețul peisajului, respectiv valorizarea și valorificarea acestuia, și

capacitatea de suport la presiunea antropică – turism.

6.3.9 Alte categorii de indicatori și indici ai calității factorilor de mediu

Pentru măsurarea calității factorilor de mediu au fost proiectați diverși indicatori, utilizați pentru monitorizarea unor categorii de probleme specifice, cum ar fi: calitatea vieții, poluarea olfactivă [Bănuță, 2010], utilizarea terenurilor [EEA 2007], poluarea electromagnetică [Shafer, 2001], poluarea luminoasă [Oahn și Heng 2005] ș.a.

În literatura de specialitate, pentru domeniul geoecologic se mai menționează indicii ecometrici climatici: excedent/deficit de umiditate, indicele pluviotermic (indicele de ploaie Lang), indicele K (bilanțul convențional al umidității), tetraterma lui Mayr, indicele hidrotermic, indicii de ariditate ș.a.

Obs. Ecometria este o ramură a ecologiei, având ca scop identificarea valorilor cantitative, fizic măsurabile, necesare la determinarea tipurilor de legături relaționale existente între structuri biotice și factori de mediu într-un sistem, utilizată și în analize geoecologice.

Calculul indicilor ecometrici climatici se face utilizând relații matematice simple, care evidențiază raportul dintre doi indicatori climatici, de regulă: temperatura și precipitațiile.

6.4 Raportarea la referințe

6.4.1 Calitatea factorilor de mediu

În analiza calității factorilor de mediu se utilizează compararea valorilor rezultate din monitorizare cu valori de referință, de regulă maxime admise. Literatura de specialitate denumește aceste valori de referință concentrații maxime admise (CMA), valori limită (VL), limite maxime admise (LMA) ori praguri; valorile sunt prevăzute prin acte de reglementare, aprobate în baza unor cercetări științifice, și au scopul eliminării, prevenirii ori reducerii efectelor dăunătoare asupra sănătății umane sau componentelor ambientale.

De regulă, depășirea valorilor limită necesită aplicarea unor corecții ce constau în înlăturarea sursei perturbatoare, adoptarea unor măsuri reparatorii și/sau sancționarea poluatorului, după principul ”poluatorul plătește”.

6.4.2 Calitatea peisajului

În analiza calității peisajului se utilizează diferite metode, cele mai uzuale fiind:

peisajul obiectiv, regăsit în literatura de specialitate a școlii de geoecologie sovietică, care pune accent pe corelația dintre factori fizico-chimici și suportul pedo-biotic. Caracteristica principală a abordării sovietice o reprezintă eliminarea din analiză a factorului uman și al construcțiilor antropice, acestea luând ca referință doar nivelul peisajului obiectiv, respectiv teritorii naturale virgine, dificil de identificat în realitate,

peisajul subiectiv, regăsit în literatura de specialitate a școlii de geoecologie franceze, care are ca referință subiectivismul percepției și conexiunilor acestuia cu latura filozofică, artistică și istorică a peisajului.

Obs. cercetătorii francezi a adus contribuții semnificative în dezvoltarea holistică a geoecologiei care se referă la peisajul perceput, peisajul trăit/ vivant (ex. spațiul geografic și istoric al țărilor române) sau peisajul creat (ex. grădini, parcuri ș.a.).

peisajul mixt, regăsit în literatura de specialitate a școlii de geoecologie anglo-saxone, care pune accent pe abordarea mixtă ( cu referințe științifice și subiective), introduce clarificări de ordin calitativ (taxonomic și tipologic) și cantitativ (scara de valorificare socio-economică a peisajului). Caracteristica principală a abordării anglo-saxone o reprezintă introducerea unor noțiuni precum analiza peisajului, arhitectura peisajului, peisajul natural, urban, suburban și cultural.

Patch – Corridor – Matrix (Parcela – Culoar – Matrice) – PCM

Conform lui Troll, ecologia peisajului are ca scop studiul relațiilor de cauzalitate dintre biotă (comunitățile vii) și mediu, structurate peisagistic sub forma unui mozaic.[Troll, 1971, citat de Wu, 2006] Definind astfel ecologia peisajului, Troll acceptă faptul că mediul are caracter vag deoarece arealul are trăsături neuniforme.

Turner (1990, 2001, 2005), îmbunătățește definiția dată de Troll postulând faptul că, în definirea ecologiei peisajului analiza trebuie să se concentreze pe „înțelegerea interacțiunilor reciproce dintre eterogenitatea spațială și procesele ecologice”. Astfel, Turner schimbă termenul „mediu”, considerat vag, cu termenul eterogenitate spațială, relevând practic importanța realizării unei cuantificări a repartiției neuniforme a trăsăturilor existente într-un areal peisagistic.

Termenul de eterogenitate se asociază unui model conceptual denumit Patch – Corridor – Matrix model (PCM), care conceptualizează arealele sub forma unor mozaicuri compuse dintr-un număr de elemente fundamentale denumite Parcele (Patch), discrete ori continue.

Preluând din literatura de specialitate, Stupariu definește elementele modelului PCM astfel:

patch / parcelă sau pată – ca „o suprafață având un caracter enviromental relativ omogen la o anumită scară și ale cărui/cărei margini sunt caracterizate de o discontinuitate environmentală abruptă” [Kotliar & Wiens, 1990 citat de Mc Garigal, 2002] fiind element fundamental,

corridor/culoar – ca „o zonă liniară ce diferă în conținut și structură”[Forman, 1995 citat de Botequilha Leitao ș.a., 2006], fiind element de legătură sau transfer,

matrix/ matrice – elementul dominant al peisajului din arealul geografic analizat.

6.5 Sisteme de clasificare a indicatorilor

Indicatorii trebuie să surprindă întregul lanț cauzal, drept pentru care, în practică, se grupează mai mulți indicatori pentru a realiza o „fotografie” relevantă a impactului unei acțiuni antropice.

Un grup de mai mulți indicatori/indici care participă la caracterizarea unei acțiuni antropice formează un set sau sistem de clasificare. Sistemul de clasificare trebuie să asigure flexibilitate ridicată deoarece indicatorii ce caracterizează acțiunea antropică pot să dețină o importanță diferită, funcție de elementele care doresc a fi evidențiate.

Un astfel de sistem de clasificare este sistemul utilizat pentru a descrie relațiile dintre cauzele și efectele problemelor Declanșatori/ Presiune/ Stare/ Impact/ Răspuns (D.P.S.I.R.).

Sistemul DPSIR implică existența unui impact, generat de acțiunea unui factor pertrurbator asupra unui sistem aflat într-o stare de echilibru (climax), care conduce la apariția unei stări noi a sistemului. În cazul în care această nouă stare diferă semnificativ de starea normală este necesar un răspuns adecvat, care poate fi: (1) natural, prin autoreglarea componentelor, sau (2) antropic, printr-o intervenție umană, având ca efect diminuarea impactelor și/sau revenirea componentelor până la un nivel acceptabil. DPSIR este flexibil deoarece nuanțe diferite ale analizei de mediu pot să genereze importanțe diferite ale indicatorilor de stare, presiune ori răspuns, în funcție de ce se dorește a fi evidențiat.

Obs. Indicatorul număr de exploatări / regiune este considerat indicator de stare dacă se analizează doar activitatea, respectiv indicator de presiune dacă se analizează doar impactul activității asupra mediului, după cum este direcționată analiza.

Astfel, după sistarea activității, revenirea factorilor de mediu la o stare de climax se poate face natural, prin ameliorare/regenerare, ori antropic, prin acțiuni de reabilitare, îmbunătățire, mitigare, creare sau biomanipulare, după caz.

6.6 Delimitarea spațiului geografic (geomorfologic)

Considerând o regiune în dimensiunea sa geografică, diferită de regiunea naturală sau umană, ca un sistem unitar, aceasta poate fi descompusă în subsisteme în care fiecare dintre elementele componente reprezintă un alt sistem, dar aflat la un nivel mai detaliat de analiză.

În literatura de specialitate franceză, analizele geoecologice utilizeză noțiunile de (1) unitate geosistemică precum și a subunitățile acesteia (2) geofacies și (3) geotop. Lazăr menționează că Brunet, utilizând scara geomorfologică a lui Cailleux și Tricart, a formulat un principiu de organizare a spațiului geografic (Fig. 21) în care zona, domeniul și regiunea sunt nivele taxonomice superioare, iar geosistemul, geofaciesul și geotopul nivele inferioare, astfel:

zona, reprezintă o unitate taxonomică de nivel superior, de rangul I, caracterizată de neoomogenitate datorată discontinuităților dintre diferite componente constitutive (asociată marilor ansambluri climatice și terestre cum ar fi zona temperată);

domeniul, reprezintă o unitate de nivel superior, de rangul II, caracterizată printr-o poziționare intrazonală și neomogenitate, individualizat după particularități morfo-climatice (ex. domeniul carpatic, alpin, mediteranean etc.),

regiunea, reprezintă o unitate de nivel superior, de rangul III, caracterizată prin omogenitate teritorială și o mare complexitate spațială a reliefului (ex. regiunea transilvană, panonică, delta etc. având suprafețe cu grad mare de fragmentare al reliefului, complexitate geologică specifică ce favorizează diferiți factori ambientali),

geosistemul, reprezintă o unitate taxonomică de nivel inferior, de rangul I, caracterizată de faptul că ia în considerare dinamica complexului geografic pe suprafețe individualizate cu extindere spațială cuprinsă între sute și zeci de km2 (ex. masive muntoase, depresiuni compuse din diferite subsisteme de rangul II cum ar fi: tipuri de păduri, soluri etc.),

geofaciesul, reprezintă o unitate taxonomică de nivel inferior, de rangul II, caracterizat de faptul că ia în considerare dinamica complexului geografic în sectoare omogene cu fizionomie proprie, la nivel local, pe suprafețe cu extindere spațială între km2 și m2 (ex. păduri montane de rășinoase, câmpii de cernoziom, deplasări de grohotișuri etc.),

geotopul, reprezintă cea mai mică unitate taxonomică de nivel inferior, cu rangul III, caracterizată de faptul că ia în considerare dinamica complexului geografic în sectoare foarte omogene, cu extindere spațială de ordinul m2 (ex. versanți adăpostiți, taluzuri alunecate, pajiști expuse, locuri de deversare etc.).

Obs. Gradul de omogenitate al unităților taxonomice crește invers proporțională cu scara de nivel/rang geomorfologic.

Fig. 21 – Delimitarea spațiului geografic

În literatura de specialitate anglo-saxonă se delimitează unitățile taxonomice pe criterii de funcționalitate și valorificare antropică, făcând din peisaj o noțiune operațională, în care există o corespondență între fizionomia peisajului și conținutul acestuia.

Baciu menționează clasificarea lui Christian și Stewart (1953), care împarte peisajul în „land units” și „land systems”, astfel:

unitatea elementară de peisaj, definită pe baza omogenității fizionomice ca o suprapunere a un anumit tip de înveliș, antropic sau natural, peste un suport geomorfologic (ex. un taluz împădurit cu Molid, cu scop antierozional, așezat pe culmea unui povârniș),

sistemul peisagistic, definit ca un areal în care se repetă, într-o succesiune logică, unități elementare de peisaj (ex. peisaj rural aparținător unui spațiu etnografic tradițional din satele din Țara Hațegului, Țara Oașului, Țara Moților etc.).

În literatura de specialitate românească bazele delimitării (regionării) geografice au fost stabilite de Mehedinți, Brătescu și Mihăilescu, care au formulat principiile ce stau la baza regionării în unități fizico-geografice în care delimitarea spațiului geografic se referă integrator și geoecologic la fizionomia, structura și dinamica unității geosistemice.

La rândul său, Mac stabilește că sistemul taxonomic este compus din peisaj (similar regiunii), geocomplex (similar geosistemului), geofacies și geotop.

Pentru delimitarea spațială a perturbărilor antropice de cele naturale într-un sistem geoecologic, Lazăr recurge la teoria biorhexistaziei a lui Erhart, respectiv la evoluția perturbării în raport cu starea de climax (relativă stabilitate a biocenozei și o legătură cu clima și solul).

Conform acestei teorii, geosistemele pot fi grupate după potențial:

biostazie, au potențial ecologic relativ stabil, în echilibru cu exploatarea biologică, structura nemodificată semnificativ, nivel redus al activități antropice și fără o dinamică regresivă și ireversibilă, putând reveni la starea inițială relativ ușor; cuprind ansambluri cu suport ecologic stabil și manifestare nesemnificativă a proceselor geomorfologice, în care evoluția este generată de acțiunea agenților și proceselor biogeochimice naturale,

rhexistazie, au potențial ecologic instabil, în dezechilibru cu exploatarea biologică, structura modificată esențial prin activități antropice și o dinamică regresivă, în unele cazuri fiind chiar ireversibilă revenirea la starea inițială,

parastazie, au potențial ecologic în dezechilibru major cu exploatarea biologică, un grad ridicat de modificare a componentelor ambientale prin activități antropice semnificative și constante, o dinamică ireversibilă la starea inițială chiar și după încetarea activității antropice o perioadă îndelungată de timp. Parastazia e caracterizată prin lipsa sau prezența sporadică a elementelor naturale, putând fi prezente doar câteva componente abiotice (ex. învelișul litologic sau edafic).

6.6 Factori geoecologici

Fără a fi limitativ, principalii factori geoecologici analizați sunt:

6.6.1 Relieful

Componenta morfometrică (amplasament)

a.1 Elemente favorabile:, unghi de taluz mic (pantă de versant redusă), altitudine joasă, expunere la radiația solară ș.a.

a.2 Elemente defavorabile: unghiuri de taluz mari (pantă de versant abruptă), amplasarea la atitudini ridicate ș.a.

Componenta structurală

b.1 Elemente favorabile: câmpie, depresiune, podiș, vale cu terase, fâșie litorală joasă ș.a.

b.2 Elemente defavorabile: munte, stâncărie, cheu, defileu, canion, fâșie litorală înaltă ș.a.

Componenta geologică/ mineralogică

c.1 Elemente favorabile: bogăție de substanțe minerale utile (s.m.u.), continuitate a stratelor ș.a.

c.2 Elemente defavorabile: condiții geologice complexe, sărăcie în s.m.u., discontinuitate a stratelor ș.a.

Componenta dinamică (versant și albie)

d.1 Elemente favorabile: suport vegetal solid, impermeabilitate hidraulică, drenaj natural, albie majoră ș.a.

d.2 Elemente defavorabile: lipsa suportului vegetal, crăpături și fisuri, tasări, alunecări de teren, torente, șiroiri, revărsări, blocaj hidraulic ș.a.

6.6.2 Aerul

Componenta energetică

a.1 Elemente favorabile: radiația solară, expunerea

a.2 Elemente defavorabile: schimbarea climatică

Regimul termic

b.1 Elemente favorabile: pozițiția geografică, radiația calorică, circulația curenților de aer

b.2 Elemente defavorabile: schimbarea climatică, urbanizarea, deșertificarea, altitudinea

Regimul precipitațiilor

c.1 Elemente favorabile: scurgerea naturală, pânza freatică, calitatea solurilor

c.2 Elemente defavorabile: umezeala solurilor, utilizarea suprafețelor,

Regimul meteorologic

d.1 Elemente favorabile: roua, ceața, briza, circulația atmosferică

d.2 Elemente defavorabile: vânt, grindina, chiciura, poleiul, viscolul

6.6.3 Apa

Regimul curgerii râurilor

a.1 Elemente favorabile: scurgerea naturală, potențial hidroenergetic

a.2 Elemente defavorabile: umezeala solurilor, revărsări și inundații

Lacuri

b.1 Elemente favorabile: potențial de resurse, turism

b.2 Elemente defavorabile: industrie, locuire

Ape subterane

c.1 Elemente favorabile: scurgerea naturală, potențial geotermal, sărurile minerale

c.2 Elemente defavorabile: aciditatea, discontinuitatea, adâncimea, presiunea, salinitatea

6.6.4 Biota

a.1 Elemente favorabile: vegetația, evapo-transpirația, materii prime și materiale

a.2 Elemente defavorabile: umiditatea, temperatura, lumina, sărăcia minerală, gazele cu efect de seră

6.6.5 Învelișul de soluri (componenta edafică)

a.1 Elemente favorabile: stabilitatea, lucrabilitatea, umiditatea, fertilitatea, biomasa

a.2 Elemente defavorabile: instabilitatea, ariditatea, sărăturarea, argilizarea

6.6.6 Componenta antropică

a.1 Elemente favorabile: așezări rurale, număr redus de locuitori și activități economice

a.2 Elemente defavorabile: urbanizare, defrișare, desțelenire, consum intensiv de resurse

CAPITOLUL 7 – TEHNICI DE INVESTIGARE

7.1. Tehnici de investigare geochimică, mineralogică și petrografică

7.1.1 Analize ale sedimentelor neconsolidate și pulberilor

a. Facilități de laborator

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități de laborator:

arenite neconsolidate – site de inox cu vibrator standard,

silturi și lutite – cilindrii de decantare, hidrometre, bazin izoterm,

veselă specifică, balanță electronică, etuvă, dispersanți, ș.a.,

program pentru analiza granulometrică,

b. Parametri măsurați

C, Md, K, M, σ ș.a.

aero/hidro-dinamici de transport,

c. Modelul aparaturii de laborator (titlu informativ)

7.1.2 Analize chimice pentru minerale și roci hibride

a. Facilități de laborator

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități de laborator:

calcimetru (determinări simultane volumetrice, substanțe organice, colorar ș.a.)

cuptor de combustie (determinarea carbonului organic total);

linie de preparare pentru:

impregnare cu rășini colorate sub vid,

amprente secvențiale pe celuloid,

reacții de colorare (sulfați, dolomit, calcit magnezian/ferifer ș.a.),

b. Parametri măsurați

dizolvarea,

porozitatea efectivă,

ciclurile de productivitate,

roci/cimenturi carbonatice în diferite tipuri de rezervoare,

c. Modelul aparaturii de laborator (titlu informativ)

7.1.3 Analize de catodoluminiscență

a. Facilități de laborator

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități de laborator:

analizor de catodoluminiscență;

pompa de vid;

linie de preparare a probelor;

b. Parametri măsurați

diageneza rocilor carbonatice și siliciclastice,

aria sursă a particulelor;

cinematica cristalizării mineralelor,

cimentostratigrafie,

paleohidrologie,

c. Modelul aparaturii de laborator (titlu informativ)

7.1.4 Analize privind incluziuni fluide

a. Facilități de laborator

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități de laborator:

microscop,

dispozitiv micro-termometrie,

linie de preparare a plăcuțelor cu incluziuni,

vase pentru azot lichid,

b. Parametri măsurați

mediile și fluidele diagenetice;

barometria și micro-termometria evoluției rocilor;

c. Modelul aparaturii de laborator (titlu informativ)

7.1.5 Analize privind fluorescența ultravioletă (UV)

a. Facilități de laborator

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități de laborator:

microscop,

blocuri de filtre,

epi-fluorescența,

fotocelula de reflectivitate,

cameră foto,

b. Parametri măsurați

bioturbații,

activități microbiene,

polen, spori,

c. Modelul aparaturii de laborator (titlu informativ)

7.1.6 Analize mineralogice și petrografice

a. Facilități de laborator

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități de laborator:

microscop în lumină polarizată,

cameră foto,

b. Parametri măsurați

structura rocilor,

c. Modelul aparaturii de laborator (titlu informativ)

7.1.7 Analize de microspectrometrie

a. Facilități de laborator

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități de laborator:

spectrometru,

b. Parametri măsurați

analiza spectrală,

reflectanța mineralelor și vitrinitului,

c. Modelul aparaturii de laborator (titlu informativ)

7.1.7 Analize de microfotografiere

a. Facilități de laborator

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități de laborator:

cameră digitală,

b. Parametri măsurați

imagini cantitative și calitative,

reflectanța mineralelor,

c. Modelul aparaturii de laborator (titlu informativ)

7.2 Tehnici de investigare a calității apei

7.2.1 Măsurarea carbonului organic total dizolvat

a. Facilități de măsurare

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități:

detector,

b. Parametru măsurat

carbon organic total,

c. Modelul aparaturii (titlu informativ)

7.2.2 Măsurarea hidrogenului / azotului dizolvat

a. Facilități de măsurare

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități:

analizor,

b. Parametru măsurat

H2, N2,

c. Modelul aparaturii (titlu informativ)

7.2.3 Măsurarea oxigenului dizolvat

a. Facilități de măsurare

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități:

controler,

b. Parametru măsurat

O2, O3,

c. Modelul aparaturii (titlu informativ)

7.2.4 Măsurarea diferitelor substanțe dizolvate

a. Facilități de măsurare

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități:

spectrometru portabil Hach – DR 2800,

b. Parametru măsurat

130 substanțe (Al, As, Ba, Bo, Cd, Cu, I, Fe, Mo, N, ș.a.)

c. Modelul aparaturii (titlu informativ)

7.2.5 Măsurarea diferitelor substanțe dizolvate

a. Facilități de măsurare

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități:

colorimetru portabil Hach – DR/820,

b. Parametru măsurat

20 substanțe (Al, As, Br, Cl, Cd, Cu, Mn, Fe, Mo, P, ș.a.)

c. Modelul aparaturii (titlu informativ)

7.2.6 Măsurarea turbidității

a. Facilități de măsurare

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități:

turbidimetru portabil Hach – 2100Q,

b. Parametru măsurat

turbiditatea

c. Modelul aparaturii (titlu informativ)

7.2.7 Măsurarea acidității

a. Facilități de măsurare

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități:

pH-metru portabil sensION-1,

b. Parametru măsurat

turbiditatea

c. Modelul aparaturii (titlu informativ)

7.2.8 Laboratoare mobile

a. Facilități de măsurare

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități:

Laborator portabil Hach – CEL/820

Laborator portabil Hach – DREL 2800

b. Parametru măsurat

120 substanțe,

100 teste/20 parametri

c. Modelul aparaturii (titlu informativ)

7.3 Tehnici de investigare a calității solului

a. Facilități de măsurare

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități:

Analizor portabil

Trusă portabilă

b. Parametru măsurat

100 teste/20 parametri de sol

c. Modelul aparaturii (titlu informativ)

7.4 Tehnici de investigare specifice

Așa după cum a fost prezentat mai sus, pentru realizarea analizelor necesare calculării indicatorilor/indicilor caracteristici ai componentelor apă și aer, există o gamă foarte diversificată de echipamente portabile și fixe performantă, care permit măsurarea parametrilor in-situ simplu și precis, fără să necesite activități de o complexitate ridicată. Pentru parametri ce necesită lucrări de laborator există protocoale bine stabilite și standarde de lucru, aplicate de laboratoare acreditate.

Alte date referitoare la indicatorii de mediu sunt furnizate de diferite tipuri de organizații, centralizarea acestora făcându-se, de regulă, de către Agenția Națională de Protecția Mediului.

În acest context vom prezenta, pe scurt, câteva considerații legate de parametri specifici unor construcții miniere speciale (deponee, halde, iazuri de decantare), de interes în monitorizare:

morfometrici: sfericitatea, elongația, aplatizarea, modulul, mediana ș.a.

fizici: greutatea specifică, umiditatea, unghi de frecare, coeziunea, porozitatea, comportarea la inghet/dezghet ș.a.

geometrici: înălțimea, unghiul de taluz, suprafața platformelor, amprenta la sol ș.a.

topografici: încadrare geografică, cote și diferențe de nivel, altitudine ș.a.

geologici: compoziția, alterarea, morfologia, seismicitatea ș.a.

hidro-climatici: extinderea rețelei hidrografice, cantitatea de precipitații, temperatura ș.a.

Aferent acestor parametri se vor analiza indicatori/indici specifici care concură la aprecierea stării de stabilitate a construcțiilor în context geoecologic.

7.4.1 Indicatori morfometrici

a. Facilități de măsurare

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități:

granulometru,

microscop în lumină polarizată, lupă binoculară, șubler

b. Parametri măsurați (fig. 20)

granulometrici,

c. Modelul aparaturii

d. Analiza morfometrică

Evaluarea formei granulelor printr-o valoare numerică se face măsurând:. sfericitatea, gradul de apropiere a clastelor de forma unei sfere, elongația (alungirea), dezvoltarea unidirecțională a granulelor și aplatizarea, dezvoltarea granulelor pe două direcții.

Fig. 20 – Diametrele unui granul detritic (Anastasiu și Jipa, 1983, citat de Răducă)

Principalele formele ale particulelor sedimentare sunt prezentate în Fig. 21.

Fig. 21 – Categorii morfometrice (după Zingg, 1954, citat de Răducă)

Totalitatea colțurilor și muchiilor unei particule sedimentare formează conturul. (Fig. 22).

Fig. 22 – Comparator vizual morfometric

(după Anastasiu și Jipa, 1983, citat de Răducă)

Răducă subliniază că, termeni precum conglomerat, gresie, siltit și argilă au semnificație litologică, subordonată, în timp ce termeni precum psefit, psamit, aleurit ori pelit și rudit, arenit, silt ori lutit indică doar categorii granulometrice, indiferent de structura petrografică sau starea de consolidare a rocii.

În practică, categoriile granulometrice principale sunt pietriș, nisip, silt (praf) și argilă, termenii granulometrici rezultând din terminologia rocilor detritice. (Tabelul 10)

Tabelul 10

Pentru încadrare, Răducă recomandă scara granulometrică Udden-Wentworth (Tabelul 11).

Tabelul 11

În Figura 23 se prezintă un model de diagramă a compoziției granulometrice.

Fig. 23 – Model de diagramă a compoziției granulometrice (STAS 1913/5-85)

Folosind echipamente de laborator de tip granulometru laser pentru efectuarea investigațiilor se pot obține și alți parametri/indici granulometrici, cum ar fi:

modulul (Mo), ce reprezintă clasa cu cea mai mare frecvență,

mediana (Md), ce reprezintă dimensiunea particulelor din axa ce împarte în mod egal distribuția granulometrică;

Indicii granulometrici corespunzători sunt:

deviația standard σ (sortarea), dispersia distribuției în jurul valorii medii. (Fig. 24)

Fig. 24 – Comparator vizual al sortării (după Anastasiu., 1988 citat de Răducă)

clasticitatea C, dimensiunea maximă a granulelor.

Pentru identificarea tipurilor granulometrice siliciclastice și de tranziție Răducă recomandă diagrama ternară – Shepard, în care: 1 – nisip, 2 – nisip siltic (prăfos), 3 – nisip lutitic (argilos), 4 – nisip lutito-prăfos, 5 – silt (praf), 6 – silt nisipos, 7 – silt lutitic (argilos), 8 – silt argilo-nisipos, 9 – lutit (argilă), 10 – lutit (argilă) nisipos, 11 – lutit (argilă) prăfos și 12 – lutit. (Fig 25)

Fig. 25 – Diagramă ternară (după Shepard, 1954 citat de Răducă)

7.4.2 Indicatori topografici

a. Facilități de măsurare directă

Fără a fi limitativ, în funcție de tipul analizelor se utilizează următoarele facilități:

stație totală,

GPS,

ruletă,

b. Parametri măsurați (fig. 20)

unghiuri de taluz,

deplasări verticale și orizontale

cote, topografia terenului,

lungimi,

c. Modelul aparaturii

d. Analiza topografică

Topografia este un element de bază în investigarea caracteristicilor și arhitecturii unei construcții miniere, indiferent că analizăm lucrări miniere de suprafață ori de subteran, halde de steril ori deșeuri miniere precum și iazuri de decantare, prin:

încadrarea poziției exacte în contextul geografic,

stabilirea dimensiunilor, volumului, pantelor, diferențelor de nivel necesare în analize de migrație a fluidelor, stabilitate, integrare și interpretare a datelor geofizice, probare sistematică (mineralogică, geochimică), prin puncte referențiate într-un sistem topografic.

Alte metode mai moderne sunt reprezentate de măsurători prin sondaj electric vertical (SEV) ori prin tehnica interferometriei radar (InSAR).

7.4.2 Indicatori geofizici (stabilitate)

a. Facilități de analiză indirectă

Pentru estimarea stabilității la alunecare a taluzelor, se poate folosi un program de calcul specializat – SLOPE/W-5. Acest produs software folosește teoria echilibrului limită având următoarele posibilități de analiză:

I. Metode de calcul:

Fellenius,

Bishop,

Janbu,

Spencer,

Morgenstern – Price,

Echilibrul limită generalizat,

Efort element finit,

II. Geometria & stratificația:

soluri diverse,

strate impermeabile/ parțial imersate,

strate cu grosimi variabile și discontinuități,

strate cu fisuri din tensiuni,

III. Suprafețele de alunecare:

circulare,

specificate,

IV. Presiunea apei din pori:

linie piezometrică specificată pentru fiecare tip de material,

coeficientul Ru al presiunii apei din pori,

conturul presiunii apei din pori,

V. Proprietățile materialelor:

coezive (C, ),

necoezive (C = 0),

impermeabile,

dense,

VI. Forțe aplicate:

forțe și suprasarcini diverse,

berme aval,

ancore,

geotextil,

încărcări seismice.

SLOPEE/W-5 lucrează cu două ecuații pentru factorul de stabilitate: echilibrul de forte și echilibrul de momente. Pentru analiza efectivă, efortul tangențial este definit conform relației:

s = c’ + (u – u) tg ’

în care:

s – efortul tangential,

c’– coeziunea,

u – efortul normal,

u – presiunea apei din pori,

’– unghiul de frecare internă.

În teoria echilibrului limită se pornește de la următoarele considerente:

materialul analizat se comportă după relația Coulomb–Mohr,

factorul de siguranță F este identic pentru toate fâșiile.

În cazul echilibrului de momente, suma momentelor fâșiilor față de un punct comun este:

Wx –Smk–Nf +Wek [Dd]Aa = 0

iar factorul de siguranță este:

În cazul echilibrului de forțe, suma forțelor pe o direcție orizontală, pentru toate fâșiile, este:

iar factorul de siguranță este:

Pentru determinarea stabilității taluzurilor amonte, SLOPE/W-5 foloseste ca date de intrare:

caracteristicile geotehnice ale materialelor ce alcătuiesc taluzurile amonte:

greutatea volumetrică γ, (18,00÷20,20)[KN/mc],

unghiul de frecare internă φ, (7÷14),

coeziunea c, (2÷22)[Kpa],

curba de infiltrație trasată prin puncte,

tipul de analiză, după direcția de alunecare (dreapta/stanga sau stanga/dreapta)

tipul de metodă de calcul (Bishop, Janbu, Fellenius ș.a.)

planurile de tangență și zona centrelor suprafețelor circulare de alunecare,

Fără a fi limitativ, cele mai frecvente metode de calcul a stabilității taluzelor, sunt:

Fellenius (directă),

Bishop (simplificată),

Janbu (simplificată).

Simularea fenomenului de alunecare (fig. 26) pornește de la câteva ipoteze:

în taluzul unei halde (trepte) poate să apară un Corp de Alunecare (CA) cu o secțiune circulară, care, în anumite condiții, alunecă dealungul acestei suprafețe circulare,

alunecarea poate să aibă loc în prisme (blocuri) succesive, începe cu prisma de la picior (bază) și continuă spre creasta taluzului,

alunecarea se produce când momentul forțelor generate de greutatea prismei la care se adaugă greutatea apei interstițiale învinge momentul generat de forțele de frecare din suprafața de alunecare.

Fig. 26 – Ipoteza alunecării taluzului unei halde

Coeficientul de siguranță (Ks) trebuie interpretat în legatură cu importanța construcției și pericolul potențial generat de alunecarea haldei către obiective limítrofe și se calculează pentru echilibrul static normal și în stare de saturație precum și pentru echilibrul influențat de o miscare telurică (seismică), caracteristică zonei în care este localizata construcția.

Metoda de lucru

Conform ipotezelor de calcul considerate, suprafața CA se împarte, funcție de linia taluzului și de modificarea tangentei curbei de asezare, în mai multe prisme pentru care se măsoară mărimile geometrice caracteristice: grosimea (b), înălțimea (h), unghiul de înclinare (ά), lungimea de așezare pe cercul de alunecare (L) și înălțimea nivelului freatic (hw).

Elementele geometrice și formulele de calcul, pentru fiecare dintre cele trei metode uzuale, sunt prezentate în figurile 27, 28 și 29.

Fig. 27 – Calculul stabilității haldelor după Fellenius

Fig. 28 – Calculul stabilității haldelor după Bishop

Fig. 29 – Calculul stabilității haldelor după Janbu

b. Parametri și indicatori

C’ – coeziunea (tensiune efectivă, kN /m2)

Ф’ – unghiul de frecare internă (grade)

Ү – greutatea specifică a terenului (kN/m3 )

Υw – greutatea specifică a apei (9,8 kN/m3)

h – înălțimea prismei pe axa mediană (m)

hw – înălțimea nivelului hidrostatic, pe același plan vertical (m)

ά – unghiul bazei prismei în raport cu linia orizontală, pozitiv sau negativ (grade)

b – lățimea (grosimea) prismei,

L = b/cosά – lungimea bazei prismei,

W – greutatea specifică a prismei/ml de taluz (kN/m)

z – înălțimea nivelului apei în linia ipotetică de rupere la tracțiune (m),

R – raza cercului care generează suprafața de alunecare (m),

z/3 – înălțimea de localizare a forței de tractiune Q (m),

Q = ½ үwz2(a/R) – forța de tracțiune pe linia de desprindere a CA de pe taluz, dacă geometria CA nu este complet circulară,

a = R – z/3 – bratul fortei Q în raport cu centrul cercului de alunecare,

coeficientul de stabilitate Ks (Fs).

La un depozit de steril trebuie verificate stabilitatea naturală a terenului de fundare (patului), atunci când acesta este înclinat, capacitatea portantă a patului și taluzurilor (bermelor) și capacitatea de drenare a apei din corpul depozitului.

Având în vedere că terenului de bază a depozitelor este format, de cele mai multe ori, din formațiuni geologice neconsolidate, suprafața de alunecare poate să penetreze patul, să disloce terenurile slabe și să formeze contactul dintre formațiunea acoperitoare și roca de bază. De aceea este necesar ca haldele de steril ori depozitele de minereu să fie evaluate cu celeritate asupra posibilităților de formare a suprafețelor de alunecare complexe, mai ales dacă acestea sunt amplasate pe un teren de fundare înclinat.

Deformațiile ce apar în interiorul masivului sau versanților, de la fisuri abia vizibile până la alunecări sau curgeri de material, reprezintă indicii privind procesul incipient de pierdere a stabilității taluzurilor. De aceea, studiul deformațiilor constituie sursa principală de informații pentru prognoza practică a stabilității, iar metodele de calcul se aleg în funcție de poziția patului (orizontal sau înclinat) care reprezintă un factor determinant de inițiere.

c. Alte facilități de analiză prin măsurători directe

c.1 Interferometria radar prin satelit –InSAR

Prin această tehnică este posibilă măsurarea cu precizie milimetrică a deplasărilor verticale și orizontale ale terenului, în puncte care reflectă semnalul radar către un senzor instalat pe un satelit care orbitează în jurul Pământului, la o altitudine cuprinsă între 500 și 800 de kilometri. Intervalul de măsurare interferometrică variază între 11 și 46 de zile, în funcție de tipul satelitului purtător de senzori receptori.

Metoda de lucru

În plan orizontal, fiecare senzor operează o frecvență (bandă) diferită:

Senzorii în banda X, au o rezoluție ridicată, permit o precizie de măsurare mai mare, adâncimea de penetrare a vegetației este redusă iar influența atmosferică este semnificativă pe suprafețe mari dar nesemnificativă pe suprafețe reduse, precum haldele și iazurile de decantare,

Senzorii în banda C, au o rezoluție și o precizie centimetrică, adâncimea de penetrare în vegetație considerabilă și sunt relativ imuni la efecte ionosferice și atmosferice,

Senzorii în banda L, au cea mai scazută rezoluție, însă adâncimea de penetrare este maximă, similară celei GPS, dar senzorii sunt afectați uneori de efecte ionosferice.

În plan vertical, deformarea terenului poate fi exprimată cu precizie milimetrică datorită numărului limitat de reflectori radar naturali dintr-un pixel, care contribuie la măsurare. Mișcarea relativă a reflectorilor este măsurată prin diferențe de frecvență Doppler, de fiecare dată când senzorul trece deasupra țintei.

Precizia cu care aceste ținte pot fi identificate în spațiu este limitată de rezoluția pixelului.

Cu metoda InSAR se poate măsura mișcarea unor puncte (ținte) radar cu precizie milimetrică, chiar dacă poziția absolută nu se cunoaște decât cu precizie metrică (datorită limitării impuse de dimensiunea pixelului).

c.2 Sondajul electric vertical (SEV)

Pentru stabilirea topografiei inițiale a unui areal pe care a fost amplasată o construcție de tipul haldelor de steril ori iazurilor de decantare, și/sau estimarea volumului de material depus se poate apela la investigarea geofizică de tip SEV, prin evidențierea distribuției spațiale a contactului dintre construcție și terenul natural.

Metoda de lucru

Astfel, stațiile SEV sunt dispuse în profil longitudinal și mai multe profile transversale, pentru a putea caracteriza distribuția rezistivității formațiunilor depozitului. Dispunerea stațiilor de măsurare se face sub forma unei rețele (grid), de regulă cu distanța de 10 m între noduri.

Cu datele obținute în urma măsurătorilor se pot genera secțiuni de rezistivitate aparentă, atât paralele cât și perpendiculare, cu ajutorul unui program de calculator. (Fig. 30, 31)

Fig. 30 – Exemplu de reprezentare 3D (Surfer -Golden Softwear)

Fig. 31 – Exemplu de secțiune geologică – SEV

Utilizând datele de rezistivitate aparentă se poate delimita contactul dintre materialul depus și terenul natural, evidențiindu-se paleo-topografia inițială a terenului, existentă înainte de construcția depozitului, iar prin realizarea diferenței dintre rețeaua suprafeței topografice și profilului paleo-topografiei fundamentului se calculează volumul depozitului.

c.3 Magnetometria

Magnetometria este o metodă care măsoară distribuția intensității câmpului geomagnetic cu ajutorul unui OhmMapper (rezistivimetru cuplat capacitiv) care măsoară proprietățile electrice ale solului și rocii.

Metoda de lucru

Față de SEV metoda nu mai utilizează electrozi ci doar o rețea de cabluri coaxiale conectate la un transmițător și/sau mai mulți receptori. Colectarea datelor se face în

profile, pseudosecțiuni sau rețele 3D.

O altă variantă a metodei o reprezintă Ground Penetrating Radar (GPR) prin care se obțin date de înaltă rezoluție datorită frecvențelor înalte utilizate (80-1500MHz). În această variantă, o undă electromagnetică este emisă de o antenă transmițător și penetrează solul cu o viteză ce este determinată de permitivitatea materialului din depozit suferind fenomene de reflexie, refracție și/sau difracție la contactul cu obiecte ce au proprietăți electrice diferite de mediul ambiant. Undele reflectate către suprafață sunt captate de către o antenă receptoare, înregistrate pe un mediu de stocare digital și interpretate cu ajutorul programelor softwear, rezultatele oferind detalii cu privire la caracteristicile mediului penetrat. Datorită parametrilor măsurați gradul de ambiguitate este ridicat dar interpretarea integrată cu alte date crește considerabil atât volumul cât și corectitudinea calculelor pentru:

trasarea limitei de contact cu terenul natural,

evaluarea volumetrică a materialului depus,

evidențierea structurii interne a depozitului, a zonelor stratiforme sau monodirecționale,

evidențierea modului de circulație a fluidelor prin corpul depozitului,

măsurarea unor parametri geochimici și anomaliilor acestora ș.a.

c.4 Metoda GIS (Geographic Information System)

GIS reprezintă un sistem informatic geografic, sub forma unei colecții de date geografice (baze de date) stocate pe suport analogic sau digital și administrate, de regulă, cu ajutorul calculatorului. Modalitatea de prezentare este harta analogică ori digitală, adică un model al terenului realizat la scară pe suport material, în varianta analogă, ori hartă electronică, în varianta digitală. Având în vedere modul de stocare și prezentare achiziția datelor se poate face prin:

GPS;

scanare cu laser și satelitară,

măsurări fotogrammetrice,

radar;

camera de luat vederi,

măsurări topografice,

digitizare (pentru hărți, planuri).

Fără a fi limitativ, o aplicație GIS include baza de date spațială (harta digitală) și programul (softwear) care lucrează cu aceasta, proiectându-se și dezvoltându-se astfel:

se stabilesc unitățile geografice și atributele relevante care urmează să fie monitorizate,

se alege modelul de bază de date;

se definește utilizatorul aplicației,

se definesc funcțiile principale ale aplicației;

se stabilesc informațiile de ieșire și modul de prezentare al hărții.

Harta digitală integrată se obține prin suprapunerea stratelor de informații de ieșire peste harta fizică morfologică a terenului. (Fig. 32)

Fig. 32 – Exemplu de suprapunere a stratelor de informații GIS

7.4.3 Indicatori geografici

7.4.3.1 Indicator de naturalitate

a. Definiție

Este raportul dintre suprafața împădurită și suprafața totală a unității geografice considerate

b. Formulă de calcul

IN = Spădure / STotală

Obs. În procente exprimă indicele de naturalitate.

c. Descriere

Acest indicator exprimă prezența pădurii în arealul analizat și nu starea naturală a acesteia, care este un aspect foarte dificil de cuantificat. Ionescu și Săhlean [citați de Necșuliu, 2007 și Pătru-Stupariu, 2012-2013] prin corelare cu gradul de afectare a echilibrelor ecosistemice, au stabilit următoarea clasificare a peisajelor:

cu echilibru ecologic apropiat de cel inițial (> 0,6),

cu echilibru ecologic relativ stabil (0,45 – 0,6),

cu echilibru ecologic slab afectat (0,3 – 0,45),

la limita echilibrului ecologic (0,2 – 0,3),

cu echilibru ecologic puternic afectat (0,1 – 0,2),

cu echilibru ecologic foarte puternic afectat (< 0,1).

7.4.3.2 Indicatori de presiune umană

a. Definiție

Set de indicatori care apreciază intensitatea activităților antropice (umane) exercitat prin diferite moduri de ocupare și utilizare a terenurilor:

presiunea umană prin modul de utilizare și ocupare a terenurilor,

presiunea umană prin terenuri agricole,

presiunea umană prin păduri (domeniul forestier).

a.1 Presiunea umană prin modul de utilizare și ocupare a terenurilor

a.1.1 Formulă de calcul

Pclasă = Sclasă / Nlocuitori [ha/loc]

a.1.2 Descriere

Acest indicator este o reflecție a variației unității de suprafață a „categoriei de terenuri” considerate în studiu raportată la numărul de locuitori, exprimată, de regulă, prin ha/loc, și nu are legătură cu cresșterea ori descreșterea densității populației („presiunea”) exercitată de acei locuitori. Indicatorul reflectă, deci, modul în care populația dintr-un teritoriu își exercită presiunea asupra mediului prin intermediul acelei „categorii de teren”.

a.2 Presiunea umană prin terenuri agricole

Pa = Sa / Nlocuitori [ha/loc]

Se pot menționa următoarele teritorii în funcție de valorile Pa:

Obs. Valoarea medie la nivel național este 0,68 [ha/loc] în timp ce pe județe media se situează între 0,5-1,4 [ha/loc]. [după Pătru-Stupariu, 2012-2013]

a.3 Presiunea umană prin forestie

Pf = Sf / Nlocuitori [ha/loc]

7.4.3.3 Indicatori de transformare environmentală

a. Definiție

Acest indicator reprezintă raportul dintre suprafețele naturale și suprafețele antropizate.

Obs. Mediul antropizat reprezintă arealul supus unor modificări antropice în care se păstrează structura mediului natural, omul și activitățile antropice fiind integrate armonios în acesta (ex. așezări rurale izolate montane, din deltă ș.a.), în timp ce în Mediul antropic arealul a fost complet sau aproape complet modificat (orașe, sate, terenuri agricole ș.a.).

b. Formulă de calcul

b.1 [Maruszczak și Pietrzak, 1998, citați de Armaș și Manea 2002, Pătru-Stupariu, 2012-2013]

Itre = S(pădure + pajiști) / Sconstruită

b.2 [Manea, 2003 citat de Pătru-Stupariu, 2012-2013]

Itre = Spădure / S(agricolă +construită)

b.3 [Dumitrașcu, 2006 citat de Pătru-Stupariu, 2012-2013]

Itre = S(pădure + pajiști+acvatica) / S(construită+arabil+vii+livezi)

Obs. suprafața construită include și rețeaua de transport (șosele și căi ferate)

c. Descriere

Acest indicator reprezintă, permite adaptarea în funcție de intervenția antropică cu cel mai mare impact, indicând gradul de ocupare al terenului și nu modul de utilizare al acestuia. Valoare lui crește direct proporțional cu preponderența mediului natural în fața mediului antropic, valorile subunitare indicând un nivel de antropizare puternică în timp ce valorile supraunitare preponderența mediului natural.

Obs. Valorile apropiate de valoarea unitară „1” indică un echilibru fragil [după Pătru-Stupariu, 2011]

7.4.3.4 Capacitatea de suport

a. Definiție

Acest indicator reprezintă nivelul optim de utilizare a unui ecosistem, respectiv „capacitatea unui ecosistem de a asigura sănătatea organismelor concomitent cu menținerea productivității, adaptabilității și posibilității de a se reface”. [după UNEP citat de Pătru-Stupariu, 2012-2013]

Valorizarea și valorificarea unui teritoriu din punct de vedere geoecologic, în arii protejate, se referă la menținerea nealterată a valorii ecologice și peisagistice.

Aprecierea valorii acestui indicator se poate face în baza definiției date de World Tourism Organisation (WTO): „numărul maxim de persoane ce pot vizita o destinație turistică simultan (în același timp) fără să cauzeze degradarea (distrugerea) mediilor fizic, economic, social ori cultural precum și o scădere inacceptabilă a calității satisfacției vizitatorilor”[după Smaranda, 2008, citat de Pătru-Stupariu, 2012-2013]

Astfel, capacitatea de suport este descrisă prin doi indicatori:

a. CS1 – „Intensitatea folosirii”

a.1 Definiție

Acest indicator evidențiază nivelul potențial de suprasolicitare a peisajului, ca resursă naturală, datorită presiunii exercitate de numărul sosirilor de turiști în arealul analizat.

a.2 Formulă de calcul

CS1 = Nsosirilor de turiști / Sareal [turiști/ha]

b. CS2 – „Impactul social”

b.1 Definiție

Acest indicator evidențiază capacitatea de suport raportată la resursa umană rezidentă în areal.

b.2 Formulă de calcul

CS2 = Nsosirilor de turiști / Npopulației rezidente [turiști/locuitor]

7.4.3.5 Artificializarea peisajului

a. Definiție

Artificializarea peisajului exprimă mărimea intervenției antropice înregistrate într-un teritoriu.

b. Formulă de calcul

Ar = (Santropică / Steritoriului)*100 [%]

c. Descriere

Artificializarea peisajului poate fi:

„artificializarea topografică a reliefului”, când exprimă modificări abrupte în peisaj prin intervenții antropice precum: rambleu/debleu, excavare/depunere, nivelare/tasare, depozitare necontrolată a deșeurilor, rampe de gunoi ș.a. [Ioja, 2008, citat de Pătru-Stupariu, 2012-2013]

„artificializarea hidrologică”, când exprimă modificări abrupte în peisaj prin intervenții antropice precum: regularizări, modificări hidrice, devieri, diguri, canale, irigații ș.a.

„artificializarea vegetației”, când exprimă modificări abrupte în peisaj prin intervenții antropice precum înlocuirea completă a vegetației naturale cu vegetație hibridizată.

CAPITOLUL 8 – CONCEPEREA UNUI SET DE INDICATORI SPECIFICI

Așa cum s-a prezentat, există un mare număr de indicatori utilizați în analizele ecologice.

În același timp geoecolgia reprezintă o abordare geografică a studiilor de ecologie, la diferite scări spațiale în care școala românească, reprezentată de Mehedinți, Brătescu și Mihăilescu, pune bazele delimitării (regionării) geografice în unități fizico-geografice ce se referă integrator și geoecologic la „fizionomia”, „structura” și „dinamica” unității geosistemice.

Din punct de vedere spațial, subdiviziunile geografice ale unității geosistemice regionale sunt:

Geosistemul, care corespunde unui complex teritorial bine individualizat și unde accentul se pune pe dinamica de ansamblu a acestuia,

Geofaciesul, care insistă asupra fizionomiei peisajului și

Geotopul, care este ultimul nivel al scării spațiale.

De regulă, geosistemul ia în considerare complexul geografic și dinamica acestuia, ocupând suprafețe de la câteva zeci de km2 până la sute de km2, geofaciesul va reflecta trăsăturile ansamblului local și va corespunde unei zone omogene, caracterizată printr-o fizionomie proprie, a cărui extindere spațială va fi mai redusă (unu la zeci de km2), în vreme ce geotopul va reprezenta cel mai mic nivel de analiză (sub un km2). Gradul de omogenitate al fiecărei unități geosistemice (taxonomice) crește invers proporțional cu creșterea scării de analiză, iar modul de încadrare a peisajelor se face în conformitate cu Anexa 1.

Analiza geosistemică în abordarea problemelor ecologice necesită, deci, cunoașterea prealabilă a structurii geosistemului, prof. M. Nicoară identificând câteva tipuri de informații care ar trebui categoric monitorizate din punct de vedere ecologic: emisii în aer, niveluri de zgomot, descărcări în ape, extracția apelor subterane, calitatea apei potabile, producerea sau prelucrarea deșeurilor, volumul de apă uzată generat, contaminarea solului, consumurile de energie și materii prime, transportul substanțelor periculoase, accidente/incidente cu eliberare semnificativă de poluanți, contaminare cu substanțe radioactive, emisii de radiații, utilizarea terenurilor, utilizarea fertilizatorilor, pesticidelor sau mâlului rezultat din epurarea apelor uzate precum și construcția șoselelor.

În același timp, prof. M. Nicoară menționează că problematica monitoringului ecologic este universală și include atât componenta biologică cât și geofizică, propunând împărțirea făcută de profesorul și academicianul I.P. Gherasimov, astfel:

monitoring bioecologic (sanitar-igienic, toxicologic), care include urmărirea influenței mediului înconjurător asupra stării de sănătate a omului,

monitoringul geoecologic (geosistemic și natural-economic), care include urmărirea modificării sistemelor naturale și transformării acestora din cauze natural-tehnice,

monitoringul biosferei, include urmărirea evoluției parametrilor biosferei la scară globală.

Fără a fi limitativ, pentru prezentul studiu prezintă interes Monitoringul Geoecologic [conform împărțirii academicianului I.P. Gherasimov citat de Nicoară, 2009], setul de indicatori selectați și propuși pentru perimetrele miniere cu activitatea restructurată este compus din:

a) Indicatori geografici:

b) Indicatori geofizici

stabilitatea,

geometria,

granulometria materialelor,

volumul,

circulația fluidelor,

structura terenului de fundare,

seismicitatea

c) Indicatori geochimici

aciditatea,

concentrația de poluanți/contaminanți,

d) Indicatori hidrogeologici

complexitatea geologică,

complexitatea hidrogafică,

e) Indicatori topografici

topografia perimetrului,

altitudinea,

f) Indicatori climatici

regimul precipitațiilor,

regimul vânturilor.

CAPITOLUL 9 – STUDIU DE CAZ

9.1 Considerații generale

Pentru testarea indicatorilor selectați s-a ales ca studiu de caz Cariera Călimani, jud. SV, cu referire la situația înregistrată înainte de începrea oricăror activități de închidere și ecologizare.

Zăcămintele de sulf din munții Călimani sunt situate, administrativ, pe teritoriul comunei Șarul Dornei, în extremitatea sud-vestică a județului Suceava, la limita cu județele Harghita și Mureș.

Accesul către cariera Călimani se poate face pe C.F.N. Suceva-Dej, gara Vatra Dornei și șoseaua Vatra Dornei-Călimani (45 km), precum și pe drumul nemodernizat Toplița-Călimani (35 km).

Exploatarea minieră Negoiu Românesc – Pietricelu a generat una dintre cele mai mari cariere din țară – cariera Călimani, perimetrul minier fiind amplasat chiar în interiorul calderei vulcanice a masivului muntos, în imediata vecinătate a rezervației „Jnepeniș cu Pinus cembra”, din zona de protecție strictă a Parcului Național „Călimani”.

Prin activitățile antropice desfășurate în cariera Călimani, au fost dezechilibrate habitate:

alpine – pajiști și jnepenișuri,

forestiere – păduri de molid și mixte molid/zâmbru, rariști de molid, jneapăn,

acvatice – pânza freatică, ape pluviale, cursuri de apă,

edafice – stratele de soluri, copertă vegetală.

Surse ale dezechilibrelor s-au înregistrat în toate etapele de exploatare pornind de la pregătirea terenului și până la sistarea activității (decopertă, rambleu/debleu, defrișări, exploatare, prelucrarea minereului, depunerea sterilului/minereului în halde/deponezite, transport, administrativ ș.a.). Ca urmare a acestor dezechilibre au apărut efecte asupra ecosistemelor cu rol de protecție hidrologică și antierozională (jnepenișuri, păduri), în special, prin eroziune eoliană, pluvială, transportul de aluviuni și funcționalitatea ecosistemelor acvatice.

9.2 Considerații geo-morfologice

Haldele de steril rezultate în urma activității miniere sunt amplasate pe versanții masivului Călimani,

Formațiunile geologice în care s-a dezvoltat exploatarea aparțin eruptivului intrusiv (diorite, microdiorite, porfirite, microgabrouri) și eruptivului efuziv (andezite cu amfiboli și piroxeni, andezite bazaltice, piroclastite și aglomerate, tufuri și lave vulcanice puternic alterate și caolinizate – Rocă Albă Silicioasă),

Morfologic, zona se caracterizeaza printr-un relief muntos, acoperit de paduri si cu altitudini de 1400-1800 m , versantul Nordic al Muntilor Calimani, ce coboara lin spre Depresiunea Dornelor,

Parametrii caracteristici ale haldelor din Negoiu Românesc–Pietricelu cum ar fi: compoziția mineralogică, gradul de alterare, umiditatea, proprietățile fizico-mecanice sunt similare, fiind diferite configurația geometrică și modul de gestiune a apei pluviale.

9.3 Considerații climatice și hidrologice

a. Climatul

Climatul este de tip montan – înalt cu următoarele valori medii multianuale :

temperatura minimă -26,70C (decembrie–februarie)

temperatura medie anuală 0,50C

temperatura maximă 24,20C (iulie–august)

b. Cantitățile de precipitații

Cantitățile medii și extreme înregistrate la stația meteo Călimani în perioada 1990 – 2001 au fost:

precipitații anuale

minimă 381 l/mp ( anul 1994)

media 611,5 l/mp

maximă 1190,2 l/mp ( anul 2001)

precipitații lunare

minima 1,6 l/mp ( octombrie ,anul 1995)

media 100 l/mp

maxima 220,3 l/mp ( septembrie ,anul 2001)

cantitate max./24h 61,6 l/mp la data de 11.08.2001.

c. Rețeaua hidrografică

Zona este brăzdată de o rețea hidrografică densă (1,5–2 Km/Km2), principalele cursuri de apă aparținând bazinului hidrografic al Negrii Șarului:

Neagra,

Puturosu, cu afluenții Pietricelu I, Pietricelu II, Retitiș, Pârâul Alb,

Valea Pinului,

Dumitrelu (sau Șaru Dornei).

d. Seismicitatea zonei

Amplasamentul haldelor din Calimani se incadreaza în zona „F„ de seismicitate, conform zonării seismice a teritoriului României, zonă căreia îi corespunde gradul 6 MKS de seismicitate, pentru care se adoptă coeficientul seismic Ks = 0.08.

9.4 Considerații geofizice

Activitățile antropice desfășurate pentru exploatarea zăcământului de sulf din Călimani au generat cca. 33.790.000 mc de steril, depozitat între anii 1975-1985, odată cu avansarea lucrărilor miniere, în 4 halde situate la cca. 500 m distanță de carieră.

Configurația geometrică a celor 4 halde Parametrii corpului ipotetic de alunecare sunt prezentați în Tabelele 12.1 și 12.2.

Materialul depozitat reprezintă descoperta zăcământului precum și sterilul rezultat din lucrările de deschidere și pregătire ale carierei.

Parametri fizico-mecanici ai materialelor din depozite sunt în Tabelul 13.

Tabelul 12.1

Tabelul 12.2

Tabelul 13

9.5 Considerații privind stabilitatea

Studiul geotehnic realizat în anul 2002, după cca. 10 ani de la sistarea activității miniere, evidențiază că:

terenul nu a fost decapat înainte de haldare, suportul (fundamentul) fiind alcătuit dintr-o formațiune deluvială (argilă gălbuie), într-un raport de 30–40% și roca magmatică masivă, într-un raport de 60–70%, din suprafață, cea ce are ca efect o bună ancorare pe rocile stâncoase (andezite, andezite alterate),

datorită utilizării explozivilor pe toata durata de construcție a depozitelor, la distanțe reduse față de acestea, s-au produs creșterea gradului de compactare, reducerea golurilor interstițiare, scăderea presiunii apei din corpul depozitelor și diminuarea volumului,

depunerea liberă în halde a determinat o clasare gravitațională a sterilului, supragabariții și materialul grob a migrat spre bază, materialul fin a ramas în treimea superioară a taluzului, rezultând o bază filtrantă și o zonă superioară, constituită din material mai fin, cu o oarecare impermeabilitate (dupa ploi, pe platforma haldelor se poate constata fenomenul de baltire temporară), ce face ca apa să nu se acumuleze în corpul haldelor.

Indicatorii de stabilitate, calculați conform metodologiei prezentate pentru fiecare dintre cele patru depozite, sunt prezentați în Tabelul 14.

Tabelul 14

Conform normelor în vigoare, coeficientul minim de siguranță la stabilitate a taluzelor haldelor de steril, pentru clasa IV de importanță, trebuie să aibă o valoare ks≥1,20.

Pentru zona “F” de seismicitate (conform zonării seismice a României) se recomandă un coeficient seismic kseismic=0,08.

Concluzii

Haldele de steril sunt stabile la limită din punct de vedere geomecanic, beneficiind de factorii de favorabilitate prezentați. Diagrama de stabilitate globală fiind prezentată mai jos:

Apariția fenomenelor de șiroire sau ravenare, generate de eroziuni dinamice ale apelor din precipitatii, nu este similară pierderii stabilității geomecanice a haldelor, dacă este construită pentru a rezista acestor efecte. Eliminarea acestor fenomene se poate realiza simplu dirijând apele din precipitații și descarcându-le în afara haldelor.

Ca urmare a fenomenelor favorabile și a modului de construcție, au crescut continuu coeziunea și stabilitatea haldelor, alunecările locale (ravene, ogașe, urme de șiroiere) fiind rezultatul exclusiv al efectelor dinamice provocate de scurgerea apelor din precipitații și nu de pierderea stabilității.

În cuva carierei Călimani, actiunea dinamică a apelor din precipitatii va continua să genereze aluviuni prin erodarea taluzelor, până la obținerea echilibrului natural. Cuva carierei are însă rolul unui decantor al apelor care spală treptele acesteia, deoarece aici se depune natural faza solidă, iar apa limpezită este drenată în afara perimetrului prin tunelul de bază existent.

9.5 Considerații privind vegetația

Caracterizarea acoperirii cu specii de plante s-a făcut pe elementele de relief antropic generate din cauze natural-tehnice (activităților minier), avîndu-se în vedere:

vf. Negoiul Românesc, care domină celelalte forme de relief, fiind un masiv decopertat până la roca vulcanică, bogată în oxizi de fier, are un relief în trepte și ocupă cca. 88 ha din cele cca. 344 ha cât ocupă perimetrul minier cu activitate restructurată;

cuva carierei ocupă 27,7 ha, având taluzuri alcătuite din rocă albă silicioasă (RAS) și diferiți compuși ai sulfului, un relief în trepte care se continuă până pe vf. Negoiu Românesc aflat în imediata vecinătate;

platformele haldelor corespund celor patru terenuri haldate cu material rezultat din descopertă (Ilva-Dumitrelu) și steril de procesarea a minereului de sulf (Pinu și Puturosu), au forma unui relief ondulat, cu multe microdepresiuni, ocupă o suprafață de cca. 32,2 ha, din care prezintă interes haldele Ilva-Dumitrelu (11,5 ha), Puturosu (10,9 ha) și Pinu (8,9 ha), având o vizibilitate mai mare în peisajul general;

taluzurile haldelor ocupă o suprafață mai mare decât a platourilor, pe care le continuă (54 ha). Halda Pinu prezintă interes având urme ale unor antrenări masive de material din depozit;

la baza haldelor Puturosu și Pinu există geotopuri cu vegetație inițială pe suprafețe mici, mai ales în partea inferioară a carierei, dar care fac trecerea către geofaciesurile limitrofe.

perimetrul afectat de construcții (31 ha) deși pare că ocupă o suprafață apreciabilă, nu prezintă un interes deosebit pentru distribuția vegetației respectiv ca geofacies.

există zone deranjate de infrastructura de transport și rețeaua de evacuare a apelor (canale, diguri, podețe, bazine, etc.) care ocupă cca. 50 ha din perimetrul minier.

În ceea ce privește vegetația instalată, aceasta se dezvoltă neuniform în aria vf. Negoiul Românesc – vârf stâncos unde s-au păstrat resturi de substrat inițial al comunităților specifice geofaciesurilor alpine (Empetrum nigrum, Vaccinium gaultherioides, Juncus trifidus ș.a).

Pe versanții din N și V, favorizat de substratul bogat în oxizi de fier, există într-o formă incipientă un covor vegetal, fragmentat pe alocuri de drumurile construite, spre deosebire de versantul din S unde se observă o porțiune cu RAS în care sunt amestecați diferiți compuși cu sulf, și unde, cu excepția unor smocuri izolate de Deschampsia flexuosa, nu a început procesul de reinstalare a vegetației. Pe versantul din E însă, fiind favorizat de substratul cu oxizi de fier dar și de faptul că este protejat de vânturile reci din N, se dezvoltă tufe de Salix silesiaca și o holdă de Epilobium angustifolium (cca. 15 mp).

Cuva carierei se prezintă ca o suprafață concavă în care se adună și, mai apoi, tranzitează printr-un tunel apele pluviale ce se scurg de pe versanții din E și S ai vf. Negoiul Românesc. Acestea dizolvă și transportă compuși ai sulfului, potențial toxici. În acest context, ținând cont și de mobilitatea substratului cu granulație fină (rocă albă silicioasă – RAS), dezintegrată prin procese succesive de îngheț/dezgheț, dezvoltarea biotei este relativ dificilă, fiind încă o arie evitată de „colonizatori”, dar păstrează o fizionomie spectaculoasă. Chiar și în aceste condiții, specii care populează limita din S și SV a carierei tind să creeze condiții de viață stabile.

Platformele haldelor prezintă o dezvoltare neomogenă a covorului vegetal, aceasta fiind puternic influențată de conținutul sterilului depozitat în fiecare dintre halde.

Astfel, platformele Ilvei, Dumitrelului și Pinului prezintă o diversitate medie a speciilor comparativ cu platforma haldei Puturosu.

Pentru primele trei halde, vegetația se distribuie în așanumitele „microdepresiuni” formate încă de la depunerea sterilului, unde retenția de apă este mai mare iar microrelieful protejează biota împotriva vânturilor puternice.

Taluzurile haldelor sunt, în general, slab vegetate datorită compușilor sulfului antrenați de apele din precipitații, ce se scurg pe versanți, care fac dificilă reinstalarea și/sau creșterea acestora, dar izolat se observă exemplare de Picea abies și smocuri de specii erbacee (Deschampsia flexuosa, Epilobium angustifolium), care dovedesc existența unui potențial natural de refacere.

În cazul molidului geofaciesul este puternic modificat.

În zona din S a taluzului haldei Pinu, acolo unde au fost depozitate cantități semnificative de material bogat în sulf, cât și pe taluzul haldei Puturosu, există suprafețe încă nevegetate.

Ariile cu vegetație inițială se cantonează către extremitatea din E a perimetrului minier, având ca limită pârâul Puturosu. Aceste arii sunt caracterizate prin pâlcuri de pădure de molid, în care stratul muscinal este foarte bine dezvoltat. Întrucât acestea se situează la baza haldelor Puturosu și Pinu, dezvoltarea vegetației pornind de la acest ecotop este lentă. Astfel, Picea abies, se regăsește la baza haldei Pinu și fosta incintă industrială, amonte de baza haldei Puturosu și pe versantul din N, unde se întinde către interiorul perimetrului minier și baza haldei Dumitrelu.

În aceste condiții, pentru reinstalarea vegetației forestiere sunt foarte importante geotopurile în care molidul s-a reinstalat, deja, pe parcursul celor 15 de ani, reprezentând cca. 50% din suprafața vf. Negoiul Românesc. Acestea sunt: porțiunea inferioară a taluzului haldei Pinu, bazele versanților din E, din V (în totalitate), din S (parțial), platforma haldei Ilva și Dumitrelu, platforma haldei Pinu cât și deasupra incintei industriale (perturbată de activitatea minieră). Se observă, evident, că geotopurile potențial toxice sunt limitate ca vegetație: porțiunea superioară a taluzului din S a haldei Pinu, platforma și taluzul haldei Puturosu și cuva carierei.

În mod asemănător, Vaccinium myrtillus evită porțiunea superioară a taluzului haldei Pinu, halda Puturosu, cuva carierei și versantul din S al vf. Negoiul Românesc, în timp ce spre baza taluzului haldei Pinu, unde panta este mică, este demarat procesul de reinstalare a afinului. Acoperire mare cu afin se înregistrează și pe curmătura (șaua) dintre vf. Negoiul Românesc și vf. Pietricelu, unde există o fâșie cu vegetație inițială râmasă de pe timpul exploatării, asociată cu Pinus mugo și Rhododendron myrtifolium. Pe versanții din E, V și N al vf. Negoiul Românesc se observă o acoperire cuprinsă între 10-50%, iar de pe versantul din E coboară către baza haldei Puturosu, unde face legătura cu porțiuni de vegetație inițială din zona de E a carierei.

În cazul speciei Deschampsia flexuosa situația se prezintă puțin diferit, distribuția prezentându-se sub forma a trei zone distincte:

– o zonă principală, situată pe versanții din NE a vf. Negoiul Românesc și platforma haldei Pinu (până în porțiunea superioară a taluzului acesteia);

– o zonă secundară situată la baza versantului din V ce se întinde pe curmătura (șaua) ce leagă vf. Negoiul Românesc de vf. Pietricelu și către platformele haldelor Ilva și Dumitrelu;

– o zonă terțiară (cu extindere mai redusă), ce cuprinde un pâlc în partea sudică a cuvei carierei, porțiunea situată între principalul drum de acces și curmătura dintre vf. Negoiu Românesc și vf. Pietricelu.

Trebuie remarcat că, există o specie, Salix silesiaca, care preferă ariile unde predomină substrate bogate în oxizi de fier, existând trei nuclee concentrate în jurul Negoiului Românesc:

pe versantul nordic, spre platou și puțin spre porțiunea superioară a taluzului haldei Pinu,

pe fâșia care desparte drumul principal de acces de incinta industrială,

pe versantul sudic al Negoiului Românesc.

Trebuie remarcat faptul că există o specie, Salix silesiaca, care preferă ariile unde predomină substrate bogate în oxizi de fier, existând trei geotopuri masate în jurul masivului vf. Negoiul Românesc:

pe versantul din N, platforma și zona superioară a taluzului haldei Pinu,

pe versantul din S,

pe fâșia care desparte drumul principal de acces de fosta incintă industrială.

De asemenea, reinstalare bună cu vegetație (cca. 10-25%) se mai observă și în geotopurile din incinta socială, versantul din V al vf. Negoiul Românesc, platforma haldei Dumitrelu, dar și în zone dificile, cum ar fi taluzul și bermele din S ale cuvei carierei.

Specia Pinus mugo preferă altitudini mai mari (1650-1850m), așa cum este baza versantului din N al vf. Pietricelu, baza haldei Ilva, versantul din NV a vf. Negoiul Românesc, unde se păstrează atât structura geofaciesului (comunitățile inițiale), cât și geotopuri cu populații nou instalate în perioada de 15-20 ani, așa cum sunt treptele de pe versantul din E al vf. Negoiul Românesc, platforma haldei Pinu și zona industrială, ce a fost dezafectată la sistarea activității.

Se poate observa că principalele specii care participă la refacerea naturală a vegetației, instalate în geotopuri (<100 ha) din perimetrul exploatării miniere Călimani, cu activitate restructurată, sunt: molidul, afinul, salcia căprească, jneapănul, merișorul, mesteacănul ș.a.

Pentru tipurile de macrohabitate caracteristice geofaciesurilor identificate în Parcul Național Călimani, se apreciază grade conform scării Grabherr (1997), în funcție de activitățile natural-tehnice inventariate și impactul acestora asupra vegetației (ca urmare a vizionărilor in-situ) corelat cu informațiile existente în literatura de specialitate: accesibilitatea terenurilor, valoarea economică, densitatea populației impactul antropic, pătrunderea animalelor domestice/pășunat, activități culturale ș.a. Astfel, pentru întreaga suprafață a parcului natural Călimani, E. Cenușă (2010) apreciază gradul general de hemerobie la valoarea 6.02 (inclusiv lucrările miniere), ceea ce corespunde unui nivel de antropizare „moderat alterat-seminatural”, confirmat și de diagrama de naturalitate a principalelor geofaciesuri, întocmită pe parcursul prezentului studiu, prezentată în diagrama de mai jos.

În urma cercetării realizate, se poate concluziona că, prin urmărirea indicatorilor geoecologici propuși abordarea problemelor de monitorizare a perimetrelor miniere cu activitate restructurată se simplifică foarte mult, deoarece geoecolgia minieră reprezintă o „abordare geografică” a impactului activităților extractive la diferite „scări spațiale”, delimitate în unități fizico-geografice ce se referă integrator la „structura”, „fizionomia (peisajul)” și „dinamica” principalelor unități geosistemice, în cazul de față:

regiunea Munților Călimani,

geosistemul Parcului Național Călimani,

geofaciesurile macrohabitatelor forestiere, și

geotopurile generate în fosta exploatare minieră.

Declanșarea în a doua jumătate a secolului trecut a exploatărilor miniere la zi, pentru obținerea sulfului, a reprezentat, așadar, o provocare deosebită pentru regiunea munților Călimani, geosistemul și geofaciesurile sale forestiere aferente masivelor Negoiul Românesc și Pietricelu. Practic pe o suprafață de peste 300 ha, acestea au fost perturbate, ca urmare a lucrărilor de defrișare, decopertare, excavare, transport și haldare ș.a., rezultând terenuri degradate cu diferite niveluri de stabilitate, hemerobie și toxicitate doar în diverse geotopuri din fosta exploatare minieră dar cu modificări moderate la nivel de geofaciesuri, speciile forestiere fiind aproape de potential sau de starea naturală, ori cu impact complet istoric.

Urmare a cercetărilor întreprinse și a prelucrării unui volum important de date, culese înainte de execuția oricăror lucrări de ecologizare, a rezultat că:

prin coroborarea informațiilor cu caracter peisagistic cu cele specifice activităților miniere considerate cu potențial de pericol, s-a putut evidenția comportarea întregii game de sisteme, în perioada de la sistarea activității și până la începerea unor noi activități antropice (1993-2009), respectiv reabilitarea unor arii puternic antropizate,

după sistarea lucrărilor, terenurile exploatării miniere au fost spălate de precipitații, astfel încât, în mod natural, pe substratele geologice cu un conținut mai redus de sulf s-a declanșat succesiunea vegetației forestiere, favorizată fiind de bogăția diasporelor, de existența unor cantități variabile de sol forestier amestecat în materialul haldat și de nivelul ridicat al precipitațiilor din regiune,

deosebit de important pentru reinstalarea vegetației sunt geotopurile/geofaciesurile în care molidul și afinul s-a instalat în acestă perioadă și unde înregistrează acoperire de până la 50%: porțiunea inferioară a taluzului haldei Pinu, baza versantului estic, versantul vestic în totalitate și parte din cel sudic al Negoiului Românesc, platforma haldei Ilva și Dumitrelu, platforma haldei Pinu cât și zona perturbată de deasupra incintei industriale,

geotopurile care sunt, încă, slab vegetate sau nevegetate datorită potențialului de toxicitate sunt: porțiunea superioară a taluzului din S a haldei Pinu, platforma și taluzul haldei Puturosu și cuva carierei, acestea necesitând în mod evident monitorizare,

indicele general de naturalitate, la nivelul anului 2009, pentru întreaga suprafață a parcului național, corespundea unui grad de antropizare „moderat alterat-seminatural”, în timp ce construcțiile miniere din geosistem se încadrează ca „stabile”, ceea ce demonstrează că din punct de vedere geoecologic, geofaciesurile au potențial de revenire,

având în vedere potențialul de atingerea a unui nou echilibru geoecologic, natural, evolutiv în geotopurile slab vegetate precum și posibilitatea de acceptare a noii dimensiuni geografice și ecologice, prin redefinirea avantajelor și dezavantajelor sociale, economice și peisagistice determinate de mediul cel nou precum și posibilitățile Parcului Național Călimani, se propune un nou concept denumit „naturalizare”, ce poate fi aplicat individual sau complementar cu celelalte tehnici de inginerie ecologică.

CAPITOLUL 10 – MONITORIZAREA ȘI EVALUAREA IMPACTULUI DE MEDIU. METODE/MODELE CONCEPTUALE DE MONITORIZARE

10.1 Monitorizarea, modelarea și evaluarea impactului de mediu

a. Monitorizarea

Conform Ordonanței de urgență nr. 195/2005 privind „protecția mediului”, „monitorizarea mediului” se definește ca ”supravegherea, prognozarea, avertizarea și intervenția în vederea evaluării sistematice a dinamicii caracteristicilor calitative ale elementelor de mediu, în scopul cunoașterii stării de calitate și a semnificației ecologice a acestora, a evoluției și implicațiilor sociale ale schimbărilor produse, urmate de măsurile care se impun”.

Cu alte cuvinte, monitorizare înseamnă supravegherea la intervale regulate și perioade specificate de timp, cu un scop bine definit, a stării unei cantități, unui atribut sau unei sarcini dintr-o zonă bine delimitată spațial, prin evaluări și/sau măsurători repetate, pentru a stabili implicațiile efectelor generate stresori și măsurile care se impun pentru reechilibrare.

Așa cum am mai arătat pe parcursul acestei lucrări, în raport cu factori antropogeni și efectele lor asupra sistemelor ecologice, prof. Nicoară împarte monitorizarea în funcție de mărimea, numărul observațiilor și natura lor în două categorii „monitoring ecologic” și „monitoring climatic”, pe care le definește astfel:

monitoringul ecologic, care urmărește efectele antropogene asupra biosferei, respectiv reacția biotei la acțiunea poluanților și schimbările produse în sistemele ecologice,

monitoringul climatic, care urmărește sistemele ce influențează condițiile climatice și cele ce determină schimbări în sistemul ecologic (ex.: atmosferă, suprafață ocean/ continente, criosferă ș.a.).

Prof. Nicoara identifică și câteva tipuri de informații care ar trebui „categoric” monitorizate: emisii în aer, niveluri de zgomot, descărcări în ape, exploatarea apelor subterane, calitatea apei potabile, producerea sau prelucrarea deșeurilor, volumul de apă uzată generat, contaminarea solului, consumurile de energie și materii prime, transportul substanțelor periculoase, accidente/incidente cu eliberare semnificativă de poluanți, contaminare cu substanțe radioactive, emisii de radiații, utilizarea terenurilor, utilizarea fertilizatorilor, pesticidelor sau mâlului rezultat din epurarea apelor uzate precum și construcția șoselelor.

În aceeași lucrare, prof. M. Nicoară menționează că problematica monitoringului ecologic este universală și include atât componenta biologică cât și geofizică, menționând împărțirea acestuia în trei trepte, făcută de profesorul și academicianul I.P. Gherasimov, astfel:

„monitoring bioecologic (sanitar-igienic)”, care include urmărirea influenței mediului înconjurător asupra stării de sănătate a omului;

„monitoring geoecologic” (geosistemic și natural-economic), care include urmărirea modificării sistemelor naturale precum și transformarea acestora din motive natural-tehnice;

„monitoring al biosferei”, care include urmărirea evoluției biosferei la scară globală.

Pentru prezentul studiu prezintă interes Monitoringul Geoecologic.

b. Modelarea sistemelor naturale (ecosistemelor). Modelul conceptual

Pentru a înțelege sistemele naturale este nevoie de proiectarea unor machete denumite „modele”, pornind de la informațiile preexistente (problemele). În literatura de specialitate se menționează că modelele sunt construite, în general, urmând trei etape principale:

„abstracția”, în care se determină componentele cheie și parametrii unei probleme;

„construcția”, în care se combină componentele cheie și parametri într-un model logic;

„validarea”, în care se verifică dacă modelul proiectat simulează cu fidelitate problema.

Deși modelele sunt simplificări ale realității în aplicațiile practice, de cele mai multe ori, nu există date suficiente pentru o „reprezentare utilă”, astfel încât Hall & Day, au introdus patru tipuri de modele:

„conceptual”, care se bazează pe sinteza cunoștiințelor și informațiilor existente, a observațiilor realizate in-situ precum și experienței și raționamentelor profesionale;

„diagramatic”, care se bazează pe o schemă explicită a interconexiunilor dintre componentele structurale, atributele și procesele specifice sistemului evaluat;

„matematic”, care se bazează pe cuantificarea relațiilor dintre componente prin introducerea unor coeficienți, formule și/sau condiționalități (corelații/cauză); și

„computațional”, care se bazează pe analiza computerizată.

Pentru prezentul studiu prezintă interes Modelul Conceptual.

Aferent modelului conceptual, Barber descrie cele trei etape esențiale ce trebuie luate în considerare în modelarea ecosistemelor:

identificarea componentelor structurale, interacțiunilor, datelor input/output și factorilor de stres (stresorilor) ce determină starea (funcționarea și sustenabilitatea) ecosistemului,

evaluarea dinamicii spațiale și temporale a sistemului ecologic la diferite scări, pentru a evita distorsiunile generate de diferențele de mărime dintre informațiile colectate;

identificarea modului în care principalii factori de stres (stresorii) vor modifica structura și funcționarea sistemului ecologic.

c. Evaluarea Impactului asupra Mediului (EIM)

Evaluarea Impactului asupra Mediului (EIM) se utilizează în țara noastră începând cu anul 1996 când Legea „protecției mediului” nr. 137/1995 a introdus „Acordul de mediu” ca document de reglementare. Acordul de mediu este un act administrativ emis de autoritatea competentă, prin care se stabilesc condițiile și, după caz, măsurile care trebuie respectate la realizarea unui proiect. Schema de principiu a procesului de autorizare este prezentată în fig.1. Ulterior, prin art. 4 din OG nr. 91/2002 pentru ”modificarea și completarea Legii protecției mediului nr. 137/1995”, s-a stabilit obligativitatea efectuării unei EIM într-o fază inițială a proiectelor care au un potențial de impact, apreciat ca semnificativ, asupra mediului precum și înaintea aprobării unor planuri și programe. EIM devine astfel parte din procedura de autorizare, fiind un proces ce are rolul să identifice, să evalueze și să descrie, după caz, efectele principale și secundare, directe și indirecte, cumulative și sinergice, generate ca urmare a unei activități antropice asupra sănătății oamenilor și mediului înconjurător.

EIM este un instrument utilizat în planificarea strategiilor și proiectelor de dezvoltare, iar utilizarea sa a fost adoptată și de organisme financiare internaționale (BM, BERD ș.a.).

În orice EIM, însă, evaluările pot fi subiective parțial sau total datorită mai multor factori, cum ar fi: lipsa sau insuficiența datelor de referință, intervalul de timp prevăzut pentru achiziția și analiza informațiilor, termenii de referință considerați pentru EIM și/sau capacitatea evaluatorilor de a acoperi o gamă largă de probleme.  Chiar și în cazul în care sunt disponibile înregistrări cantitative suficiente, doar utilizarea globală a datelor poate determina o apreciere subiectivă a întinderii spațiale și amplitudinii efectelor, respectiv a impactului posibil. Acești factori reduc eficiența EIM și, de multe ori, conduc la necesitatea unei noi evaluări sau luarea deciziilor pe baza unor aprecieri insuficient înțelese și/sau fundamentate.

10.2 Metode/modele conceptuale de monitorizare

Pentru ca subiectivismul evaluărilor să se diminueze iar aprecierile să devină mai exacte, se recomandă, pe lângă predefinirea modului în care se efectuază analizele și criteriilor pe baza cărora se întocmesc, aplicarea unor metode/modele conceptuale matematice.

Metodele/modelele matematice selectate pentru a fi analizate sunt:

1. MERI („Matricea de Evaluare Rapidă a Impactului”),

2. FOLCHI („Matricea de evaluare a nivelului impactului de mediu în cariere”),

3. LEOPOLD („Matricea Simplă de Interacțiune”).

10.2.1 Modelul MERI (Matricea de Evaluare Rapidă a Impactului)

Acest model conceptual a fost definit de Pastakia (1998) și constă într-o matrice de evaluare proiectată astfel încât aprecierile subiective să poată fi înregistrate semicantitativ, oferind, astfel, atât o evaluare rapidă cât și o înregistrare ce poate fi reevaluată ori de câte ori apar modificări.

Modelul MERI se bazează pe o predefinire standard a celor mai importante criterii de „Evaluare a Impactului de Mediu” (EIM) precum și mijloacelor prin care valorile semicantitative/ cantitative, alocate pentru fiecare dintre aceste criterii, pot fi comparate între ele, astfel încât să rezulte un punctaj care să reflecte cât mai exact nivelul impactului prognozat.

Pastakia împarte criteriile de evaluare în două grupe, funcție de importanța acestora:

grupa criteriilor de importanță pentru condițiile în care se derulează proiectul și care pot schimba, în mod individual, punctajul obținut,

grupa criteriilor care sunt de valoare pentru situația proiectului și care, de regulă, nu pot schimba, în mod individual, punctajul obținut.

După stabilirea punctajelor acordate criteriilor individuale, valorile se determină cu ajutorul unor serii de formule simple, cum ar fi:

a1 * a2 =

b1 + b2 + b3 =

*( ) = SM

unde:

a1, a2 reprezintă punctajele acordate criteriilor individuale din grupa (A);

b1, b2, b3 reprezintă punctajele acordate criteriilor individuale din grupa (B);

reprezintă produsul tuturor punctajelor din grupa (A);

reprezintă suma punctajelor din grupa (B);

SM reprezintă scorul (punctajul) de mediu estimat.

Criteriile de evaluare a impactului

Pastakia a enunțat cinci criterii de evaluare utilizate în MERI (Tabelul 15)

Tabelul 15

în care:

Importanța schimbării/efectului (A1) este un criteriu de situație, evaluat în raport cu împrejurările impactului, respectiv limita spațială și/sau interesele socio-umane.

Magnitudinea schimbării/efectului (A2) este un criteriu de situație, definit ca o măsură a dimensiunii beneficiului sau pierderii înregistrate datorită apariției impactului.

Permanența schimbării/efectului (B1) este un criteriu de stare, care stabilește dacă o condiție este temporară sau permanentă.

Obs. Ar trebui să fie văzută doar ca o măsură a stării elementelor proiectului.

Ex: Într-un proiect minier, un iaz de decantare este o condiție temporară, deoarece acesta va fi dezafectat la un moment dat, în timp ce terasamentul unui drum tehnologic este o condiție permanentă, deoarece acesta poate fi utilizat și după dezafectarea iazului.

Reversibilitatea schimbării/efectului (B2) este un criteriu de stare, care definește măsura controlului asupra efectului condiției, respectiv dacă efectul condiției poate fi schimbat.

Obs. Reversibilitatea nu trebuie confundată sau echivalată cu permanența.

Ex: Deversarea accidentală a apelor poluate de mină într-un emisar (condiție temporară) (B1), poate avea ca efect dispariția unor specii (condiție ireversibilă) (B2), dar prin tratarea apelor de mină într-o stație de epurare (condiție permanentă) (B1) efectul poluanților poate fi diminuat/eliminat (condiție reversibilă) (B2).

Efectul cumulativ al schimbării/efectului (B3) este un criteriu de stare, care definește măsura efectului condiției, respectiv dacă efectul va avea un impact direct unic sau dacă, în timp, va exista un efect cumulativ ori sinergic cu alte condiții.

Obs. Criteriul efect cumulativ este un mijloc de a măsura durabilitatea unei condiții și nu trebuie confundat cu permanența și/sau reversibilitatea.

Ex: Moartea unui animal dintr-o populație stabilă este atât permanentă (B1) cât și ireversibilă (B2) dar necumulativã, deoarece populația respectivă fiind stabilă beneficiază de capacitatea de reproducere necesară pentru a rămâne în această stare.

Moartea unui animal dintr-o specie pe cale de dispariție, pe de altă parte, este permanentă (B1), ireversibilă (B2) dar și cumulativă (B3), deoarece este sinergică cu dispariția populației respective.

Prevederi naționale privind evaluarea impactului [15]

Conform Anexei 1, pct.2 din H.G. nr. 1076 din 8 iulie 2004, privind „stabilirea procedurii de realizare a evaluării de mediu pentru planuri și programe”, criteriile de determinare a efectelor potențial semnificative asupra mediului se regăsesc în caracteristicile zonei afectate, astfel:

a) probabilitatea, reversibilitatea, frecvența și durata efectelor;

b) existența unei naturi cumulative a efectelor;

c) riscul privind sănătatea umană și/sau mediu;

d) mărimea efectelor potențiale și întinderea lor spațială;

e) existența unei naturi transfrontaliere a efectelor potențiale;

f) valoarea și vulnerabilitatea sistemului (teritoriului) potențial afectat:

(i) caracteristici naturale, specifice și/sau culturale (patrimoniul);

(ii) încadrarea în standarde sau limite de calitate a mediului;

(iii) modul intensiv de utilizare a terenului;

g) efectele asupra ariilor protejate (la nivel național, comunitar sau internațional).

Conform Anexei nr. 2, pct 6, din aceași H.G. nr 1076/2004 la aprecierea potențialelor efecte asupra mediului se includ: efecte secundare (directe, cumulative, sinergice), durata (scurt, mediu, lung), reversibilitatea (permanent, temporar), favorabilitatea (pozitiv, negativ) ș.a.

Categorii ale condițiilor de mediu

MERI necesită încadrarea condițiilor de mediu într-o categorie dintre cele patru definite de Pastakia:

Fizice/Chimice (FC): în această categorie intră aspecte fizice și chimice ale mediului, inclusiv cele finite (non-biologice), caracteristice exploatării resurselor naturale și proceselor de degradare a mediului geofizic,

Biologice/Ecologice (BE): în această categorie intră aspecte biologice ale mediului, inclusiv cele generate de resursele naturale regenerabile, conservarea biodiversității, interacțiunea speciilor și poluarea biosferei,

Sociologice/Culturale (SC): în această categorie intră aspecte umane și culturale ale mediului, inclusiv sociale (care afectează persoane și comunități), conservarea patrimoniului și dezvoltarea umană,

Economice/Operaționale (EO): în această categorie intră aspecte privind consecințele economice ale schimbărilor de mediu (temporare și permanente) precum și complexitatea managementului de proiect în contextul activităților proiectului.

Obs. Utilizarea acestor patru categorii de condiții poate fi, în sine, suficientă pentru întocmirea EIM, dar, în practică, fiecare categorie este divizată/completată prin introducerea și altor componente specifice, astfel încât să se aprecieze mai exact impactul generat.

Domeniul de variație a condițiilor (banda de variație)

Pentru a utiliza sistemul de evaluare MERI, se proiectează o matrice ce conține celule determinate de intersecția dintre linii (componentele de mediu) și coloane (criteriile de evaluare), în interiorul cărora sunt introduse valori numerice apreciate, de regulă, în intervalul ±5.

Benzile și limitele de variație se apreciază ca în exemplu următor:

o condiție fără importanță (A1=0), fără magnitudine (A2=0), permanentă (B1=3), ireversibilă (B2=3) și cumulativă (B3=3) – limită superioară / banda „nicio schimbare”,

o condiție cu importanță locală (A1=1), magnitudine ușoară (A2=1), permanentă (B1=3), ireversibilă (B2=3), cumulativă (B3=3) – limita superioară/ banda „schimbare ușoară“,

o condiție cu importanță locală (A1=1), magnitudine semnificativă (A2=2), permanentă (B1=3), ireversibilă (B2=3), cumulativă (B3=3), limita superioară/ banda „schimbare”,

o condiție importantă pentru zonele limitrofe celor de interes local (A1=2), magnitudine majoră (A2=3), temporară (B1=2), reversibilă (B2=2), noncumulativă (B3=2) – limita inferioară / banda „schimbare semnificativă“,

o condiție cuprinsă între limita superioară din banda „schimbare“ și limita inferioară din banda „schimbare semnificativă” reprezintă banda „schimbare moderată”,

o condiție de importanță regională/națională (A1=3), magnitudine majoră (A2=3),

permanentă (B1=3), ireversibilă (B2=3), noncumulativă (B3=2) – limita inferioară/ banda „schimbare majoră“.

Se observă că MERI prezintă sensibilitate redusă a intervalelor, bazate pe definirea subiectivă a punctajului, iar acest lucru nu permite modelului conceptual să fie suficient de sensibil pentru a fi utilizat în medii marginale sau fragile; rezultatele optime se obțin în intervalul ±5. MERI permite însă definirea gamelor de variație atât valoric cât și alfabetic. (Tabelul 16)

Tabelul 16

Utilizarea modelului conceptual MERI

Acest model conceptual este un instrument utilizat, în principal, pentru planificarea strategiilor și proiectelor de dezvoltare durabilă a activităților industriale, prin evaluarea impactului de mediu generat de anumite planuri și programe, în condițiile legii.

În acest model conceptual aprecierile se fac de către un evaluator și, din acest punct de vedere, are un caracter subiectiv; folosind evaluatori sau echipe multidisciplinare cu experiență și informații primare (input) certe se pot obține date de ieșire (output) cuantificabile.

Totuși, MERI este o metodă care permite atât abordarea teoretică cât și informatizarea modului de evaluare generală a mediului. MERI este o metodă rapidă testată în timp și, foarte important, reutilizabilă în evaluarea impacturilor de mediu, prin aprecierea și compararea diferitelor opțiuni. Acest model conceptual prezintă capacitatea de a realiza o evaluare matriceală, chiar și în cazul în care baza de date este redusă, folosind doar ipoteze predefinite.

MERI este un instrument larg utilizat pentru evaluările inițiale de mediu (EIM) precum și înregistrarea rezultatelor acestora, dar utilizarea acesteia în domenii specifice, cum ar fi cele geoecologice, care evaluează condițiile de existență ale organismelor într-un sistem, este limitată. Pentru a putea fi utilizat modelul trebuie completat cu elemente specifice. Astfel, gradul de sensibilitate poate fi îmbunătățit prin selecția și detalierea componentelor (condițiilor) specifice.

10.2.2. Modelul Folchi

Acest model conceptual este derivat din MERI și constă într-o evaluare numerică a impactului generat de lucrări (activități/operațiuni) specifice, derulate într-un perimetru minier. Modelul Folchi a fost proiectat și aplicat prima dată pentru o carieră din orașul italian Sardinia, ulterior fiind dezvoltat și aplicat de către Monjezi la mine din Iran.

Conform R. Folchi și J. Philips, metoda de lucru parcurge 7 (șapte) etape:

caracterizarea contextului – factorii pre-existenți (geologici, geo-tehnici, hidrologici, meteorologici, economici, demografici ș.a.) anterior începerii activităților miniere,

identificarea factorilor de impact – stresorii care au afectat sau care ar putea afecta condițiile de mediu pre-existente datorită activităților miniere din perimetru,

definirea intervalelor de variație (game), domenii specifice fiecare factor de impact,

evidențierea componentelor de mediu – componente ambientale a căror stare pre-existentă poate fi modificată ca rezultat al activităților miniere derulate în perimetru,

corelarea – fiecare componentă de mediu afectată se corelează cu factorii de impact,

estimarea magnitudinii – fiecărui factor de impact i se apre ciază gravitatea (importanța) folosind game de încadrare pre-definite,

cuantificarea – calcularea impactului (ponderarea) pentru fiecare componentă de mediu.

Ca în orice model matriceal, și în modelul Folchi evaluările se realizează prin utilizarea unor celulele determinate de intersecția dintre factorii de impact și componentele de mediu.

Factori de impact, conform metodei Folchi

Folchi propune 10 factorii de impact generați de activitatea minieră: „alterarea potențialului de resurse din perimetrul minier afectat”, „expunerea/vizibilitatea lucrărilor miniere de suprafață (cariere)”, „interferența cu ape supraterane”, „interferența cu ape subterane”, „creșterea traficului de vehicule”, „emisii atmosferice de gaze și praf”, „particule zburătoare”, „nivel de zgomot”, „vibrații terestre” și „gradul de ocupare a forței de muncă locale”.

Este foarte important de precizat că, în acest model conceptual componentele de mediu, potențial impactate (ex: starea de sănătate și securitate, relațiile sociale, condițiile meteorologice și/sau climatice, flora și fauna ș.a.), sunt evaluate strict în limitele zonelor în care se derulează activitățile miniere. Impacturile directe sau indirecte sunt apreciate tot prin aplicarea unui sistem de punctaj, aferent diferitelor scenarii considerate, în care suma punctelor evidențiază efectul global asupra fiecărei componente de mediu impactate.

Estimarea magnitudinii factorilor de impact

Aferent scenariilor identificate, aplicabile fiecărui factor de impact, Folchi propune alocarea unor valori numerice, denumite și magnitudini, cuprinse în intervalul de variație (1÷10), care variază direct proporțional cu severitatea (gravitatea) impactului. Diferitele scenarii și încadrarea pe intervale (game) de magnitudine sunt prezentate în Tabelul 17.

Tabelul 17

Componentele de mediu, conform metodei Folchi

Folchi a împărțit mediul unui perimetru minier în 11 componente, funcție de importanță, astfel: „sănătatea și siguranța populației umane”, „relațiile sociale și calitatea vieții umane”, „calitatea apei”, „calitatea aerului”, „utilizarea terenurilor ca resurse naturale, socio-culturale și economice”, „flora și fauna”, „suprateranul”, „subteranul”, „peisajul”, „confortul fonic” și „economia”.

Aspectele de mediu, conform prevederilor naționale

În anexa nr. 2 – „Conținutul-cadru al Raportului de mediu”, din H.G. nr 1076/2004, conform pct 6 „informațiile care trebuie furnizate” sunt „potențialele efecte semnificative asupra mediului, inclusiv asupra aspectelor (n.a. aspectelor de mediu) ca: biodiversitatea, populația, sănătatea umană, fauna, flora, solul, apa, aerul, factorii climatici, valorile materiale, patrimoniul cultural (inclusiv cel arhitectonic și arheologic), peisajul și relațiile dintre acestea.”

Aprecierea factorilor de impact, conform metodei Folchi

Folchi afirmă că, „un factor de impact va modifica echilibrul natural al componentei de mediu într-o manieră ce poate varia de la a nu avea niciun efect până la un impact sever”, definind patru

niveluri de perturbare, pe care le denumește astfel: „nul”, „minim”, „mediu” și „maxim”. Aceste niveluri trebuie apreciate, astfel încât, să descrie cât mai exact efectul factorului de impact asupra componentei de mediu. De asemenea, Folchi propune ca, nivelul maxim al perturbării să fie dublul perturbării medii, iar perturbarea medie să fie dublul valorii minime, impunând condiția ca suma tuturor nivelurilor de perturbare, pentru fiecare componentă de mediu (coloană) din Matricea de corelație să fie egală cu 10.

Calculul impactului pentru fiecare componentă de mediu

Mai întâi, folosind gamele de magnitudine definite și prezentate în.., va fi identificat fiecare factor de impact al activității miniere propuse, vor fi descrise efectele impactului și se va stabili magnitudinea, care va fi trecută într-un tabel.

tabel (Tabelul 18).

Tabelul 18.

În etapa următoare se proiectează o matrice, formată din celule rezultate din intersecția dintre factorii de impact (așezați pe rânduri) și componentele de mediu (așezate pe coloane), în care se introduc magnitudinile apreciate în funcție de evaluări și cuantificări numerice. (Tabelul 19). Impactul general, calculat pentru fiecare componentă de mediu, se obține prin însumarea magnitudinilor ponderate ale fiecărui factor de impact (I – X), din Matricea Folchi. (Tabelul 20)

Prin această metodă simplă este posibilă o sumarizare și o reprezentare grafică a magnitudinii fiecărui factor de impact, în raport cu fiecare componentă de mediu, în activitatea minieră.

Tabelul 19

Tabelul 20

Metoda Folchi a fost adaptată cu succes de către Monjezi pentru analiza metodelor de exploatare de la trei mine subterane din Iran, rezultând o metodologie derivată de evaluare.

Față de modelul Folchi, Monjezi evaluează în primul rând „starea generală de securitate și sănătate”, „relațiile sociale”, „condițiile climatice”, „flora și fauna”, considerând aceste componente prioritare într-un perimetru minier. În secundar, Monjezi evaluează impactul efectiv (direct sau indirect) asupra componentelor de mediu, prin aplicarea unui sistem individual de punctare, bazat tot pe diferite scenarii. Și în această metodă suma tuturor punctelor alocate determină impactul global asupra fiecărei componente în parte.

Scurtă descrierea a principalelor ecuații [12][13]

* Valorile determinate pentru E și/sau HNI se obțin prin colectare directă în urma unor experimente, observații sau măsurători cantitative și pot fi indicatori ori valori de referință ai unor factori de impact. Valorile atribuite pentru E și/sau HNI sunt date în baza unor aprecieri calitative sau semi-cantitative ai factorilor de impact.

în care:

S = sustenabilitatea mediului, SE=sustenabilitatea ecologică, E=mediul înconjurător, EB=mediul biologic/ecologic, HNI = interese și nevoi umane, A=atmosfera, B=biosfera, SEC= componenta socio-economică și culturală, PC= componenta fizică/chimică (S), BE=componenta biologică/ecologică (S).

10.2.3 Metoda Leopold

Acest model conceptual a fost definit de Leopold (1971) și constă într-o matrice de corelație bidirecțională, proiectată astfel încât una dintre axe să conțină acțiunile care cauzează impactul asupra mediului iar cealaltă axă condițiile de mediu. Această construcție matriceală, denumită și „etalon”, oferă un format cuprinzător pentru evaluatorii de mediu, datorită prezentării unei largi varietăți de interacțiuni posibile în activitățile considerate.

Numărul de acțiuni listate pe abcisă (orizontală), în această „matrice etalon”, conține 100 de poziții, iar numărul caracteristicilor de mediu listate pe ordonată (verticală) conține 88 de poziții, care dau un total de 8.800 interacțiuni posibile.

Obs. Trebuie să remarcăm totuși că, în cadrul unei astfel de matrice, doar un număr foarte mic de activități miniere ar fi de natură să implice un impact de o asemenea magnitudine și importanță pentru o utilizare completă a elementelor matricei Leopold.

Deși elementele enumerate reprezintă mare parte a acțiunilor de bază și factorii de mediu care ar putea fi implicați în întreaga gamă de evoluții ce necesită raportare a impactului, în practică trebuie făcută selecția celor care se aplică efectiv pentru fiecare propunere de proiect în parte.

Chiar și această matrice mare (exhaustivă) are propriile limitări și nu poate conține toate situațiile întâlnite. Cu toate acestea, codificarea și formatul propus sunt proiectate pentru a putea extinde cu ușurință plaja de acoperire și a include elemente suplimentare, după caz.

CAP 11. MODEL CONCEPTUAL GEOECOLOGIC

În urma analizei realizate, modelul conceptual geoecologic propus este derivat din modelele conceptuale clasice prin introducerea unor componente geoecologice specifice perimetrelor miniere cu activitate sistată și ține cont de următoarele componente recomandate:

naturale,  care isi au originea in componentele naturale majore ale mediului inconjurator (apa, aer, relief, viețuitoare, om etc.). Ele pot actiona prin anumite componente specifice (circulația apelor, emisiile, elemente morfometrice, modificări de floră și/sau faună etc.) sau prin anumite proprietati, fenomene si procese derivate din acestea (contaminare, radiație, spălare areolară/de suprafață, spălare liniară/șiroire, eroziune eoliană etc.). Componentele naturale geoecologice sunt grupate frecvent și dupa absenta sau prezenta elementului viu în componentele biotice și abiotice.

antropice, care iși au originea în activitatea umană excesivă/intensivă, manifestându-se ca și componente proprii antroposferei/sociosferei (defrișarea, pășunatul, agricultura, turismul, întreținerea, fertilizarea, chimizarea, exploatarea ș.a.) sau sub forma unor elemente, fenomene și procese derivate din acestea.

Modelul conceptual geoecologic propus este o matrice complexă de interacțiune, formată dintr-un ansamblu de matrice simple aranjate coaxial ce conțin mai multe secvențe de descompunere a posibilelor acțiunilor antropice (natural-tehnice), specifice activităților miniere restructurate; evidențierea dezechilibrelor funcțiilor structurii geoecologice ce trebuie monitorizate se realizează printr-o matrice de corelație bidimensională (cu dublă intrare) utilizată în evaluări peisagistice. Acest ultim tip de matrice, denumită și PCM (Parcelă-Culoar-Matrice), conceptualizează arealele sub forma unor mozaicuri de parcele (pete), care scot în evidență direcțiile de monitorizare geoecologică.

Noutatea modelului conceptual propus constă în introducerea referințelor PCM privind structura peisajului (acțiunile) respectiv modificările survenite în peisaj (factori de impact) în corelație cu componentele activităților miniere (natural-tehnice).

Pentru construcția unui model conceptual geoecologic, au fost selectate un număr 75 de acțiuni natural-tehnice, grupate corespunzător celor 6 etape de dezvoltare ale unui proiect minier, ce pot fi utilizate în analiză:

Naturale: Fisurare / eroziune, Schimbări climatice, Alunecări / curgeri teren, Distrugere sol vegetal și copertă, Deșertificare, Umezire/ mlăștinire/ inundare, Modificări geologice, Igienico-Sanitare, Suprapopulare, Modificarea biocenozei, Exploatarea resurselor, Economice, Agricole, Turistice, Trafic, Comunicații, Construcție, Transhumanță, Sociale

Prospectare: Săpare de prospectare, Sondare de prospectare, Colectare probe, Transport materiale,

Explorare: Curățare terenuri, Amenajări provizorii, Căi de acces provizorii, Lucrări de explorare, Foraje de conturare, Depozite temporare,

Construcție: Pregătire teren, Fundare, Rețele de canalizare, Amenajări administrative, Amenajări socio-culturale, Strămutări, Lucrări de deschidere, Anexe/dependințe tehnice, Rețele tehnologice, Rețele energetice, Rețele de trransport, Deviere albii, Baraje și stăvilare, Depozitare,

Exploatare: Săpare/ împușcare, Aeraj/ Degazare, Întreținere/ reparații, Evacuare ape, Dizolvare, Funcționare utilaje, Sonde de extracție, Captare/ Acumulare ape, Procesare, Haldare, Depozitare minereu, Depozitare șlam procesare, Materiale periculoase, Transport materii/materiale, Depoluare, Accidente tehnice

Închidere: Rambleere subterană, Inundare lucrări, Diguri de închidere, Modelare suprafețe, Demolare construcții, Îndepărtare fundații, Impermeabilizare, Regularizare, Intervenții/ calamități, Ameliorare/ regenerare, Reabilitare/ biodecontaminare, Îmbunătățire, Mitigare/ compensare, Creare, Biomanipulare, Epurare/ decontaminare.

De asemenea, fără a fi limitativ, pentru structura peisajului (factori) și pentru modificări în structura peisajului (impact) se propun câte zece caracteristici, care pot suferi completări în funcție de tipul geosistemului analizat:

Structura peisajului (S):

aptitudini topografice: topostabilitate, eroziune, fragmentare, terasare ș.a.

inaptitudini topografice dinamice: energie de relief, hidro, eoliană, geo, termo ș.a.

inaptitudini topografice statice: declivitate, unghi de taluz, fracturi, fisuri, sufozii ș.a.

aptitudini pedo-topografice statice: ocuparea solului, interdicții de utilizare ș.a.

aptitudini pedo-topografice dinamice: utilizare teren fânețe, arabil, livezi, pășuni ș.a.

inaptitudini pedo-topografice: aflorimente, trovanți, blocuri de calcar ș.a.

elemente vegetale comune: păduri omogene, păduri mixte ș.a.

elemente vegetale speciale: specii declarate monumente ale naturii, specii protejate ș.a.

elemente care îmbogățesc peisajul antropic: prezența așezărilor umane tradiționale

elemente care îmbogățesc peisajul istoric și cultural: prezența monumentelor istorice ș.a.

Modificări în structura peisajului (M):

teritoriu fără restricții,

modificări în funcționalitatea teritoriului,

eroziune în suprafață,

procese gravitaționale,

activități inadecvate topostabilității terenului, suprapășunat, exploatare nerațională ș.a.

scoaterea terenurilor din circuitul agricol,

defrișări,

dispariția speciilor rare,

modificarea arhitecturii tradiționale,

deteriorarea monumentelor istorice,

Matricea geoecologică poate funcționa cu sau fără acordarea de punctaje alocate pe baza setului de indicatori selectați, permițând vizualizarea efectelor sinergice prin folosirea punctajelor negative și pozitive ori a culorilor. Aplicarea conceptului la un obiectiv minier cu activitatea restructurată conduce la identificarea dezechilibrelor geoecologice și factorilor responsabili pentru producerea acestora pentru care se poate genera un program optim de monitorizare.

CAP 12. CONTRIBUȚII ORIGINALE

Contribuțiile originale științifice ale autorului și caracterul de noutate în domeniu constau în:.

analiza critică a cadrului legislativ în vigoare în România și la nivel european,

documentarea, studiul și elaborarea unei sinteze din literatura de specialitate pentru clarificarea rolului conceptual al geoecologiei în evaluarea impactului de mediu;

abordarea problematicii geoecologice ca un punct de vedere nou care încearcă să focalizeze atenția decidenților asupra conformării legislative într-un cadru de bază optim din punct de vedere industrial (economic), de gestionare a riscurilor și resurselor naturale,

dezvoltarea cercetării geoecologice, a modificărilor sistemelor naturale și transformării acestora din cauze natural-tehnice, la perimetre miniere cu activitate restructurată,

selectarea și integrarea unor indicatori/indici specifici minieri în procesul de urmărire a evoluției în timp a mediului geografic și înconjurător asociat lucrărilor miniere generatoare de impact: halde de sterile și iazuri de decantare,

analiza critică a celor mai bune tehnici disponibile (BAT) aplicate în sectorul minier,

propunerea unor tehnici noi de inginerie ecologică cum ar fi îmbunătățirea, mitigarea, crearea sau biomanipularea, ca opțiuni de lucru pentru activitatea de ecologizare a minelor cu activitatea restructurată în completare la reabilitare și refacere/regenerare,

introducerea unui nou concept denumit naturalizare, ca tehnică de inginerie ecologică, definit ca atingerea unui nou echilibru geoecologic, natural, evolutiv și acceptarea noii dimensiuni geografice și ecologice, redefinirea avantajelor și dezavantajelor sociale, economice și peisagistice determinate de mediul cel nou.

adaptarea modelului PCM, care conceptualizează arealele sub forma unor mozaicuri, la domeniului minier,

aplicarea conceptului PCM la un obiectiv minier cu activitatea sistată, identificarea dezechilibrelor și factorilor responsabili pentru producerea acestora,

stabilirea parametrilor de calcul și tipurilor de echipamente de măsurare,calculul indicatorilor de siguranță pentru haldele de steril și altor indicatori necesari, interpretarea rezultatelor și propuneri,

proiectarea unui model de analiză geoecologică sub forma unei matrice complexă (coaxială) cu aplicabilitate la evaluarea perimetrelor miniere cu activitate restructurată,

deschiderea unor direcții viitoare de cercetare prin aplicarea modelului propus pentru principalele iazuri de decantare din industria minieră,

diseminarea informațiilor și atenționarea autorităților cu privire la rezultatele reieșite din cercetare, pentru corectarea legislației actuale, restructurată inadecvat datorită aplicării excesive a elementelor sanitar – igienice (toxicologice) în evaluările de mediu pentru planuri și programe,

dezvoltarea aplicării principiilor geoecologice în activitatea industrială, acolo unde influențele toxicologice (sanitar-igienice) pot fi gestionate în mod adecvat, pentru a demonstra impactul real rezultat ca urmare a bunei funcționări a industriei de profil și nu unul distorsionat.

Bibliografie

[1] Moraru R., Băbuț G., Băbuț S., Goldan T., Evaluarea riscului ecologic, Ed. INFOMIN Deva (2000);

[2] Folchi R., Environmental Impact Statement for Mining with Explosives: A quantitative method, I.S.E.E. 29th Annual Conference on Explosives and Blasting Technique, Nashville, Tennessee, U.S.A (2003);

[3] Philips J., The application of a mathematical model of sustainability to the results of a semi-quantitative Environmental Impact Assessment of two iron ore opencast mines in Iran, Applied mathematical modeling (2013);

[4] Stelian I. și alții, Modele matematice în evaluarea de risc ecologic asociat solurilor contaminate cu metale, Programul 4: Parteneriat în domeniile prioritare 2007-2013;

[5] Bisset, R., Developments in EIA methods. In: Environmental Impact Assessment: Theory and Practice. Authors, Peter Wathern, Internationales Institut für Umwelt und Gesellschaft. Editor, Peter Wathern. Edition, illustrated. Publisher, Unwin Hyman (1988);

[6] Christopher M. R. Pastakia and Arne Jensen, The Rapid Impact Assessment Matrix (RIAM) for EIA, Elsevier Science Inc. (1998);

[7] Wilson, L. (1998), A practical method for environmental impact assessment audits. Environmental Impact Assessment Review, 18, (1): 59 – 71

[8] Wood, G (1999), Post-development Auditing of EIA Predictive Techniques: A spatial analytical approach., Journal of Environmental Planning and Management, 42 (5): 671– 689

[9] Wood, C., Dipper, B. and Jones, C. (2000), Auditing the assessment of the environmental impacts of planning projects. Journal of Environmental Planning and Management, 43 (1): 23 – 47

[10] Wood C (2003), Monitoring and auditing of impacts : 240 – 257 In: Environmental Impact Assessment. A comparative review. (sec. ed.), Pearson Education Ltd, Harlow.

[11] Monjezi M., Shahriar K, Dehghani H, Samini Namin F. (2003), Environmental Impact Assessment of open pit mining in Iran, Environ.Geol. 58 (2009);

[12] Philips J. (2012), Applying a mathematical model of sustainability to the Rapid Assessment Matrix evaluation of the coal mining tailings dumps in the Jiu Valley, Romania, Elsevier Inc.;

[13] Irimia G.I. (2011), Evaluarea Impactului asupra Mediului Generat de Haldele de Steril (Studiu de Caz: Mina de Cărbune Lupeni, Valea Jiului), ProEnvironment 4 (2011) 121 – 130;

[14] Hague V, Brydges T., Fenech A., Lumb A., Monitoring long-term ecological changes through the ecological monitoring and assessment network: science-based and policy relevant, Ecological monitoring and assessment network’s co-ordinating office, environment Canada, Burlington, Ontario;

[15] H.G. nr. 1076 din 8 iulie 2004, privind stabilirea procedurii de realizare a evaluării de mediu pentru planuri și programe, publicată în MOf., nr. 707 din 5 august 2004 Partea I;

[16] Ordonanța de urgență nr. 195/2005 privind protecția mediului, rectificare publicată în MOf., nr. 88 din 2006;

[17] Fodor D., Baican G., Impactul industriei miniere asupra mediului, Ed. INFOMIN, Deva (2001);

[18] Nicoară M., Monitoring ecologic, Ed. TEHNOPRESS, Iași (2009);

[19] Lazăr M., Dumitrescu I., Impactul antropic asupra mediului, Ed. UNIVERSITAS (2006);

[20] Octavian Ciolpan, Monitoringul integrat al sistemelor ecologice, Ed. ARS DOCENDI (2005);

Anexa 1

Matricea peisajelor

* model francez; ** model anglo-saxon; *** model românesc.

Anexa 2

Tipuri de ecosisteme

*procente din fondul forestier; **procente din suprafața parcului

Anexa 3

Tipuri de patch identificate

* procent de ocupare din suprafața parcului

Anexa 4

Valoarea indicelui de hemerobie pentru fiecare tip de unitate geosistemică

Anexa 5

MATRICE GEOECOLOGICĂ