EFECTELE POLUARII CU METALE GRELE ASUPRA ECOSISTEMELOR [602443]

1

UNIVERSITATEA POLITEHNIC A DIN BUCUREȘTI
FACULTATEA DE CHIMIE APLICATĂ ȘI ȘTIINȚA MATERIALELOR

PROGRAM DE MASTER „INGINERIA MEDIULUI”

EFECTELE POLUARII CU METALE GRELE ASUPRA ECOSISTEMELOR

Masterand: [anonimizat]: Conf. dr. ing. Cristian Onose

Sesiunea de Comunicări științifice Studențești, Proiect POSDRU
ID136776
Aprilie 2015

2

Cuprins :

Partea I
1. Introducere
2. Metale grele analizate
a. Arsen
b. Cobalt
c. Crom
d. Nichel
e. Vanadiu
3. Impactul asupra mediului
4. Import anta temei de cercetare – stadiul actual al cercetarii
5. Contaminarea apei si a solului
6. Contaminarea aerului
7. Riscurile ecologice prezentate de iazul de decantare
8. Accidentul ecologic de la Mount Polley, Canada – similaritati cu proiectul Rosia
Montana

Partea a II-a
1. Introducere
2. Modul de lucru
3. Experimentari
4. Rezultate și interpretări
5. Concluzii

3

PARTEA I
1. Introducere
Roșia Montană este o localitate răspândită pe versan ții văii Ro șiei, nume căpătat
datorită culorii ro șiatice a apei din cauza con ținutului ridicat în oxizi de fier. Situată la o
altitudine de apro ximativ 800 m, în valea Ro șiei se îmbină culmile domoale ale dealurilor
premontane cu masivele muntoase înalte pe care se mai pot vedea urme ale exploatării
îndelungate.
Mun ții sunt acoperi ți de păduri, pă șuni sau fâne țe dând aspectul specific Mun ților
Apuseni . O caracteristică unică a peisajului este prezen ța nenumăratelor lacuri artificiale
numite "t ăuri". Aceste lacuri au fost cr eate ini țial pentru a folosi activită ții m iniere iar
astăzi folosesc în scopuri de agrement. Există în această localitate peste 105 tăuri, lacuri
sau stăvilare ( Țarina, Tăul cel Mare, Anghel, Brazi, Corna etc.) rezultat al activită ții miniere.
În apropierea Ro șiei Montane se află două forma țiuni g eologice unice declarate
monumente ale naturii: Piatra Corbului și Piatra Despicată. Piatra Corbului este situată pe
Dealul Cârnic la o altitudine de aproximativ 950 m iar Piatra Despicată se află între Dealul
Cârnic și Dealul Cetă ții.
Roșia Montană este u nul dintre cele mai reprezentative depozite de aur din Europa,
cu o lungă istorie a mineritului, de circa 2000 de ani. Rezervele cunoscute în prezent sunt
echivalate la peste 300 de tone de aur și 1500 tone de argint. Datorită unor probleme de
ordin econom ic însă, toate activitățile miniere au fost oprite în anul 2006, iar ceea ce a
rămas în urmă sunt problemele de mediu cu care Roșia Montană se confruntă și în zilele
noastre.
Daunele aduse mediului sunt semnificative: 140 de km de galerii subterane, două
cariere și haldele de steril aferente, două iazuri mari de decantare, care au dus la
modificarea substanțială a peisajului zonei. Principala sursă de poluare a mediului este,
însă, apa acidă rezultată prin expunerea rocilor cu conținut de sulf la condițiil e atmosferice
existente. Acest proces duce la formarea acidului sulfuric care dizolvă metalele grele din
rocă. Metalele grele sunt cu ușurință transportate în apele subterane și apele de suprafață
din zonă, afectând în special biota acvatică și contaminând sedimentele de -a lungul
cursurilor de apă. Contaminarea solului cu metale grele este în aceeași măsură posibilă,
însă variază în funcție de distanța față de lucrările miniere.

4

2. Metale grele analizate
a. Arsenul este un element chimic semi-metalic /metaloid care are simbolul As și
numărul atomic 33.
Arsenul apare în multe minerale, de obicei în com binație cu sulf și metale, și, de asemenea,
poate fi și ca un cristal pur elementar. El poate exista în doua forme alotropice, cu toate că
numai forma gri are utilizare importantă în industrie.
Arsenul pezintă două forme alotropice:
 arsenul cenușiu sau met alic, stabil în stare solidă la orice temperatură
 arsenul galben, instabil.
Arsenul cenușiu sau metalic formează cristale hexagonale, argintii, lucioase, ușor casabile,
insolubile în apă, CS2 sau alte tipuri de solvenți. Încălzit în absența aerului, la pr esiune
normală, sublimează la 633 °C, iar sub presiune de 76 atm, se topește la 817 °C. Vaporii de
arsen au o culoare galbenă, miros de usturoi, sunt foarte toxici și alcătuiti din molecule
tetratomice As 4, cu structură tetraedrică, ca și P4. Peste 1325 °C, As 4 disociază în As 2, iar
peste 1700 °C în atomi.
Arsenul galben se obține prin condensarea bruscă, în aer lichid, a vaporilor; este solubil în
sulfură de carbon ( CS2), d=1,97, puțin stabil, transformându -se ireversibil în arseniul
cenușiu.
Principala ut ilizare a arsenului metalic este pentru întărirea aliajelor de cupru și în special
a aliajelor de plumb (de exemplu, pentru bateriile de mașină).
Proprietăți chimice
Arseniul formează cu metalele alcaline și alcalino -pământoase arseniuri ionice și nu
reac ționează deloc cu hidrogenul, întrucât în seria electrochimică se situează între acesta și
cupru și ar e potențial normal pozitiv. Structura elctronică s2p3 a stratului de valență
dictează comportamentul chimic al arsenului. Conform acestei structuri, acesta poate
forma ioni +/ -3, +5 dar și alti ioni cu stări de oxidare intermediară în unele cazuri.
Față de sărurile aurului , cuprului și platinei , arseniul metalic acționează ca un reducător,
aducându -le în stare elementară, pentru ca în faza a doua a reacției să formeze arseniuri
(Cu 2As, Au 2As, PtAs 2).
Se cunosc compuși ai arseniului și cu unle elemente din grupa a IV -a
(SiAs ,SiAs 2, GeAs , GeAs 2) și din grupa a III -a pricipală ( AlAs , GaAs ). Cu carbonul și cu
borul nu se combină. În schimb, cu metalele alcalino -pământoase și alcaline, elemente
puternic electropozitive, arsenul reacționează cu ușurință, formând arseniuri. Arseniurile
se pot obține prin topirea componenților, prin trecerea topiturii sau vaporilor de arsen
peste metale, dar toate se pot obține și prin aluminotermie sau prin reducerea trioxidului
de arsen și a clorurii metalului cu hipofosfit de sodiu ( NaH 3PO 2). Cu metalele grele și din
grupele secundare, arsenul formează combinații intermetalice, ce împrumută structura
spațială a sulfurilor: arseniura de Nieste similară cu FeS, PtAs 2, FeS 2,iar FeS 2 are rețeaua

5

ortorombică a marcasitei FeS 2. Arsenul intră în structura unor minerale și alături de sulf ca
în cazul mispichelului FeAsS , a cobaltinei CoAsS .
Utilizări
Arsenul fol osit ca element de aliere mărește duritatea aliajelor. Este suficient ca
în aur, argint și metalele platinice să se găsească arsen î n proporție de 1 la 1000 pentru ca
acestea să -și piardă complet maleabilitatea și să devină casante. Plumbul folosit la alicele
de vânătoare conține până la 2% As, dar datorită rămânerii acesto ra în natură, arsenul se
transformă în trioxid de arsen, a cărui toxicitate pentru organismele vii este bine
cunoscută. Adăugat în cupru în proporție de 0,25%, îi ridică temperatura de înmuiere și îi
măreșt e rezistența anticorozivă.
Arseniul este folosit cu mare succes și în elect ronică, datorită proprietăților
semiconductoare și fotoconductoare similare siliciului și germaniului . În pirotehnie, se
folosește p entru producerea focurilor albe (cel indian). Trisulfura de arsen este pigmentul
vopselei de ulei numite galben regal. Aceasta se mai folosește în tăbăcărie și pentru
ignifugarea lemnului. O soluție benzenică a arsenatului de plumb a fost prima substanță
chimică utilizată în terapia cancerului.
Nici un zăcământ de minereuri metalice nu a fost sau nu este exploatat exclusiv pentru
arsen; de regulă arsenul se o bține ca subprodus, crescând valoarea economică a diferitelor
tipuri de mineralizați în care se găsește. De altfel, toxicitatea sa mare a condus în
nenumărate situații la necesitatea folosirii de înlocuitori, fapt ce a condus mai departe la
scăderea cereri i sale pe piața mondială.
Arsenu l este un dopant comun de tip “ n” folosit la dispozitivele electronice cum sunt
semiconductorii și compusul optoelectronic arseniura de gallium care este cel mai frecvent
semiconductor în uz, după silisciul dopat.
Arsenul ș i compușii săi, în special tri oxidul de arseniu, sunt utilizați în producția de
pesticide, erbicide , ins ecticide și la diverse produse pentru tratarea lemnului. Oricum
producția acestora este în scădere datorită reducerii solicitărilor.
Câteva specii de ba cterii pot utiliza compușii arseniului sub formă de metaboliți
respiratorii.
Experimental, cantitati mici de a rsen sunt folosite alimentele șobolanilor, ham sterilor,
caprelor, puilor, și probabil la multe alte specii, inclusiv la om reprezintă un element
esențial, dar în cantități foarte mici. Cu toate acestea, elementul cauzează de multe ori
toxicitate pentru viața multicelulară, datorită prezenței sale în cantități mult mai mari
decât ar fi necesar. Contaminarea cu arsen a apelor subterane este o problem ă care
afectează milioane de oameni din întreaga lume.

6

Caracteristici fizice

Fig. 1. S tructura cristalului de arsen comuna cu stibiul

Cele treiforme alotropice de arsen mai comune sunt gri metalic, galben, și negru, dar cel
mai frecvent este arse nul gri. Arsen ul gri (α -As, grup spațial R3M nr 166) adoptă o
structură pe două straturi constând din mai multe inele cu șase atomi interblocaț i. Din
cauza legăturii slabe între straturi, arsen ul gri este fragil și are o duritate relativ scăzută ,
adic ă dur itate Mohs de 3.5. Primul atom și al doilea atom vecin pentru un complex octaedru
distorsionat, care are cei trei atomi în ace lași dublu -strat fiind mai apro piați decât ceilalți
trei atomi dintre următorii șase. Acest lucru de a ranjare a atomilor relativ apro piați
conduce la o densit ate mare de 5,73 g / cm3. Arsen ul gri este un semimetal (metaloid), dar
devine un semiconductor cu un decalaj de bandă de 1,2 -1,4 eV dacă devine amorf. Arsenul
gri este, de as emenea, forma cea mai stabilă, arsen ul galben este m oale ca o ceară, și
oarecum similar cu fosforul tetravalent (P4). Ambii au patru atomi aranjați într -o structură
tetraedrică în care fiecare atom este legat la fiecare dintre celelalți trei atomi printr -o
legătură simplă. Ace astă formă alotropă este instab ilă, avâ nd structură m oleculară, este cel
mai volatil dintre cele trei forme alotrope, mai p uțin densă și mai toxică. Arsenul galben
solid este produs prin răcirea rapidă a vaporil or de arsen , As 4. Acesta este transformat
rapid în arseniu gri prin acțiunea luminii. Forma galbenă are o d ensitate de 1,97 g / cm3.
Arsen ul negru are o structură similară cu cea a fosforului roșu. Arsen ul negru poate fi
format prin răcirea vaporilo r în jurul intervalului de tem peraturi de aprox. 100 -220 ° C.
Este sticlos și fragil și este de asemenea, un conductor electric slab (sărac) .
Izotopi
În mod natural arsenul apare și este compus dintr -un izotop stabil 75As. Acest lucru face să
fie un element monoizotopic . Din 2003, cel puțin 33 de radioizotopi au fost sintet izati,
variind în masă atomică î ntre intervalul 60 -92. Cea mai stabilă dintre acestea este 73As care
are timpul de înjumătățire de 80,3 zile. Toți ceilalți izotopi au timpi de înjumătățire de sub
o zi, cu excepția 71As care are timpul de înjumătățire (t1 / 2 = 65.30 or e), 72As (t1 / 2 = 26,0
ore), 74As (t1 / 2 = 17,77 zile), 76As (t1 /2=1.0942 zile), și 77As (t1 / 2 = 38.83 o re). Izotopii
care sunt mai ușo ri decât izotopul 75As care este stabil, tind să se descompună prin β +
degradare, iar cei care sunt mai grei, tind să se descompună prin dezintegrare β-, cu unele
excepții. Cel puțin 10 izomeri nucleari au fost descriși, variind în masă atomică de la 66 la

7

84. Cea mai stabilă formă dintre izomerii de arsen este 68mAs, cu un timp de înjumătățire
de 111 secunde.
Chimie
Atunci c ând este încălzit în aer, arsen ul oxidează la trioxid de arsen; gazele arse din această
reacți e au un miros asemănător celui de usturoi. Arsen ul (și unii compuși cu arsen)
sublimează la încălzire și la presiune atmosferică, și se convertește dire ct în formă gazoasă,
fără a trece printr -o stare lichidă, la temperatura de 887 K (614 ° C). Punctul triplu este
3,63 MPa și 1.090 K(820 ° C). Arsen ul reacționează cu acidul azotic concentrat și formeaz ă
acidul azotic diluat, acidul arsenios și trioxidul d e arsen în reacț ie cu acid sulfuric
concentrat.
Compuși
Compușii arsen ului se aseamănă în unele privințe cu cei ai fosforului care ocupă același
grup (coloană ) din tabelul p eriodic. Cu toate acestea arsenul în starea pentavalentă este
mai puțin întâlnit î n compușii chimici. Cele mai frecvente stări de oxidare pentru arsen
sunt: -3 în arsen uri, cum ar fi compuși intermetalici (metaloizi) în aliaj și 3 în arseniț i,
arseniați (III) ș i compușii organnici cu arsen .
Arsen ul, for mează legături destul de ușor și se leagă în formă de pătrat de ioni de As 43- din
minerale skutterudite. Skutterudite este u n mineral de arseniura de cobalt, care conține
cantități variabile de nichel și fier pentru substituirea cobaltului cu formula generală: (Co,
Ni, Fe) AS 3. În starea de oxidare +3 ars eniul aparține sistemului piramidal tipic și
influențează perechea de electroni rămasă necuplată (singulară).
Compuși anorganici
Compușii cristalini din diversele forme de oxidare ale arsen ului sunt incolori, inodori, cum
sunt cristalele de trioxid de arsen As 2O3("arsen alb") iar cristalele de pentaoxid de arsen
As2O5 sunt higroscopice și ușor solubile în apă, pentru a forma soluții acide. Arsenul cu
valenta (V) formează un acid slab. Sărurile sale se numesc arsenați care constituie baza de
contaminare a apelor subterane cu arsen, o problemă care afectează foarte mulți oameni.
Arsenați sintetici includ v erdele de Paris (ac etoarsenit de cupru(II)), arsenitul de calciu și
arsenit de plumb hidrogenat . Acestea trei au fost folosite ca insecti cide agricole și otrăvuri.
Etapele de protonare dintre arsenit și acidul arsenic sunt similare cu cele dintre fosfat și
acid fosforic. Spre deosebire de acid ul fosforic, acidul arsenic (arsen ios)este cu adevărat
tribazic, cu formula A S (OH) 3. Se cunoaște o largă varietate de compuși cu sulf și cu arsen .
Substanțete Orpiment (As 2S3) și Realgar (As 4S4) au fost folosite anterior ca pigmenți de
pictură.
În As 4S10, arsen ul are o stare de oxidare formală +2 , iar în As 4S4 legătura As -As are
caracteristici totale de legătură covalentă așa cum este As î n starea de oxidare 3. Toate
trihalogenuri le de arsen (III) sunt bine cunoscute, cu ex cepția celei care se numește
“astatide” și care nu es te cunoscută încă. Pentafluorura de arsen (AsF 5) este singu ra
pentahalogenur ă importantă, care reflectă stabilitatea in ferioară a stării de oxidare 5+ (
pentaclorură de arsen este stabilă numai sub -50 ° C).

8

Aliaje
Arsen ul este fo losit ca element din grupa 5 care face aliaje cu elemente din grupele I II-V și
anume, semiconduct ori de arseniura de galiu, arseniură de indiu și arseniura de aluminiu.
Numărătoarea electronilor de valență de la arseniura de galiu GaAs este aceeași ca și la o
pereche de atomi de Si dar structura de bandă (de frecvență) este complet diferită și are
proprietăți distincte în norul electronic . Alte aliaje ale arseniului cu elemente incluse î n
grupele II -V, ar fi semiconductorii de arseniură de cadmiu.

Compuși organici

Fig. 2. Trimethylarsen

Se cunoaște o m are varietate de compuși orga nici cu arsen .
În timp ul primului război mondial mai multe țări au dezvoltat agenți chimici de război,
inclusiv substanțe din categoria vezicantelor cum ar fi levizita, agent toxic de lup tă care
provoacă vărsături și care irită și distruge epidermul sau mucoasele tractu lui gastro –
intestinal, sau celui respirator și provoacă arsuri și erodează corneea și fața interioară a
pleoapelor.

Fig. 3. Levizită

Metode de obținere
Scoarța terestră are un conținut de arsen de circa 1,5 ppm (0,00015%), fiind al 53 -lea cel
mai abund ent element. Sol ul conține între 1 -10 ppm de arsen, iar apa de mare are doar 1.6
ppb de arsen.
Mineralele cu formulele MAsS și MAs 2 (M = Fe, Ni, Co) sunt surse comerciale dominan te de
arsen, la care se adaugă realgar (un mineral de sulfură de arsen) și ars enul nativ. Un
mineral ilustrativ este pirita de arsen (FeAsS), ca re este înrudită structural cu pirita de fier.
Arsenul, de asemenea, apare în di ferite forme organice în mediul înconjurător. În 2005,
China a fost principalul producator d e arsen alb, cu ap roape 50% cotă mondială, urmată de
Chile, Peru, și Maroc, în co nformitate cu studiul geologic britanic și cu studiul geologic din
USA. Cele mai multe operațiuni în Statele Unite și Europa au fost închise din motive de
mediu. Arsen ul este recuperat în princ ipal ca un produs secundar la purificarea cuprului.
Arsenul face parte din praful de la topitoriile de cupru, aur și plumb. Prin prăjire în

9

prezența aerului a piritei de ars en, arsenul sublimează ca arsen 3+. Purificarea
suplimentară de sulf și de alte su bstante se realizează prin sublimare în vid sau într -o
atmosferă de hidrogen sau prin distilare a amestecului de plumb topit cu arsen.
Aplicații în agricultură
Toxicitatea arsenului la insecte, bacterii și ciuperci au dus la utilizarea sa ca un conservant
pentru lemn. În anii 1950 a fost inventat un proces de tratare a lemnului cu arseniat de
cupru cromat (cunoscut și sub numele CCA sau tanalith) și de zeci de ani, acest t ratament a
fost utilizat industrial . O apreciere crescută a toxicității arseniului a dus la o interdicție de
utiliza re a CCA în produsele de consum. Uniunea Europeană și Statele Unite ale Americii a
inițiat acest proces în 2004.
Deși este toxic, CCA rămâne în utilizare intensivă în alte țări, de exemplu se utilizează la
arbori de cauciuc din Malaezia. Arsenul a fost de asemenea utilizat în fabricarea diverselor
insecticide agricole și otrăvuri , de exemplu, arseniatul de plumb hidrogenat, a fost un
insecticid comun pentru pomii fructiferi dar contactul cu compusul, uneori, a dus la leziun i
ale creierului, printre cei care lucrează cu pulverizatoare.
În a doua jum ătate a secolului 20, arseniatul monosodic metil arseniat (M SMA) și disodic
dimetil (DSMA) – formele organice de arsen c are sunt mai puțin toxice – au î nlocuit
arseniatul de plumb în agricultură. Cu excepția creșterii bumbacului, utilizarea compușilor
organici cu arsen a fost eliminată până în 2013. Arsenul este folosit ca aditiv pentru hrana
păsărilor de curte și în producția de porcine, în special în SUA pentru a spori creșterea î n
greutate, pentru a îmbunătăți eficiența hranei pentru animale, precum și pentru a preveni
diverse boli. Un exemplu este roxarsone, care a fost folosit ca un starter pentru puii de
carne aproximativ 70% dintre crescatorii de pui de carne din SUA.

Fig. 4. Roxarsone

Uz medical
Pe parcursul secolelor 18, 19, și 20, s -au folosit un număr de compuși cu arsen sub formă
de medicamente, inclusiv salvarsan (de Paul Ehrlich) și trioxidul de arsen (de Thomas
Fowler).
Salvarsan, precum și neosalvarsan, au fos t indicate pentru tratarea sifilisului și a
tripanosomiazei, dar au fost înlocuite cu antibiotice moderne. Trioxidul de arsen a fost
folosit într -o varietate de moduri în ultimii 500 de ani, cel mai frecvent în tratamentul
cancerului, dar și în medicamente diverse cum ar fi soluția Fowler pentru psoriazis. Recent,
noi cercetari au fost facute pentru localizarea tumorilor folosind arsen -74 (un emițător de
pozitroni).

10

Avantajele folosirii acestui izotop în locul celui de utilizat anterior adică iod -124, este că
semnalul la scanarea PET este clar și organismul tinde să transporte iod către semnalul
zgomotos pe care îl produce glanda tiroidă.
Principala utiliz are a arsen ului metalic este formarea aliajelor cu plumb. Componente le de
plumb în baterile auto sunt consolidate prin prezența unui procent foarte mic de arsen.
Dezincare a poate fi redusă semnificativ prin adăugarea de arsen în alamă care este un aliaj
de cupru -zinc. " Arsenitul de cupru cu fosfor dezoxidat ", cu un conținut de arsen de 0,3%,
are o stabi litate crescută la coroziu ne în anumite medii. Arseniura de galiu e ste un material
semiconductor important, utilizat în circuite integrate.
Alte utilizări
 acetoarsenitul de cupru a fos t utilizat ca pigment verde și cunoscut sub mai multe
denumiri cum ar fi (Paris Green) verde de Paris și( Emerald Green) v erde Emerald.
Aceasta a provocat numeroase otrăviri cu arsen. Scheele Green este un arsenat de
cupru care a fost folosit în secolul al 19 -lea ca agent colorant pentru dulciuri.
 până la 2% din arsen este folosit în aliaje de plumb pentru alice de plumb și gloanțe.
 arsenul este adăugat în cantități mici în alfa-alamă pentru a face aliajul rezistent la
dezincare. Acestă alamă cu grad mai m are de rezistență este utilizată p entru a face
fitinguri de instalaț ii sanitare sau alte elemente care sunt în contact permanent cu
apa.
 arseniul este de asemenea utilizat pentru conservarea probei taxonomice.
 până nu demult, arsen ul a fost utilizat pentru producerea sticlei optice. Producătorii
actuali de sticlă optică, sub presiunea ecologiștilor, l -au îndepărtat, împreună cu
plumbul .
Rolul biologic
Bacterii . Unele specii de bacterii obțin energie prin oxidarea diverșilor combustibili
reducând în același timp arsen iatul la arsenit. În condițiile unui mediu de oxidare une le
bacterii folosesc arsenitul care este oxidat la arsenat drept combustibil pentru
metabolismul lor. Enzimele implicate sunt cunoscute ca arseniatreductaze (Arr) .
În 2008 s-a descoperit că bacteriile folosesc o versiune de fotosinteză care în absența
oxigenulu i folosesc arsenitul ca donori de electroni, producând arseniat (la fel ca și
fotosinteza obișnuită care folosește apa ca donor de electroni, producând oxigen
molecular).
Ereditate
Arsen ul a fost legat de modificările epigenetice și de modificările ereditare în expresia
genelor care au loc fără modificări în secvența de ADN . Acestea includ metilare a ADN-ului,
modificarea histonei, ș i interferența ARN -ului. Nivelurile toxice de arsen provo acă
hipermetilarea ADN -ului semnificativ al genelor tumorale supresoare p16 ș i p53, crescând
astfel riscul de carcinogeneză.
Aceste evenimente epigenetice au fost studiate in vitro , folosind celule renale umane și i n
vivo, folosind celule de ficat de șobolan și a leucocitelor din sângele periferic de la om.

11

Probleme de mediu
Alte căi de expunere a arseniului care apar în mod natural , includ cenușa vulcanică,
intemperiile asupra mineralelor și ale minereurilor cu conținut de arsen, și în apele
subterane care acționeză ca un dizolvant.
De asemenea, arsenul se găsește î n alimente, apă, sol și aer. Arsen ul este absorbit de toate
plantele, dar concentrația este mai mare în legumele cu frunze, orez, mere, struguri, și
fructe de mare. O cale suplimentară de expunere este prin inhalare.
Contaminarea apei potabile
Contaminare a apelor subterane cu arsen pe scară largă a dus la o epidemie masivă prin
otrăvir e cu arsen în Bangladesh și în țările învecinate. Se estimează că aproximati v 57 de
milioane de oameni folosesc apa potabilă din bazinul Bengal, d ar apele subterane au
concent rații de arsen crescute peste nivelul standard de 10 părți pe miliard (ppb) stabilit
de Organizația Mondialâ a Sănătății. Cu toate acestea, un studiu al ratelor de cancer în
Taiwan a sugerat că o creștere semnificativă a mortalităț ii de cancer apar numai la niveluri
de peste 150 ppb. Arsenul în apele subterane este de origine naturală și este eliberat din
sedimente în apele subterane datorită condițiilor anoxice ale subteranului. Multe alte țări și
districte din Asia de Sud -Est cum ar fi Vietnam și Cambod gia au medii geologice favorabile
pentru generarea apelor subterane cu concentrație mare arsen.
Părți din New England, Michigan, Wisconsin, Minnesota si Dakota sunt de asemenea
cunoscute de a avea concentr ații semnificative de arseniu în apă și în sol. N iveluri crescute
de cancer de piele au fost asociate cu expunerea la arsen în Wisconsin, chiar și la niveluri
sub nivelul de 10 părți per milliard din apa de băut.
Conform unui alt recent film finanțat de Superfund din SUA, milioane de fântâni private a u
un nivel de arsen necunoscut, iar în unele zone ale SUA, peste 20% din puțurile cu apă pot
conține niveluri care depășesc limitele stabilite. Un studio realizat pe șoareci de laborator,
sugerează ca persoanele expuse la concentrații semnificative de ar sen în apa de băut au un
risc crescut de boli mai grave sau decese în cazul infecț iei de la virusul H1N1 sau gripa
porcină.
În anul 1973 s -a descoperit că eliminarea arsenului din apa potabilă se poate face prin
procedee de tratare a apei potabile care a u demonstrat că arsenul este eliminat cu eficiență
prin co -precipitare cu fier sau cu oxizi de aluminiu. Folosirea fierului ca coagulant, s -a
dovedit c ă elimină arsenul cu o eficiență mai mare de 90%. O altă metodă eficientă și
necostisitoare pentru a elim ina arsenul din apa contaminată este forarea mai adâncă a
puțurilor, să se treacă de 152,4 metri pentru a ajunge la apele curate.
Studiile epidemiologice au sugerat o corelație între consumul îndelungat de apa potabilă
contaminată cu arsen și incidența t uturor cauzelor de mortalitate. Literatura de specialitate
oferă motive pentru a consi dera expunerea timp îndelungat la arsen poate cauza
declanșarea diabetului zaharat.
Transformarea Redox a arsen ului în apele natural e
Arsenul este unic printre metaloide și printre microelemente (urme de metale) prin m odul
de formare a oxianionilor (de exemplu, As, Se, Sb, Mo, V, Cr, U, Re). Este sensibil la variația
valorilor ale pH -ului tipic apelor naturale (pH 6,5 -8,5) atât în condiții reducătoare cât și în
cele de o xidare .

12

Arsen ul po ate apărea în mediul înconjurător în mai multe stări de oxidare ( -3, 0, +3 și +5),
dar în apele naturale se găsește în cea mai mare parte în forme an organice ca oxianioni
cum este arsenitul trivalent [As (III)] sau arseniat pentavalent [As (V)].
Formele organice ale As sunt produse de activitatea biologică în cea mai mare parte în
apele de suprafață, dar sunt rareori cantitativ importante. Compuși i organici cu As pot
apărea, în cazul în care apele sunt afectate în mod semnificativ de pol uarea industrială.
Arsenul poate fi solubilizat prin diferite procedee. Atunci când pH -ul este ridic at, arsen ul
poate fi eliberat din locurile de legare de suprafață care își pierd sarcina lor pozitivă. Atunci
când nivelurile apelor scad și minerale sulfu roase sunt expuse la aer, arsenul conținut î n
minerale sulfuroase poate fi eliberat în apă. Când carbonu l organic este present în apă,
bacteriile sunt alimentate prin reducerea directă a As (V) la As (III).
Transformările stă rilor apoase ale As sunt infl uențate de pH, de potențialul de
oxidoreducere, de concentrația de materie organică și de concentrațiile și formele de
oxidare ale altor elemente în special de fier și mangan. Principalii factori sunt pH -ul și
potențialul redox. În general, principalele f orme de As în condiții de oxidare sunt H 3AsO 4,
H2AsO 4 -, HSO 42-, și AsO 4 la valori de pH 2, 2 -7, 7-11 și 11. În condiții reducătoare, H 3AsO 4
este predominant la valori de pH 2 -9. Oxidarea și reducerea arsen ului afectează capacitatea
sa de a migra în medi ile subterane. Arsenitul este forma solubilă cea mai stabilă de arsen în
mediu reducă tor și arsenatul , care este mai puțin mobil decât arsenitul, este dominant în
mediile de oxidare la pH neutru. Prin urmare, arsenul poate avea mobilitate cres cută în
condi țiile mediilor reducătoare. Mediul de reducere este de asemenea bogat în materie
organică care poate mări so lubilitatea compușilor cu arsen . Ca rezultat, adsorbția ar senului
este redusă și arsenul dizolvat se acumulează în apa subterană. De aceea, conținu tul de
arsen este mai mare în mediile reducătoare decât în mediile oxidante .
Prezența sulfului este un alt factor care afectează transformarea arsenului în apele
naturale. Arsenul poate precipita atunci când s e formează sulfurile metalice. Î n acest fel,
arsenul este îndepărtat din apă și mobilitatea acestuia scade. Atunci când oxigenul este
prezent, bacteriile oxidante reduc sulful pentru a genera energie cu potențial d e eliberare a
arsenului din legă turi.
Reacțiile redox care implică Fe pot fi factori e sențiali în influențarea arseniului în sistemele
apoase. Reducerea oxihidroxizil or de fier joacă un r ol-cheie în eliberarea As în apă . Deci, As
poate fi îmbogățit în apă odată cu creșterea con centratiilor de Fe. În condiții reducătoare,
arsenul poate fi mobilizat prin desorbție reducătoare prin dizolvare , atunci când este
asociat cu oxizi de fier. Desorbția reducătoare are loc în două situații. Una dintre ele este
atunci când arseniatul este redus la arsenitul care este adsorbit mai slab în oxizi de fier.
Unele specii de bacterii catalizează transformările redox ale arseniului.
Din calculul echilibrelor termodinamice reiese că , concentrațiile de As (V) ar trebui să fie
mai mare decât As (III), în condiții puternic reducătoare în cazul în care SO 42- este prez ent.
Cu toate acestea, rea cțiile redox abiotice ale arsen ului sunt lente. Oxidarea As (III) de către
O2 dizolvat este o reacție deosebit de len tă.

13

Clasificare
Arsenul element ar și compuș ii cu arsen sunt clasificați drept "toxici " și "periculoși p entru
mediu" în Uniunea Europeană, în c onformitate cu Directiva 67/548/ CEE. Agenția
Internațională pentru Cercetare în Dom eniul Cancerului (IARC) recunoaș te că arsenul
elementar ș i compuș ii cu arsen din grupa 1 sunt cancerigeni, iar UE enumeră tri oxidul de
arsen, pentoxidul de arsen și sărurile de arseniat ca substanțe cancerigene de categoria 1.
Arsenul este cunoscut că provocă arsenicoza datorită prezenței sale în ap ă potabilă.
Limite legale în produsele alimentare și în băuturi
În Statele Unite, în cepând cu anul 2006, concentrația maximă în apă potabilă permisă de
către Agenția de Protecție a Mediului (EPA) este de 10 ppb , iar FDA a stabilit același
standard în 2005, pentru apele îmbuteliate.
Riscuri la expunere și remediere
Otrăvirea cu arsen poate apărea la persoanele care lucrează în industriile care implică
utilizarea de arsen anorganic și a compușilor săi, cum ar fi conservarea lemnului, producția
de sticlă, aliaje de metale neferoase, precum și producția de s emiconductori electronic.
Arsen ul anorganic se regăsește și î n emisiile de la cuptoarele de cocsificare din industria
siderurgică ( secția topitorie).
S-a propus ca As (III), care este mai toxic decât arsen (V) poate fi scos din apa freatică
folosind Saccharomyces cerevisiae din drojdi e de brutărie ( drojdia de bere)
Tratamentul de otrăvire cronică cu arsen este posibil. Anti -levizita britanic ă (Dimercaprol)
este prescrisă în doze de 5 mg/ kg până la 300 mg la fiecare 4 ore în prima zi și apoi la
fiecare 6 ore pentru a doua zi și în ce le din urmă la fiecare 8 ore timp de 8 zile.

b. Cobaltul este un element chimic , metal , cu numărul atomic 27 și simbolul Co. Acest
metal a fost izolat pentru prima oară în 1730 de către chimistul suedez George
Brandt .

Fig. 5. Cobalt

Numele acestui metal poate fi pus în relație cu cuvântul german Kobold (spirit rău).
Datorită proprietățil or sale feromagnetice cobaltul este folosit pentru
fabricarea magneților ; oxizii cobaltului sunt folosiți la obținerea unor emailuri albastre
(albastru de cobalt) pentru ceramică. Oxizii se mai folosesc și la colorarea sticlei în
albastru. O curiozitate este că sărurile higroscopice (de exemplu CoC 12) sunt albastre în
stare anhidră, și de culoare roz în stare hidratată.

14

Izotopul radioactiv Co 60 este utilizat la radioterapia cu raze gamma (gammaterapie).
Cobaltul face parte dintre metalele care deși sun t relativ puțin răspândite în natură au un
rol foarte important în aliare a cu alte metale dure. Importanț a cobaltului se datorea ză în
primul rând valorii sale, drept component al așa -numitelor aliaje dure: aliaje
metaloceramice și a liaje de turnare de tipu l steliț ilor, precum și aliaje cu proprietăți
specifice deosebite, magnetice, refractare și antiacide.
Cobaltul în scoarța terestră se găs ește numai în formă de combinație chimică, cu excepția
depoz itelor mici găsite în aliajele naturale de f ier meteorit ic. Cobaltul liber produs prin
topire reducătoare este un metal dur, lucios, gri -argintiu.
Au fost utilizaț i pigmenți albaștri pe ba ză de cobalt (albastru cobalt) î ncă din cele mai vechi
timpuri pentru bijuterii ș i vopsele, precum și pentru a da o tentă d e albastru distinctiv
pentru sticlă .
În zilele noastre, cobal tul este produs în mod specific din diverse minereuri metalice
lucioas e, de exemplu, cobaltit (Co,As, S), dar principala sursă a elementului este un produs
secundar al unui minereu de cupru și nic hel. “Centura de siguranță” a cuprului este în
Congo și Zambia unde se menține la randamentele cele mai bune și minereu de cobalt.
Cobaltul este utilizat în principal ca metal, în prepararea aliajelor magnetice de putere
înalta și rezistente la uzură .
Compuși i silicați de cobalt și aluminat de cobalt (II) (CoAl 2O4, albastru cobalt) dau o culoare
albastru închis distinctiv pentru sticlă, ceramică, cerneluri, vopsele și lacuri.
Cobalt apare in mod natural numai ca un izotop stabil, cobalt -59. Cobalt -60 e ste un
radioizotop comercial important care este folosit ca trasor radioactiv și pentru producerea
de raze gamma de înaltă energie.
Cobaltul este ce ntrul activ al coenzimei numită cobalamină, cel mai comun exemplu fiind
vitamina B12. Prin urmare este un mineral esential pentru dietele tuturor animalelor.
Cobaltul în formă anorganică este un nutrient activ pentru bacterii, alge și ciuperci .
Caracteristici
Cobaltul este un metal feromagnetic cu o greutate specifică de 8,9. Temperatura Curie este
de 1115 ° C (2039 ° F), iar momentul magnetic este 1,6 -1,7 Magn eton Bohr -Procopiu per
atom. Cobaltul are o permeabilitate relativă de două treimi din cea a fierului. Cobaltul
metalic apare ca două structuri cristalografice: HCP și FCC. Temperatura de tranzi ție ideală
între structurile HCP și FCC este de 450 ° C (842 ° F), dar în practică, diferența de energie
este atât de mică încat creșterea aleatorie este comună pentru cele două forme. Cobaltul
este un metal reducător slab protejat împotriva oxidării prin tr-un strat de film de oxid de
pasivare. Acesta este atacat de halogeni și sulf.
Încălzirea în oxigen a cobaltului produce Co 3O4 care pierde oxigen la 900°C (1650 ° F)
pentru a da monoxidul CoO. Metalul reacționează cu fluor (F2) la 520 K pentru a da CoF3 ;
cu clor (Cl2), brom (Br2) și iod (I2), se formează halogenurile binare corespunzătoare.
Cobaltul nu reacționează cu hidrogen gazos (H2) sau gaz de azot (N2) chiar și atunci când
este încălzit, dar nu reacționează nici cu bor, carb on, fosfor, arsen și sul f. La temperaturi
obișnuite Co reacționează lent cu acizi minerali și foarte lent în mediu umed, dar nu
reacționează în prezența aerului uscat.
Compusi

15

Stări le comune d e oxidare ale cobaltului sunt +2 și +3, cu toate că sunt cunoscuți ș i
compuși cu stăr i de oxidare variind de la starile -3 la +4. O stare de oxidare comun ă
pentru compușii simpli este +2 (cobalt (II)). Aceste săruri formează prin reacț ie cu apa
complexul metalic apos de culoare roz [Co (H 2O) 6]2+. Prin adăugarea de cloruri se obț ine o
culoare albastru intens [CoCl 4]2-.
Compuși de oxigen și calcogen
Calcogenii sunt elementele chimice din grupa 16 a tabelului periodic. Acest grup este de
asemenea cunoscut sub numele de familie de ox igen. Se compune din elementele: oxigen
(O), sulf (S), s eleniu (Se), telur (Te), iar poloniu element radioactiv (Po) .
Sunt cunoscuți mai mulți oxizi de cobalt: cobalt verde (II) oxid (CoO) cu structura de rocă
de sare. Este ușor de oxidat cu apă și oxigen la hidroxid maro de cobalt (III) (Co (OH) 3). La
temper aturi de 600 -700°C, CoO se oxidează la cobalt albastru (II, III), oxid (Co 3O4), care are
o structură de spinel. Negru de cobalt adica oxid de cobalt (III) (Co 2O3) este de asemenea
cunoscut. Oxizii de cobalt sunt antiferomagnetici la temperatură scăzută.
Principalii c alcogeni de cobal t includ negru de cobalt (II), sulfurile CoS 2, care adoptă o
structură de tip pirită și cobalt (III) ca sulfură (Co 2S3).
Halogenuri

Fig. 6. Clorură hexahidratată de cobalt (II)

Se cunosc patru dihalogenuri de cobalt (II):
 cobalt (II) bromură și fluorură (COF 2, roz),
 cobalt (II) clorură de cobalt (CoCl 2, albastru),
 cobalt (II) (CuBr 2, verde),
 cobalt (II) iodură (CoI 2 , negru -albăstrui ).
Aceste halogenuri există în formă anhidră și hidratat ă. Diclorura anhidră este de culoa re
albastră și cea hidrată este de culoare roșie.
Potențialul de reducere pentru reacția
Co3+ + e− = Co2+
este 1.92 V dincolo de faptul că pentru clor , la clorura este 1.36 V.
Ca o consecință cobalt (III) și o clorura ar avea ca rezultat reducerea c obalt (III) la cobalt
(II).
Potențialul de reducere al fluorului este atât de mare, 2.87 V, cobalt (III) î n combinaț ie cu
florul (florurile) sunt compusi stabili. Flo rura de cobalt ( Cobalt (III)) care este utilizată în
unele reacții de fluorurare ș i reacționează puternic cu apa.

16

Compuși de coordonare
În ceea ce privește toate metalele, compuși i moleculari și ioni i polia tomici de cobalt sunt
clasificați sub formă de complexe (complecși) de coordonare, adică molecule sau ioni care
conțin cobaltul legat de mai multe liganzi.
Principiile electronegativității și al durității moi ( moale) a unei serii de liganzi pot fi
utilizate pentru a explica starea de oxidare obișnuită a cobaltului.
De exemplu, complecșii Co + 3 tind să aibă liganzi amina.
Așa cum fosfor ul este mai moale decât azotul, liganzi i fosfinic i tind să faciliteze legarea
Co2 + și Co+ în liganzi, un exemplu fiind complexul lingand tris (trifenilfosfină) clorură de
cobalt(I) cu formula chimică ((P (C 6H5) 3)CoCl).
Cu cât este mai electron egativ (și mai greu) cum sunt oxidul și fluorura, aceștia pot stabiliza
derivații de Co4+ și Co5+ ca de exemplu hexafluorocobaltit de cesiu (Cs 2CoF 6) și percobaltitul
de potasiu (K 3CoO 4).
Alfred Werner, un câștigător al premiului Nobel a fost pionier în domeniu l chimiei de
coordonare, a lucrat cu compuși ai formulei empirice [Co(NH 3)6]CI 3. Unul dintre izomeri i
determinați a fost hexamina de cobalt (III) . Acest complex de coordonare es te un "tipic" de
felul complex Werner ș i este format dintr -un atom de cobalt central de coordonare legat de
șase liganzi amina ortogonali între ei și trei contra -anioni de clorură .
Utilizarea liganzilor de chelare ca etilen diamină în loc de amoniac se obț ine clorură de tris
(etilendiamina) de cobalt (III) ([Co (en) 3] CI 3), car e a fost unul dintre primii complecș i de
coordonare care a fost rezolvat (studiat) prin izomerii optici.
Complexul există în ambele forme fie “dreptaci” sau “stângaci” (pozitiv sau negativ) ca o
"elice cu trei pale". Acest complex a fost izolat pentru prim a dată de Werner sub formă de
cristale în formă de ace de culoare galben -aurie.
Compușii organo -metalici
Cobaltocene este un analog stru ctural ferocen, în cazul înlocuitori lor de cobalt pentru fier.
Cobaltocenul este cunoscut și sub denumirea de bis (cicl opentadienil) de cobalt (II) sau
chiar "bis Cp cobalt", este un compus o rganocobalt cu formula Co (C5H5) 2. Este un solid
viole t închis, care sublimează ușor cu puțin peste temperatura camerei. Cobaltocenul a fost
descoperit la scurt timp după ferocen care a fost primul metaloce n.

\

Fig. 7. Cobaltocenul

Cobaltoceul este sensibil la oxidare cu mul t mai mult decât ferocenul.
Carbonilul de cobalt (Co 2(CO) 8) este un catalizator în reac țiile de carbonilare și la reacțiile
de hidroxilare. Vitamina B12 este un compus organometalic găsit în natură și este singura
vitamină care conține un atom de metal.

17

Izotopi
59Co este singurul izotop stabil de cobalt și singurul izotop care există în mod natural pe
Pământ. Izotopii gama de cobalt au greutatea atomica de la 50 x 50 (Co) la 73 u (73Co).
Modul de dezintegrare primară pentru izotopi i cu o unitate de masă atomică cu valori mai
mici decât cea a izotopului stabil cel mai abundent, 59Co este o captură de electroni iar
modul primar de degradare pentru cei mai mar i de 59 de unități atomice de masă este
dezintegrarea beta. P rodusele de descompunere primară mai mici de 59Co (mai mici de 59
de unitati ato mice) sunt elementele 26 (fier) , izotopii și după 28 sunt elemente (nichel) si
izotopii.

Fig. 8. Portelan cu cobalt albastru fabricat in anul 1335 in China

Forme în natură
Forma stabilă de cobalt este creat ă în supernova prin r -proces. Acesta cuprinde 0,0029%
din scoarța terestră și este una dintre primele metale de tranziție. R-proces este un proces
care are lo c în nucleosinteză supernova și este responsabil pentru crearea a aproximativ
jumătate din nucleii atomici bogați î n neutron i care sunt mai grei decât fierul) .
Cobalt liber (metalu l nativ) nu se găsește în scoarța terestră ( Pământ), datorită cantității de
oxigen din atmosferă și a clorului din ocean.
În natură , cobaltul este frecvent asociat cu nichel și ambele sunt componente caracter istice
ale fierului meteoritic deși cobaltul este mult mai abundent în meteoriț ii de fier decât
nichelul.
Este o component ă majoră metalică în combinație cu sulful și arsenul din cobaltitul sulfidic
(CoAsS), sfaleritul (CoAs 2), glauconit ul ((Co,Fe)AsS) și skutterudite (CoAs 3) minerale.
Mineralul cattierite este similar cu pirita și se produce împreună cu vaesite în depozit ele
de cupru ale provinciei Katanga. La cont actul cu atmosfera, intemperiile fac să apară și
mineralele sulfuroase care se oxidează pentru a forma erythrite roz ("cobalt scurt":
CO 3(ASO 4)2 · 8H 2O) și spherocobaltite (CaCO 3).
Productia

18

Fig. 9. Minereu de cobalt Fig. 10. T endinț ă de producț ie mondială

Principalele minereuri de cobalt sunt : cobaltit, erythrite, glauco dot și skutterudite, dar cel
mai mult minereu de cobalt este obținut prin reducerea compușilor cu cobalt, care apar ca
produse secundare de nichel și a activităților miniere de cupru.
Există mai multe metode pentru separarea cobaltului din cupru și nichel. Ele depind de
concen trația de cobalt și compoziția exa ctă a minereului utilizat. O etapă de separare
implică flotație cu spumare, în care agenții activi de suprafață se leagă la componente de
minereu diferite, ceea ce duce la o îmbogățire a minereurilor de cobalt.
Ulterior pr ăjirea transformă minereurile până la sulfatul de cobalt, în timp ce cuprul și
fierul se oxidează la oxid. Levigarea cu apă extrage sulfatul împreună cu arsenați.
Reziduurile sunt dizolvate în continuare cu acid sulfuric obținându -se o soluție de sulfat de
cupru. Cobaltul poat e fi extras (levigat) din zgura de topitorie a cuprului.
Produsele obținute din procedeele menționate mai sus se transformă în oxid de cobalt
(Co 3O4). Acest oxid este redus la m etal prin reacția aluminotermică sau prin reducerea cu
carbon într-un furnal.
Aplicatii
Principala aplicație a c obaltului este ca metal liber în producția anumitor aliaje de înaltă
performanță.
Aliaje
Superaliajele pe bază de cobalt consumă cea mai mare parte din cobaltul produs.
Stabilitatea temperaturii acesto r aliaje le face potrivite pentru a fi utilizate în palete de
turbine pentru turbine cu gaz și î n industria motoarelor de avioane cu reacție deși aliajele
pe baz ă de nichel singur cristalizat le depășesc la performanț e în această privință pe cele de
cobal t.
Aliajele pe bază de cobalt sunt de asemenea rezistente la coroziune și rezistente la uzură.
Acest lucru le face utile în domeniul medical, în cazul în care cobaltul este adesea utilizat
(împreună cu titanul) pentru implanturi ortopedice. Dezvoltarea al iajelor pe baza de cobalt
rezistente la uzură a început în primul deceniu al seco lului al 19 -lea cu aliajele ste lite care
sunt aliaje de coba lt, crom, cu diferite concentraț ii de tungsten și cu diferite conținuturi de
carbon.
Formarea carburilor de crom și wolfram le face foarte rezistente la uzură. Aliaje sp eciale de
cobalt -crom -molibden cum ar fi Vitallium sunt folosite pentru pr oteze (ș i piesele acestora)
cum ar fi pentru șold și genunchi. Aliajele de cobalt sunt de asemenea folosite pentru
protezele dentare în cazul în care acestea sunt utile pentru a evita alergiile la nichel.

19

Aliajele speciale de aluminiu, nichel, cobalt și fie r cunoscut sub numele de Alnico și aliajul
de samariu și cobalt (magnet samarium cobalt) sunt folosite în confecționarea ma gneți lor
permanenți . De asemenea, este al iat cu 95% platină pentru bijuteri i, potrivit pentru
turnarea detaliată fină și este ușor magnetic.
Baterii
Oxidul de litiu ș i de cobalt (LiCoO 2) este utilizat pe s cară largă în catozii bateriei litiu -ion.
Materialu l este compus din straturi de oxid de cobalt în care este intercalat litiu. În timpul
descărcării litiului intercalat între straturi el este eliberat ca ion de litiu. Nichel -cadmiu
(NiCd ) și hidrura de nichel metalic ș i baterii (NiMH) conțin cantități sem nificative de
cobalt; cobaltul îmbunătățește capacitățile de oxidare ale nichelului în baterie.
Catalizatori
Mai mulți compuși de cobalt sunt folosiți în reacții chimice drept catalizatori de oxidare.
Acetatul de cobalt este utilizat pentru conversia xilen ului la acid tereftalic care este
precursorul vrac din polimerul de polietilenă tereftalat . Catalizatorii tipici sunt carboxilații
de cobalt (cunoscuti sub numele de săpunuri de cobalt). Carboxilații sunt utilizaț i în
vopsele, lacuri și cerneluri ca "a genți de uscare", prin oxidarea uleiuri lor de uscare. Aceiași
carboxilați sunt folosiți pentru a îmbunătăți aderența oțelului de cauciuc în anvelopele
radiale cu structură de centură de oțel.
Catalizatorii pe bază de c obalt sunt de asemenea importanț i în reacțiile care implică
monoxidul de carbon. Reformarea cu abur este util ă în producerea de hidrogen ș i
utilizează cataliz atori pe bază de oxid de cobalt .
Cobaltul este de asemenea un catalizator în proc esul Fischer -Tropsch care este utilizat în
hidrogena rea monoxidului de carbon în combustibilii lichizi.
Hidroformilarea alchenelor se bazează adesea pe octacarbonil de cobalt drept catalizator
cu toate că astfel de proce se au fost parțial (deplasate) înlocuite de catalizatorii pe bază de
iridium și pe baz ă de sodiu, mai eficienț i, de exemplu, procesul Cativa.
Hidrodesulfurare a petrolului utilizează un catalizator derivat din cobalt și molibden. Acest
proces ajută pentru a elimina impuritățile de sulf din petrol deoarece impurităț ile
interferează la rafin area combustibililor lichizi.
Pigmenți și coloranț i
Înainte de secolul al 19 -lea utilizarea predominantă a cobaltului era ca pigment. Încă din
Evul Mediu a fost folosit în producerea de smalț ș i a sticlei de culoare albastră ( pahare).
Smalțul este produ s prin topirea unui a mestec de minerale smaltite de cuarț, carbonat și
potasiu, prin prăjire obținându -se o sticlă de culoare închisă, silicat albastru, care este
măcinat după producer e. Smalț ul a fost utilizat pe scară largă pentru colorarea sticlei și c a
pigment pentr u pictură . În 1780, Sven Rinman a descoperit cobaltul verde și în 1802 Louis
Jacques Thenard a descoperit cobaltul albastru.
Cele două varietăți de cobalt pigment albastru, albastru de cobalt (aluminat de cobalt) și
verde de cobalt (un ame stec de oxid cobalt (II)si oxid de zinc), au fost fol osite ca pigmenți
pentru pictură datorită stabilit ății lor foarte mari (superioară ).

Radioizotopi

20

Cobalt -60 (Co -60 sau 60Co), este util ca o sursă de raze gamma deoarece acesta poate fi
produs în cant itate previzibilă și are activitate ridicată prin bom bardarea cobaltului cu
neutroni . Produce doua raze gamma cu energii de 1,17 și de 1,33 MeV.
Utilizările sale includ radioterapie cu fascicul extern , sterilizarea cons umabilelor medicale
și a deșeuri lor medicale, tratament e cu radiații ale alimentelor pentru steriliza re
(pasteurizare la rece), radiografie industrială (de exemplu, radiografiile pentru integritatea
sudurii), măsurători de densitate (de exemplu, măsurători de densitate de beton),
întrerup ătoare de înălțime pentru umplerea rezervo arelor.
Cobalt ul de la aparatele de radioterapie a reprezentat un pericol grav atunci când nu a fost
eliminat în mod corespunzător, iar unul dintre cele mai grave accidente de contaminare cu
radiații în America d e Nord a avut loc în 1984, după ce o unitate de radioterapie cu conținut
de cobalt -60 a fost casată și a fost dezasamblată greșit într-un cimitir de vechi turi în Juarez,
Mexic. Cobalt -60 are un timp de înjumătățire radioactivă de 5.27 ani. Această scădere a
activității necesită înlocuirea periodică a surselor utilizate în radioterapie și este unul
dintre motivele pentru care aparatele de radioterapie cu cobalt au fost înlocuite în mare
măsură de acceleratoare liniare de radia ții în terapia modernă .
Cobalt -57 (Co -57 sau 57Co) este un radioizotop de cobalt cel mai des utilizat în teste
medicale . Este un agen t de radiomarcare pentru absorbția vitaminei B12 ș i pentru testul
Schilling. Cobalt -57 este ut ilizat ca sursă în spectroscopia Mos sbauer și este una din surse le
posibile ale dispozitivelor de fluorescență cu raze X. Noul design (sau modele) ale armelor
nucleare ar putea încorpora în mod intenționat 59Co care ar urma sa fie activat într -o
explozie nucleară pentru a produce 60Co. 60Co dispersat ca reziduu ri radioactive, creează
ceea ce este numit uneori o bombă de cobalt.
Alte utiliză ri
Alte utilizări ale coba ltului sunt în galvanoplastie datorită aspectului său atractiv și datorită
durității și rezistenței la oxidare și ca bază pentru emailurile pentru po rțelan (bază pentru
porț elanul emailat) .
Rolul b iologic
Cobaltul este esențial pentru toate animalele.

Fig. 11. Cobalamin a

21

Cobaltul este un co nstituent esențial al cobalaminei , de asemenea, cunoscut sub numele de
vitamina B12, care este rezervorul bi ologic primar al cobaltului ca element in "ultra urme"
(ca microelement, oligoelement).
Bacteriile din intestinele animalelor rumegătoare pot converti sărurile de cobalt în
vitamina B12, un compus care poate fi produs numai de către bacterii sau Archaea.
Archaea este unul d intre cele trei domenii ale vieț ii, alături de Bacteria și Eucaria . Este
constituit din organisme unicelulare, anucleat e și care nu au organite despărț ite de
membrane. Archaea au fost clasificate ca bacterii și au primit titlul de "archaebacteria", dar
această clasificare este acum depășită. Celulele archaea au proprietăț i diferite de celulele
bacteri ilor sau ale eucariotelor. Archaea se împart în patru încrengături . Clasificarea lor este
dificilă pentru că archaea sunt rareori studiate în laborator și sunt doar analizat e la nivelul
acizilor nucleici, din mostre prelevate din mediul înconjurător .
Prezența concentrației minime de cobalt în sol îmbunătățește semnificativ starea de
sănătate a animalelor care pasc iar o absorbție de 0,20 mg / kg corp pe zi este recom andat ă
pentru animale deoarece cu ajutorul lor se poate obține vitamina B 12.
Animalele care nu pot produce vitamina B 12 din propriile lor bacterii gastro -intestinale sau
a altor animale, trebuie să obțină această vitamin ă din prefabricate î ncorporate în alte
prod use de origine animală care alcătuiesc dieta lor, pentru că nu pot beneficia de pe urma
ingerării a sărurilor simple de cobalt.
La om vitamina B 12 există în două tipuri de ligand alchil: metil și adenozil. MeB 12
promovează transferul grupelor m etil ( -CH 3). (Me = metal) . Versiunea adenozil B 12
catalizează rearanjamente în care un atom de hidrogen este transferat direct între doi
atomi adiacenți cu un schimb concomitent al celui de -al doilea substituent X, care poate fi
un atom de carbon cu su bstituenți, un atom de oxigen al unui alcool sau o amină.
Metilmalonil coenzima A mutază (MUT) convertește MML -CoA în Su -CoA, un pas important
pentru extragerea energiei din proteine și grăsimi.
Cu toate că sunt mult mai puțin frecvente decât alte metal oproteine (de exemplu, cele de
zinc și fier), prote inele de cobalt sunt cunoscute și î n afara vitaminei B 12
Aceste proteine incl ud metionina aminopeptidaza 2, o enzimă care apare la oameni și alte
mamifere care nu utilizează inelul Corrin al vitaminei B 12 dar se leaga direct de cobalt.
O altă enzimă de cobalt non -Corrin este nitril hidratază, o enzimă în bacterii care sunt
capabile să metabolizeze nitrilii.
Precauț ii
Cobaltul este un element esențial pentru viață în cantități infime. Valoarea DL50 pentr u
sărurile de cobalt solu bile a fost estimată a fi între 150 și 500 mg / kg. Astfel, pentru o
persoană de 100 kg , LD50 pentru o singură doză ar fi de aproximativ 20 de grame.
Cu toate acestea, ingestia (ingerarea) de cobalt a cauzat grave probleme de sănă tate,
probleme cronice la doze mult mai mici decât doza letală.

22

În 1966, adăugarea de compuși de cobalt pentru a stabiliza spuma de bere în Canada, a
condus la o formă particulară de cardiomiopatie indusă de toxine, care a ajuns să fie
cunoscut ă sub nu mele de cardiomiopatie bă utorului de bere.
După nichel și crom, cobaltul este o cauză majoră a dermatitei de contact.
Cobaltul poate fi absorbit în mod ef icient de către oasele de porc carbonizate; însă acest
proces este inhibat de cupru și zinc; aceste două elemente au o afinitate mai mare pentru
oasele carbonizate.

c. Cromul este un element chimic care are simbolul chimic Cr și numărul atomic 24.
Este primul element chim ic al grupei 6. Are o culoare alb -cenușie și este lucios. Oxidul de
crom a fost folosit de către chinezi, încă de acum 2000 de ani, pe timpul dinastiei Qin ,
pentru a acoperi vârfurile armelor. Cromul în combinație cu alte elemente are un co lorit
variat, fiind folosit și ca pigment în vopsele sau lacuri. Cromul adăugat în timpul fabricării
oțelului , îl face pe acesta să fie mai rezistent la coroziune și la decolorare. Această u tilizare,
alături de placarea cu crom ( electroplacarea ) sunt cele mai uzuale metode de folosire a
cromului.
Cromul și ferocromul se obțin din același mineral, cromit (FeCr 2)O4 , prin tratarea la cald,
având agent reducător siliciul sau prin aluminotermie .
Proprietăți fizice – Cromul este un metal dur, de culoare albă argintie, rezistent la coroziune,
în forma nativă fiind ușor de prelucrat.
Proprietăți chimice -După gradul de oxidare se poate distinge Cr+2, Cr+3 și Cr+6, cel mai
stabil fiind Cr+3. Cromații (CrO 42−) respectiv bicromatul Cr2O72- sunt folosiți ca oxidanți
energici , fiind toxici și cancerigeni. Î n soluție apoasă acidă se colorează în galben și acceptă
ionii de H+, dacă se schimbă pH -ul soluției în alcalin soluția devine portocalie.
2CrO 42- + 2H+ ↔ Cr2O72− + H 2O
Cromul este un metal destul de răspândit în scoarța pământului dar numai sub formă de
combinații chimice, cromit (FeCr 2)O4) cu un conținut în crom de 0,033%. În metalurgia
cromului se disting două etape mai importante și anume: fabricarea oxidului de crom și
obținerea cromului metalic. Face parte din categoria metalelor puțin reactive, în stare
compactă prezintă o rezistență deosebită față de oxigen și agenți i atmosferici chiar și la
temperaturi ridicate.
Minereul de bază folosit la extragerea cro mului este cromitul, metalul se obți ne printr -o
reacție de reducere (redox ) din cromit cu ajutorul aluminiului sau siliciului :
4 FeCr 2O4 + 8 Na 2CO 3 + 7 O 2 → 8 Na 2CrO 4 + 2 Fe 2O3 + 8 CO 2
Na 2Cr2O7 x 2 H 2O + 2 C → Cr2O3 + Na 2CO3 + 2 H 2O + CO
Cr2O3 + 2 Al → Al2O3 + 2 Cr
Încă din veacul trecut s -a observat că adausurile de crom în oțel contribuie la creșterea
caracteristicilor mecanice precum și a rezistenței la coroziune ale acestuia. Dar, influența
favorabilă pe care o exercită cromul asupra oțelului nu a fost exploatată decât foarte puțin

23

până în anii care au precedat primul război mondial. Î n prezent se poate spune că cromul
constituie principalul element de aliere al oțelurilor. Oțelurile cu conținuturi mai scăzute de
crom (0 ,3—4%) posedă o duritate ridicată și o bună rezistență de rupere la tracțiune. Sunt
mai multe procedee de a acoperi aliajele fierului , respectiv oțelul , cu un strat de crom
prin galvanizare .
Cromul și derivații sunt utilizați în:
1. cromarea dură, stratul de crom având o grosime de 1000 μm (utilizat în fabricar ea
motoarelor) ;
2. cromarea decorativă , stratul de crom având o grosime de < 1 μm (cu rol anticoroziv)
3. folosirea în amestec ca aliaj ca anticoroz iv la piese metalice care sunt supuse la
temperaturi ridicate ;
4. accelerarea unor reacții chimice în calitate de cat alizator;
5. folosirea cromitului la producerea și arderea cărămizilor ;
6. colorarea verzuie a sticlei ;
7. fabricarea coloranților, sau la producerea benzilor magnetice de înregistrare
acustică prin folosirea cromaților;
8. în laboratoare, ca detergent a bicromatului de potasiu .
Izotopi
Cromul (83.789% abundența naturală) este compus din trei izotopi stabili; 52Cr, 53Cr și 54Cr
dar cel mai stabil este 52Cr , 50Cr are un timp de înjumătățire de (mai mu lt) 1,8 x 1017 ani,
iar 51Cr are un timp de înjumătățire de 27,7 zile. Toți izotopi radioactivi răma și au perioade
de înjumătățire, care sunt mai puțin de 24 de ore, iar majoritatea dintre acestea au
perioade de înjumătățire, care sunt mai puțin de 1 minut . 53Cr este produsul de degradare
radiogenică a 53Mn (timp de înjumătăți re = 3,74 milioane de ani).
Conținutul de izotopi ai Cromului sunt combinați în mod tipic cu un conținut de mangan
izotopic și au aplicar e în geologia iz otopic ă .
Compuș i
Cromul este un memb ru al metalelor de tranziție, din grupa 6. Cromul are o configurație
electronică 4s13d5, datorită energiei scă zute a configurației de spin înalt.
Cromul prezintă o gamă largă de posibile stări de oxidare, în caz ul în care starea (treapta)
+3 este c el mai stabil punct de vedere energetic; cele +3 și +6 state sunt cel mai frecvent
observate în compuși de crom, în timp ce treptele de oxidare 1 , +4 și +5 state sunt rare.

24

Fig. 12. Diagrama Pourbaix pentru crom în apă pură, acid percloric sau hid roxid de sodiu
Un număr mare de com puși de crom (III) sunt cunoscuț i. Cromul (III) poate fi ob ținut prin
dizolvarea cromului elementar în acizi , cum ar fi acidul clorhidric sau acidul sulfuric. Ionul
Cr3+ are o rază similară (rază 63 pm) cu cea a Al +3 (rază de 50 pm) astfel încât aceș tia se
pot înlocui reciproc în unii compuși, cum ar fi în alaunul crom și alaunul de aluminiu.
Atunci când o cantitate infimă de Cr 3+ înlocuiește un Al3+ în corindon (oxid de aluminiu,
Al2O3), se formează rubin de culoare r oșie.
Corindonul (rubin) – este un mineral clasat ca duritate pe locul doi după diamant pe
scara Mohs . Din punct de vedere al compoziției chimice este un oxid de aluminiu având
formula Al 2O3, prin urmare aparține de clasa oxizilor, cristalizând în sistemul trigonal.

Fig. 13. Corindonul rubin
Ionii de crom (III) tind să formeze complecși octa edrici. Culorile acestor complecși sunt
determinate de liganzi care sunt atașati de Cr la centru. Cromul(III), disponibil comercial
este în formula de [CrCl 2 (H2O) 4]Cl complexul d e clorura hidratată de culoare verde închis.
Compușii strâns înrudiț i au culori diferite: verde pal [ClCr (H 2O) 5] Cl 2 și violet [Cr (H 2O) 6]
CI3.

25

Cromul (III) hidroxid (Cr (OH) 3) este amfoter și se dizolvă în soluții acide pentru a forma
[Cr (H 2O) 6] 3+ și în soluții bazice pentru a forma [ Cr (OH) 6] 3-. Acesta este deshidratat prin
încălzire pentru a forma crom (III) oxid (Cr 2O3) verde de crom, care este oxidul stabil, cu o
structură cristalină ide ntică cu cea a corindonului.
Chromium(VI) . Crom în treapta (VI) este în compuși oxidanți pute rnici la pH scăzut sau
neutru. Cei mai importanți sunt anionul Cromat (CrC 2- 4) și anionul dicromat (Cr 2O72-) care
există în echilibru:
2 [CrO 4]2− + 2 H+ [Cr 2O7]2− + H 2O
Halogenurile de crom (VI) sunt de asemenea cunoscute și includ CrF 6 hexafluorura și
clorura de cromil (CrO 2Cl2).
Cromatul de sodiu este produs industrial prin prăjirea oxidativă a minereului de cromit cu
calciu sau carbonat de sodiu.
Atât anionii cromat cât și cei de dicromat sunt reactivi puternici de oxidare la pH scăzut:
Cr2O 2− 7 + 14 H 3O+ + 6e− → 2 Cr 3+ + 21 H 2O (ε0 = 1.33 V)
Atât anionii cromat cât și cei de dicromat sunt reactivi moderați de oxidare la pH ridicat:
CrO 2− 4 + 4 H 2O + 3 e− → Cr(OH) 3 + 5 OH− (ε0 = −0.13 V)
Acidul cromic are ipotetic cu formula H 2CrO 4.
Crom (V) și crom (IV). Starea de oxidare 5 se realizează numai în câțiva compuși, dar sunt
intermediari în multe reacții care implică oxidarea de către cromat. Singurul compus binar
este fluorura de crom volatilă (CrF5), crom în treapta (V) . Compușii de crom (IV) (în starea
de oxidare +4) sunt mai puțin întâlniți decât cei de crom (V).
Tetrahalogenurile, CrF 4, CuCl 4 și CrBr 4, pot fi produse prin tratarea trihalogenurilor (CrX 3)
cu halogenul corespunzător la temperaturi ridicate.
Crom (II). Mulți compuși de crom (II ) sunt cunoscuți, inclusiv crom stabil în apa (II), CrCl 2,
care pot fi obținuți prin reducerea cu zinc a cromului (III). Soluția rezultată albastru
strălucitor este st abilă numai la un pH neutru.
Cel ma i cunsocut dintre carboxilații cromoși este acetatul de crom roșu (Cr 2 (O2CCH 3) 4),
care are o legătură tetravalentă.
Crom (I). Cei mai mulți compuși de Cr (I ) se obțin prin oxidarea Cr și formează complecși
octaedrici bogati în electroni. Alți complecși Cr (II) conțin liganzi ciclopentadi enil. Prin
difracți e cu raze X s -a identificat o legătură simplă cvintuplă Cr -Cr (lungime 183.51 (4) pm) .

Fig. 14. Compușii cromului determinați experimental care conțin crom (V)

26

Crom (0). Sunt cunoscuți mulți compuși cu crom (0) . Cei mai mulți sunt der ivați de crom
hexacarbonil sau bis (benzen) crom.
Cromatul este convertit de acid sulfuric în dicromat.
4 FeCr2O4 + 8 Na2CO3 + 7 O2 → 8 Na2CrO4 + 2 Fe2O3 + 8 CO2
2 Na2CrO4 + H2SO4 → Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O
Bicromatul se transformă în oxid de crom (III), prin reducere cu cărbune și apoi redus într –
o reacție cu aluminotermie la crom.
Na2Cr2O7 + 2 C → Cr2O3 + Na2CO3 + CO
Cr2O3 + 2 Al → Al2O3 + 2 Cr
Aplicaț ii
Metalurgie. Oțelurile pentru mașinile de mare viteză conțin între 3 și 5% crom. Oțel ul din
inox este principal ul al iaj metalic rezistent la coroziune și se formează at unci când se
adaugă crom peste fier în concentrații suficiente, de obicei peste 11%. Pentru formarea sa
se adaugă ferocrom la fierul topit. De asemenea, aliaje le pe bază de nichel cresc în putere
datorită formării particulelor de carbură metalică care f ormează legături foarte stabile.
Duritatea relativ ridicată și rezistența la coroziune face din crom un strat foarte bun de
suprafață și este în continuare cel mai "popular" metal de acope rire cu o durabilit ate
combinată de neegalat.
În procesul de acoperire prin conversie a cromatului , sunt folosite proprietățile oxidative
puternice ale cromaților pentru a depune un strat de oxid protector pe metale, cum ar fi
aluminiul, zincul și cadmiul.
Anodizarea acid ului cromic (sau de tip I anodizare) a alumin iului este un alt procedeu
electrochimic, care nu duce la depunerea de crom, dar folosește acidul cromic ca electrolit
în soluție (în locul acidului sulfuric) .
Colorant și pigment
Utilizarea de crom galben, a scăzu t din cauza preocupărilor legate de mediu și de siguran ță
și a fost înlocuit cu pigmenți organici sau alternative fără plumb și crom. Alți pigmenți pe
bază de crom sunt spre d e exemplu pigmentul roșu luminos cu crom roșu, care este o bază
de cromat de plum b (PbCrO 4 · Pb (OH) 2).
Un foarte important pigment cromat care a fost utilizat pe scară largă a fost cromatul de
zinc care a fost înlocuit cu fosfatul de zinc.
Cromul v erde este un amestec de albastru de Pr usia și galben de crom; oxidul verde de
crom est e oxid de crom în treapta (III). Oxizi de crom su nt folosiți ca o culoare verde în
procesul de prelucrare a sticlei și ca o glazură din ceramică. Oxidul de crom verde este
extrem de ușor și rapid ca atare este utilizat în acoperirile de placare. Este de as emenea
principalul ingredient în vopsele reflectorizante IR, utilizate de forțele armate, pentru a
picta vehicule, pentru a le da aceeași r eflexie IR ca frunze verzi.
Rubinul sintetic și primul laser
Rubinele naturale sunt de fapt oxid de aluminiu – cori ndon, cristale care sunt colorate în
roșu datorită ionilor de crom (III) .Un astfel de cristal de rubin sintetic a fost baza pentru
primul laser, produs în 1960, care s -a bazat pe emisia stimulată de lumină de la atomii de
crom într -un astfel de cristal.

27

Conservare a lemnului
Din cauza toxicității lor, sărurile crom (VI) sunt utilizate pentru conservarea lemnului. De
exemplu, arseniatul de cupru cromat (CCA), este utilizat în tratarea lemnului pentru a
proteja lemnul de ciuperci, carii, insectele care ata că lemnul , inclusiv termite. Formulele
CCA conțin crom pe baza de oxid de CrO 3 între 35,3% și 65,5%.
Tăbăcirea pie ilor
Sărurile de Crom (III), alaunii speciali de crom și sulfat de crom (III), sunt utilizate în
tăbăcirea pieilor.Crom (III) stabilizează p ielea prin legarea încrucișată a fibrelor de colagen.
Cromul din pielea tăbăcită poate conține între 4 și 5% crom, care este strâns legat de
proteine.
Material refractar
Rezistivitatea termică ridicată și punctul de topire ridicat al cromului face din oxi d cromit
(III), un material folosit pentru aplicații refractare la temperaturi ridicate, cum ar fi fur nale,
cuptoare de ciment, matrițe pentru arderea cărămizilor și nisipurilor, la turnarea metalelor
în turnătorie . În aceste aplicații, materialele refract are sunt fabricate din amestecuri de
cromit și magnetit. Din cauza posibilității formării de crom (VI) care are toxicitate ridicată,
utilizarea lor este în scădere din cauza reglementărilor de mediu .
Catalizatorii
Mai mulți compuși de crom sunt utilizați d rept catalizatori pentru procesarea
hidrocarburilor. De exemplu, catalizatorul Phillips, preparat din oxizi de crom, este u tilizat
pentru producerea de polietilenă . Oxizi i de Fe -Cr amestecați sunt folosiți drept catalizatori
de temperatură ridicată pentru reacția de transformare gaz – apă. Cuprul cromat este un
foarte bun catalizator de hidrogenare.
Alte utiliză ri
 Cromul (IV) din dioxidul de Cr (CrO 2) este un compus magnetic. Forma sa
anizotropică ideală , care conferă o coer civitate ridicată și magnetizar e remanentă
este dată de un compus superior γ -Fe2O3. Oxidul Crom (IV) este folosit pentru
fabricarea benzii magnetice utilizate în bandă audio de înaltă performanță și pentru
casetele audio standard. Cromați i pot preveni coroziunea oțel ului în condiții de
umezeală și prin urmare croma ții se adaugă la noroaiele de foraj.
 Oxid ul de crom (III) este “metal polish” , soluție de cură țare cunoscut sub numele de
Rouge verde.
 Acidul cromic este un agent oxidant puternic și e ste un compus util pentru curățarea
sticlă riei de laborato r de orice urme ale compușilor organici. Acesta este preparat
“in situ ” prin dizolvarea dicromat ului de potasiu în acid sulfuric concentrat, care
este apoi utilizat pentru spălarea aparatelor. Dicromatul de sodiu este utilizat uneori
datori tă solub ilității sale foarte mari (50 g/l, față de 200 g/ l, respectiv). Utilizarea
soluțiilor de curățare pe bază de bicromat sunt acum eliminate datorită toxi cității
ridicate și preocupărilor legate de mediu. Soluțiile moderne de curățare sunt extrem
de ef iciente și fără crom. Dicromat ul de potasiu este un reactiv chimic, folosit ca
agent de titrare. Este utilizat și ca mordant ( agent de fixare) pentru vopsele le
folosite la țesă turi.

28

Rolul biologic
Recent, s-a modificat modelul teoretic pentru starea de crom trivalent (Cr (III) sau Cr3 +).
Cromul trivalent se găsește în cantități infime în produsele alimentare și apele potabile dar
pare a fi benign (nu este toxic pentru organismul uman in cantități mici). Prin contrast,
cromul hexavalent (Cr (VI) sau C r6 +) este foarte toxic și mutagen atunci când este inhalat.
Cr (VI) în soluție nu a fost stabilit ca fiind cancerigen, dar poate provoca dermatită alergică
de contact (ACD).
Studiile sugerează că forma biologic activă de crom (III) este o oligopeptidă cu greutate
moleculară mică (MWCr) , care ar putea juca un rol în măsurarea nivelului insulinei.
Un deficit de crom se poat e produce atunci când un p acient este alimentat cu o dietă lichidă
prin picaturi intravenoase pentru perioade lungi de timp (perfuzii).
Conținutul de crom al produselor alimentare variază foar te mult, datorită diferențelor de
minerale din sol , sezon ului de creștere, soi ului de plante, și contaminării în timpul
procesării. În plus, cantităț i mari de crom și nichel se infiltrează în alime ntele gătite în
vasele confecționate din oțel inoxidabil .
Precauț ii
Apa cu compuși de crom (III) ins olubili și cr omul metalic nu sunt considerați un pericol
pentru sănătate, în timp ce toxicitate a și proprietățile cancerigene ale cromului (VI) sunt
cunoscu te de multă vreme. Din cauza mecanismelor de transport specifice, doar cantități
limitate de crom (III) pot pătrunde în celule. O serie de studii “in vitro ” au indicat că o
concentrație mare de crom (III) în celulă, poate duce la deteriorarea ADN -ului. Tox icitatea
acută cu Cr pe cale orală variază între 1,5 și 3,3 mg / kg Cr. Comentarii și studii recente
sugerează că absorbția moderată de crom (III), prin s uplimente alimentare nu prezintă un
risc pentru sănătate.
Toxicitatea acută cu crom (VI) pe cale orală variază între 50 și 150 pg/ kg. Toxicitatea acută
a cromului (VI) se datorează proprietăți lor sale puternice de oxidare. După ce acesta ajunge
în sâ nge, provoacă afecțiuni la rinich i, ficat și celule le din sânge , prin reacții de oxidare.
Hemoliza renală și insuficiența hepatic ă sunt rezultatele acestor afecțiuni . Dializa intensivă
poate îmbunătăți situația.
Sărurile de crom (cromații) provoacă de asemenea, reacții alergice la unele persoane.
Cromații sunt adesea folosiți pentru fabricarea produselor din pi ele, vopsele, ciment,
mortar și anti -corozivi. Contactul cu produse care conțin cromați po ate duce la dermatită
alergică de contact și dermatite iritante având ca rezultat ulcerații ale pielii, denumite
"ulcer crom". Se întâ lnește la muncitorii care au fo st expuși la soluțiile puternice folosite
în galvanizare cu cromat și companiile producătoare de crom.
Probleme de mediu
Compuși i de crom au fost utilizați în pigmenți și vopsele pentru tăbăcirea pieilor, acești
compuși sunt adesea găsiț i în sol și în a pele subterane în situ -rile industriale abandonate,
care au nevoie acum de refacer ea mediului și de reabilitare prin tratarea terenurilor
contaminate (brownfield). Vopseaua grund cu conținut de crom hexavalent este încă
utilizată pe scară largă pentru apl icații în industria aerospațială și refinisare auto.

29

În 2010, Environmental Working Group a studiat apa potabilă în 35 de orașe americane.
Studiul a fost p rima analiză la nivel național pentru măsurarea prezenței produsului chimic
în sistemele de apă din SUA. Studiul a constatat faptul că în apa de la robinet din 31 de
orașe din eșantion, cromul hexavalent a avut un nivel care a depăș it limita propusă .
Notă: Concentrațiile de Cr (VI), în SUA conținute în apa potabilă cu c are se aprovizionează
orașele , sunt raportate de EWG la nivelurile probabile naturale pentru zonele testat e și nu
indică neapărat poluări industriale .

d. Nichel
Nichelul are simbolul Ni și număr ul atomic 28. Este un metal răspândit în diverse produse
chimice și aliaje , constituind circa 0,008 % din scoarța Pământului . Acest lucru face ca omul
să fie încontinuu expus la acest metal. Nichelul este corodat de transpirație, salivă și alte
lichide secretate de organism. Incidența alergiei la nichel în populația gener ală este de circa
30 %, cu o netă preponderență la femei. Sursele de expunere sunt: do mestice, profesionale ,
accidentale și alimentare.
Este un metal de culoare alb -cenușie, cu densitatea de 8900 Kg/m3, se topește la o
temperatură de 1.455 °C. Ca propriet ăți, este maleabil, ductil, tenace și se deformează
plastic ușor la rece. Este rezistent la acțiunea substanțelor organice și anorganice, cu
excepția celor care conțin sulf, și prezintă o mare re zistență la coroziunea atmosferică, de
aceea e utilizat la galvanizare .
Nichelul face parte din metalele de tr anziție. În stare pură prezintă o activitate chimică
semnificativă ca re poate fi observată atunci când nichelul este sub formă de pulbere pentru
că suprafața de contact (de reacție) este mai mare decât ca cea din bucăți mai mari, c ând
reacția este mai lentă , în contact cu aerul formează suprafață de oxid.
În scoarța Pămân tului nichelul nativ se găsește în combinație cu fier, o reflectare a originii
acestor elemente "ca produse majore finale ale nucleosintezei “supernova”. U n amestec de
fier-nichel este gâ ndit pentru a compune miezul interior al Pămâ ntului. Istoria nichelul ui
este asemănătoare cu cea a cobaltului . Este cunoscut încă din antichitate sub forma
combinațiilor sale, dar la ac ea vreme nu s -a putut izola în forma sa metalică.
Este răspândit în natură, dar mai comun este în meteoriți . Nichelul era utilizat încă din
antichitate, fără a se ști de existența sa, sub formă de aliaje (bronzuri ); în
manuscrisele chinezești este menționat „ cuprul alb” (aliaj al nichelului cu cuprul), cunoscut
și sub numele de batung , folosit pe aceste meleaguri în jurul anilor 1700 – 1400 î.Hr.
În Germania medievală a fost găsit un minereu roșu în Munții Metaliferi, care semăna cu
minereul de cupru. Dar atunci când minerii n -au reușit să extragă cupru din el, au dat vina
pe un spirit răutăcios al mitologiei germane chinuitor de cupru , Nickel (similar cu Old Nick) .
Ei au numit minereul Kupfernickel , nichel de cupru, din germană de la Nickel și Kupfer =
cupru. Azi minereul este cunoscut ca nichelină sau nicolit (combinație a nichelului
cu arsen ). În 1751 baronul Axel Fredrik Cronstedt a încercat să extragă cupru din
minereul Kupfernickel , dar a obținut în schimb un metal alb, pe care l -a denumit după
numele spiritului minereului, Nickel (nichel). În germana modernă Kupfernickel este un
aliaj de cupru – nichel. După descoperirea sa, singura sursă de nichel era minereul, dar
în 1824 s-a obținut nichel și din emailul numit albastru de cobalt. Primul producător de

30

nichel, la scară largă, a fost Norvegia . În 1889 nichelul a fost introdus în producția de oțel,
iar cererea de nichel s -a mărit. Pe parcursul anilor s -au descoperit mari zăcăminte de
minereuri de nichel în Noua Caledonie (1865 ), bazinul Sudbury , Canada (1883 ), Norilsk –
Talnakh , Rusia (1920 ) și Reef Merensky , Africa de Sud (1924 ). Aceasta a făcut ca nichelul să
fie utilizat la sca ră largă.

Fig. 15. Configurația electronică a atomului de nichel Fig. 16. Nichelul

Nichelul este un metal alb -cenușiu sau alb -argintiu, cu o tentă ușor gălbuie. Este unul dintre
cele patru metale (alături de fier,cobalt și gadoliniu ) care prezintă proprietăți magnetice .
Nichelul este un metal tranzițional greu și ductil. Atomul de nichel are configurația
electronică [Ni] 1s2 2s2 2p6 3s23p6 4s2 3d8

Fig. 17. Volumul molar față de presiune la temperatura camerei.

Izotopi
Nichelul apare în natură compus din 5 izotopi stabili: 58Ni, 60Ni, 61Ni, 62Ni și 64Ni. Dintre
aceștia 58Ni este cel mai abundent izotop (68,077 %). Cel mai stabil izotop natural este 62Ni.
Există și 18 radioizotopi, cel mai stabil fiind 59Ni, cu timp de înjumătățire de 760 ani,
apoi 63Ni cu timpul de înjumătățire de 100 ani și 56Ni cu timp de înjumătățire de 6 zile,
ceilalți izotopi radioactivi având timpi de înj umătățire cuprinși între 60 de ore și 30 de
secunde.
Aliaje
Principalele elemente de aliere sunt titanul, cromul, aluminiul, magneziul. Pe Pământ,
nichel ul se găsește cel mai adesea în combinație cu sulful și cu fierul în pentlandite, cu

31

sulful în milleri te, cu arsen ul în mineralele din mină, precum și cu arsen și sulf în galenă de
nichel. Nichelul se găsește și în meteoriții de fier sub numele de aliaje kamacite și taenite.
Cea mai mare parte a nichelului extras provine din două tipuri de depozite de mi nereu.
Primele sunt lateritele, unde principale le minerale care se găsesc în minereu sunt limonitul
feros de nichel (Fe, Ni) O (OH) și garnierite ( un silicat de nichel hidratat) ( Ni,
Mg) 3Si2O5(OH) 4. Al doilea tip de minereuri sunt depozite de minereu unde principalele
minerale s unt sulfuroase magmatice adică pentlandite: (Ni, Fe) 9S8. Australia și Noua
Caledonie au cele mai mari rezerve estimate la (45% împreună).
În ceea ce privește resursele Mondiale, identificate pe baza resurselor terestre sunt de 1%
nichel în medie și conțin cel puțin 130 de milioane de tone de nichel (aproximativ dublul
rezervelor cunoscute). Ap roximativ 60% este în laterite și 40% este în depozite sulfuroase.
Kamacite și taenite sunt în mod natural aliaje de fier și nichel. Pentru kamacite, aliajul este
de obicei în proporție de 90:10 pân ă la 95: 5, cu toate impuritățile (cum ar fi cobalt sau
carbon) care pot fi prezente, în timp ce pentru taenite conținutul de nichel este cuprins
între 20% și 65%. Kamacit ele și taenite le apar în co mpoziția meteoriților cu conținut de
fier și nichel.
Compușii
Cea mai frecventă stare de oxidare a nichelului este + 2, dar compușii cu Ni 0, Ni+ și Ni3+ sunt
bine cunoscuț i, precum și stările de oxidare exotice (foarte rare) Ni2-, Ni1- și Ni4 +.
Nickel(0) . Tetracarbonylnickel (Ni(CO) 4), descoperit de Ludwig Mond, este un lichid foarte
toxic volatil la temperatura camerei. La încălzire complexul se descompune înapoi la nichel
și monoxid de carbon: Ni(CO) 4 ↔Ni + 4 CO . Acest comportament este exploatat în proc esul
Mond de purificare a nichelului.
Nickel(I) . Complec șii de nichel (I) sunt mai pu țin frecvenți și cu toate acestea , un exemplu
este complexul tetraedric NiBr (PPh 3)3. Mulți complecș i ai nichel (I) prezintă legătura Ni -Ni,
cum ar fi K4 ro șu închis diam agnetic [Ni 2 (CN) 6] preparat prin reducerea K 2 [Ni 2 (CN) 6] cu
amalgam de sodiu. Acest compus este oxidat în apă, eliberându -H2.
Se crede că nichelul cu starea de oxidare (I), este important pentru enzimele care con țin
nichel cum ar fi [NiFe] – Hidrogenază , care catalizează reducerea reversibilă a protonilor la
H2.

Fig. 18. Structura K4 roșu – [Ni2(CN)6]

Nickel(II) . Nichel (II) formează compu și cu to ți anionii comuni cum ar fi sulfura, sulfat,
carbonat, hidroxid, carboxila ții și halogenuri. Sulfatul de nichel (II) este produs în cantită ți
mari prin dizolvarea nichelului metalic sau a Ni oxidat în acid sulfuric.

32

Ni există atât ca hexa cât și heptahidrat. Acest compus este util pentru galvanizare
nichel ului . Sărurile comune de nichel, cum ar fi clorura , azotatul și sulfatul, se dizolvă în apă
pentru a da solu ții ecologice care con țin metalul apos complexul [Ni (H 2O) 6] 2+

Fig. 19. Varietate de culori pentru complecșii apoși ai Ni (II) -(de la stanga la dreapta)
[Ni(NH 3)6] 2+ , [Ni(C 2H4(NH 2)2)]2+, [Ni Cl4]2−, [Ni(H 2O)6]2+

Nichel (II) este ob ținut prin dizolvarea nichel sau unui oxid al acestuia în acid clorhidric.
De obicei este întâlnit ca hexahidrat verde a cărui formulă este scrisă de obicei NiCI 2•6H 2O.
Atunci când se dizolvă în apă această sare for mează complexul metalic apos [Ni(H 2O)6]2+
Deshidratarea NiCI 2•6H 2O formează NiCI 2 substanță anhidră de culoare galbenă .
Unii complec și de nichel (II) sunt tetraedrici cum ar fi bis (trifenilfosfin) clorură de nichel
care există atât în forme tetraedrice cât și pătrate plane.
Complexele tetraedr ice sunt paramagnetice iar complexele pătrate plane sunt
diamagnetice. Acest echilibru, precum și formarea de complec și octaedrici contrastează cu
comportamentul complec șilor bivalen ți ai grupului de 10 metale gre le, paladiu (II) și
platină (II), care tind să adopte doar forme geometrice de pătrate plane.
Nickelocenul este cunoscut, are un număr de 20 electroni ceea ce îl face relativ instabil.
Nickel (III) și (IV). Numeroși compu și ai Ni (III) sunt cunoscu ți cu primele astfel de exemple
fiind nichel (III) trihalophosphines (Ni III (Ph 3) X 3. Mai mult, Ni (III) formeaz ă săruri simple
cu fluorură sau oxizi de ioni. Ionii de Ni (III) pot fi stabilizaț i prin liganzii σ -donor și
formează tioli și fosfine. Nichel (IV) este prezent în oxidul mixt de BaNiO 3, în timp ce Ni
(III) este prezent în oxid ul de nichel (III) care este utilizat drept catod în multe baterii
reîncărcabile inclusiv niche l-cadmiu, nichel -fier, hidrogen –nichel și hidrură de nichel -metal
și utilizate de către anumi ți producăto ri în baterii cu ioni de Li . Nichel (IV) rămâne o stare
de oxidare foarte rară pentru nichel și foarte pu țini compu și sunt cunoscu ți până în
prezent.
Produc ția mondială
Filipine, Indonezia, Rusia, Canada și Australia sunt c ei mai mari producători mondiali de
nichel, astfel cum sunt raportate de către US Geological Sondaj. Cele mai mari depozite d e
nichel din Europa sunt situa te în Finlanda și Grecia

33

Fig. 20. Variația în timp a producției de nichel (anii 1900 -2000)

Extrac ție și purificare
Nichelul este recuperat prin metalurgia extractivă: acesta este extras din minereurile sale
prin procesele de prăjire și conven ționale de reducere , care conduc la un metal de puritate
mai mare de 75%. În multe tehnologii ale o țelului inoxidabil 75% din nichel pur poate fi
utilizat fără purificare suplimentară în func ție de compozi ția impurită ților.
Cele mai multe minereuri sulfuroase au fost prelucrate în mod tradi țional folosind tehnici
pirometalurgie pentru a produce un produs mat pentru rafi narea ulterioară. Descoperirile
recente î n tehnicile de hidrometalurgie au avut ca rezultat purificarea cantităților
semnificative de nichel folosind aceste procese.
Cele mai multe depozite sulfuroase au fost în mod tradi țional procesate prin concentrare
printr -un proces de flota ție cu spumare urmată de extrac ție pirometalurgică. În procesele
de hidrometalurgie minereurile sulfuroase de nichel sunt supuse flota ției (flota ție
diferen țială în cazul în care raportul Ni/ Fe este prea mic) și apoi sunt topite.
Dupa producerea nichelului mat, prelucrarea ulterioară se face prin intermediul procesului
Sherritt -Gordon. În primul rând cuprul este îndepărtat prin adăugarea de hidrogen
sulfurat, lăsând un concentrat numai de cobalt și nichel. Apoi solventul de extracți e este
folosit pentru a separa cobaltul și nichelul cu concentrația finală de nichel mai mare de
99%.
Rafinarea electrochimică (Electrorafinare )
O a doua formă comună de rafinare ulterioară implică percolarea metalului mat într-o
soluție de sare de nichel urma tă de rafinarea electrochimică a nichelului din soluție prin
placarea lui pe un catod sub formă de nichel electrolitic.
Procesul Mond

Fig. 21. Sfere de nichel purificat e prin procesul Mond Fig. 22. Cristale de nichel rafinate electrochimic de
culoare verde

34

Purificarea oxizilor de nichel pentru a obține cel mai pur metal este realiz ată prin
procedeul Mond, care m ărește concentrația de nichel și îi conferă o puritate mai mare de
99,99%. Acest proces a fost patentat de Ludwig Mond și a fost în uz industrial înainte de
începutul secolului al 20 -lea. În acest proces nichelul reacționea ză cu monoxid ul de carbon
la aproximativ 40 -80 °C pentr u a forma carbonilul de nichel în prezența unui catalizator de
sulf.
Fierul formează pentacarbonil de fier dar această reacți e este lentă. Dacă este necesar ,
nichelul poate fi separa t prin distilare. Octacarboni lul de dicobalt se formează ca un produs
secundar prin distilarea nichelului și se descompune în dodeca -carbonyl tetracobalt la
temperatura mediului de reacție pen tru a da un solid nevolatil.
Nichelul este re -obținut din carbonilul de nichel pri n unul dintre cele două procese. Acesta
poate fi trecut printr -o camer ă mare la temperaturi ridicate în care zeci de mii de sfere de
nichel numite granule se agită constant. Apoi se descompune și are loc depunerea de nichel
pur pe sferele de nichel. Grupar ea carbonil de nichel poate fi desco mpusă într -o cameră
mică la 230° C pentru a crea o pulbere fină de nichel. Monoxidul de carbon rezultat este
recirculat și refolosit prin acest proces. Nichelul de înaltă puritate este produs prin acest
procedeu și este cunoscut sub n umele de "nichel carbonil".
Aplicaț ii
Fracțiunea din producția mondială de nichel utilizat în prezent pentru diferitele aplicații
este următoarea:
 46% pentru fabricarea oțelurilor de nichel;
 34% din aliaje neferoase și superaliaje;
 14% ele ctrolitică;
 6% în alte scopuri.
Nichel ul este utilizat în multe produse industriale și de consum specifice și ușor de
recunoscut, inclusiv din oțel inoxidabil , magneți Alnico, monedă, baterii reîncărcabile, corzi
pentru chi tara electrică, capsule pentru microfon și aliaje speciale. Este de asemenea
utilizat pentr u placare și obținerea culorii verzi din sticlă (tenta de culoare verde).
Nichelul este un metal în aliaj prin excelență iar utilizarea sa principală este în oțelurile de
nichel și fontele de ni chel, din care există mai multe tipuri. De asemenea, Ni este utilizat pe
scară largă în multe alte aliaje cum ar fi : în alamă și bronzuri în aliaje cu cupru, crom,
aluminiu, plumb, cobalt, argint și aur (Inconel , Incoloy, Monel, Nimonic).
Datorită reziste nței sale la coroz iune, nichelul a fost utilizat ocazional ca un substitut
pentru argintul decorativ. A fost folosit ocazional în unele țări după 1859 ca monedă de
metal ie ftin, dar în ultimii ani ai secolului 20 a fost înlocuit în mare măsură d e oțelul
inoxidabil mai ieftin cum ar fi fierul și diverse aliaje .
Nichelul este un excelent agent de aliere pentru an umite metale prețioase, utilizat în “testul
de foc ”, ca un colector de elemente din grupul platinei (PGE). Deci nichelul este capabil să
facă o co lecție completă a tuturor elementelor 6 PGE din minereuri, în plus față de
colectare a parțială a aurului. Spuma de nichel sau nichel ul “ochiurilor de plasă ”este
utilizată în electrozii de difuzie a gazelor pentru pilele d e combustie alcaline.

35

Nichelul și aliajele sale sunt frecvent utilizate drept catalizatori pentru reacțiile de
hidrogenare Nichel Raney, un aliaj de nichel -aluminiu fin divizat care este o formă comună .
Cu toate acestea catalizatori înrudiți sunt de asemene a utilizati frecv ent inclusiv
catalizatorii legaț i "de tip Raney".
Nichelul este un material natural magneto -strictiv, ceea ce înseamnă că în prezența unui
câmp magnetic, materialul suferă o mică schimbare în lungime. În cazul nichelului, această
schimbare în lungime este ne gativă (contr acția materialului), care este cunoscută ca
magneto -stricțiunea negativă și este de ordinul a 50 ppm.
Nichelul este folosit ca liant în carbura de tungsten sau în industria de metale grele și
utilizat în proporție de 6 până la 12% în greutate. Nichelul po ate face carbură d e tungsten
magnetică și capătă proprietăți de rezistență la coroziune a pieselor cimentate din carbura
de wolfram, deși duritatea este mai mică decât cele ale pieselor re alizate cu liant de cobalt.
Rolul biologic
Nichel ul joacă un rol imp ortant în biologia microorgani smelor și a plantelor. Ureaza din
enzima de plante (o enzimă care ajută la hidroliza ureei) conține nichel. Enzima NiFe –
hidrogenază conține nichel în plus față de clusterele de fier -sulf. (Cluster (chimie) – o serie
de atomi legați ). O astfel de [NiFe] -hidrogenază oxidează H 2 în mod caracteristic. O
coenzimă nichel -tetrapirolic, cu co -factor F430 este prezentă în reductaza metil coenzimei
M care alim entează Archaea metanogene.
Nichel ul poate avea un impact asupra sănătății umane prin boli inf ecțioase cauzate de
bacteriile dependente de nichel. Nichelul eliberat din erupțiile vulcanice de la Siberian
Traps (locul oraș ului modern Norilsk), este suspectat că ar fi avut un impact semnificativ
asupra rolului jucat de Methanosarcina, un gen de euryarchaeote Archaea care a produs
metan în timpul celui mai mare evenim ent de erupție înregistrat.
Toxicitate
În SUA nivelul minim de risc al nichelului și co mpușilor săi este setat la 0,2 pg/ m3 pentr u
inhalare într -un interval de 15 -364 zile. Vaporii de nichel sulfurat și praful care conține
niche l sunt considerate cancerigene. Ș i diferiți alți compu și de nichel pot fi la fel de bine
considerați canceri geni – carbonil ul de Nichel, [Ni (CO) 4], este un gaz extrem de toxic.
Toxicitatea carbonililor de meta l este o funcție atât a toxicităț ii metalului precum și
capacitatea carbonilului de a degaja monoxi d de carbon care este un gaz foarte toxic iar
aceasta nu este o excepție; carbonilul de nichel este o substanță explozivă în contact cu
aerul.
Indivizii sensibili pot prezenta o alergie la n ichel care afectează pielea, cunoscută s ub
numele de dermatită. Nichelul este o cauză importantă de alergie de contact, în parte
datorită utilizării sale în confecționrea bijuteriilor și a usten silelor de perforat urechea.
Alergiile la nichel care afectează u rechile perforate se manifestă adesea prin p ete de
culoare ro șie și mâncărime a pielii. Mulți cercei sunt acum făcuț i fără nichel din cauza
acestei probleme. Cantitatea de nichel permisă în produsele care vin în contact cu pielea
umană este reglementată de către Uniunea Europeană.

36

e. Vanadiu
Vanadiul este un elemen t chimic cu simbolul V și numărul atomic 23. Es te un metal
tranzițional moale, ductil, de culoare cenușiu -argintie. Formarea unui strat protector de
oxid stabilizează metalul față de oxidare. Vanadiul se găsește în natură numai sub formă de
combinații. El este rezistent la acțiunea acizilor ca acid sulfuric și la ape sărate. M etalul se
oxidează la peste 660 °C formând V2O5.
Vanadiul a fost descoperit în 1801 de Andrés Manuel del Río, analizând mineralul vanadit,
și l-a denumit eritroniu deoarece, după încăl zire, majoritatea sărurilor sale își schimbă
culoarea în roșu. Patru ani mai târziu el a fost convins de către alți oameni de știință că
eritroniul era de fapt crom. Elementul a fost redescoperit în 1831 de Nils Gabriel Sefström,
care l -a denumit vanadiu d upă Vanadis (zeița scandinavă a frumuseții și fertilității).
Elementul se găsește în natură în 65 de minerale diferite și în depozitele de combustibili
fosili. În Rusia și China se obține din zgura de la oțelării, iar în alte țări ca produs secundar
al mi nelor de uraniu sau ca produs de ardere ale fracțiunilor petroliere grele.
Rolul elementului în biologi e
Cantități mari de vanadiu se găsesc probabil sub formă de toxine în unele organisme.
Oxidul și alte câteva săruri au toxicitate moderată. În special, în mediul marin, vanadiul este
utilizat de unele forme de viață ca centru activ al unor enzime, cum este de exemplu
vanadiu bromoperoxidaza din unele alge. Vanadiul este probabil un micro nutrient pentru
mamifere, dar rolul său nu este pe deplin cunoscut.
Caracteristici
Vanadiul este un metal -oțel albastru de duritate medie , dar este ductil. Unele surse descriu
vanadiu ca "moale", poate p entru că este maleabil și nu este fragil. Vanadiul este mai greu
decât majoritatea metalelor și a oț elurilor.
Vanadiu l are o bună rezistență la coroziune și este stabil împotriva substanțelor alcaline și
a acizi lor sulfuric și clorhidric. Acesta este oxidat în aer la circa 933 K (660°C, 1220° F) cu
toate că se formează un strat de oxid chiar și la temperatura camerei.

Fig. 2 3. Fascicule de vanadiu în formă de cub retopite de puritate 99.95%

Izotopi
În mod natural vanadiul est e compus dintr -un izotop stabil , 51V și un izotop radioactiv,
50V. Acesta din urmă are un timp de înjumătățire de 1,5 x 1017 ani și o abundență naturală
de 0,25%. 51V are un spin nuclear de 7/2, care este uti l pentru spectroscopie RMN.

37

Douăzeci și patru de radioizotopi artificiali au fost caracterizati, variind de la u n număr de
masă de la 40 la 65. Cel mai sta bil dintre acești izotopi sunt: 49V, cu un ti mp de
înjumătățire de 330 de zile, și 48V, cu un timp de înjumătățire de 16 zile.
Izotopii radioactivi rămași au timp de înjumătățire mai scurt decât o oră, mai jos de 10
secunde. Cel puțin patru izotopi au s tări excitate, metastabile.
Captura de electroni este principalul mod de dezintegrare pentru izotopi mai ușori decât
izotopul 51V. Pentru izotopii mai grei, modul cel mai frecvent este dezintegrarea beta.
Reacțiile de captare de electroni conduc la formarea el ementului 22 (titan) – izotopi, î n timp
ce de zintegrarea beta conduce la element ul 24 (crom) – izotopi
Compuși

Fig. 24. Compusi de vanadiu (de la stânga): violet [V(H2O)6]+2 , verde [V(H2O)6]+3 , albastru [VO(H2O)5]+2 și
galben [VO(H2O)5]+3 .

Chimia vanadiului este de remarcat pentru accesibilitatea celor p atru stări de oxidare
adiacente 2-5. În soluție apoasă vanadiu l formează complexe metalice apoase cu
următoarele culori : liliac [V (H2O) 6] 2+, verde [V (H2O) 6] 3+, albastru [VO (H2O) 5] 2+,
galben VO3 –(fig. 24).
Compușii de v anadiu (I I) sunt a genți de reducere și compuși de vanadiu (V) sunt agenți de
oxidare. Compuși i de vanadiu (IV) există adesea ca derivați de vanadil care conțin centrul
VO2 +.
Vanadaț ii de amoniu (V) (NH4VO3) pot fi reduș i în mod succesiv cu zinc elementar , pentru
a obține diferite culori de vanadiu în aceste patru stări de oxidare. Stările de oxidare mai
mici apar în compuși cum ar fi V (CO) 6, [V (CO) 6] – și în derivații substituiți .
Pentaoxid ul de vanadiu este cel mai important compus din punct de vedere com ercial. Este
folosit drept catalizator pentru p roducerea de acid sulfuric. Acest compus oxidează dioxidul
de sulf (SO2) la trioxid de sulf (SO3). În această reacție redox, sulful este oxidat de la starea
4 la 6, și vanadiu l este redus de la starea 5 -4:
V2O5 + SO2 → 2 VO2 + SO3
Catalizatorul este regenerat prin oxidarea cu aer:
2 VO2 + O2 → V2O5
Reactii de oxidare similare sunt utilizate în producerea de anhidridă maleic ă, anhidridă
ftalică și alti câț iva com puși organic în vrac.

38

Oxidă rile
În soluție apoasă, vanadiu l (V) form ează o familie extinsă de compuș i de oxidare.
Interdependențele din cadr ul acestei familii sunt descrise cu predominanță în diagrama
care prezintă cel puțin 11 specii de oxizi în funcție de pH și de concentratie.
Ionii tetraedrici ortovanadat, VO 43 sunt principalele specii prezente la pH 12 -14. Analogii
există între ortovanadat și ortofosfat datorită asemănării ca mărime și modul ui în care se
schimbă fosforul (V) și vanadiu l (V) î ntre ei. Ortovanadatul VO43 este utilizat pentru
proteine în crista lografie, pentru a studia biochimia fosfatului. Ionul tetrathiovanadat [VS
4] 3 – este a nalog cu ionul ortovanadat.
La pH -uri mai mici se formează monomerul [HVO4]2 – și dimerul [V2O7] – dar la
concentrația de vanadiu mai mică de cca 10 -2M se formează predom inant monomer.
Formarea ionului divanadat este analogă cu formarea ionului dicromat. La pH redus se face
protonarea și c ondensarea polivanadaților care are loc la pH 4 -6. La pH 4 este predomina nt
[H2VO4] – (specia tetraedrică), î n timp ce trimerii și tetr amerii se formează la concentrații
mai ridicate. La pH între 2 -4 predomină decavanadatul și se formează ș i ortovanadat ul,
prezentat în reacț ia de condensare de mai jos :

10 [VO4] 3− + 24 H+ → [V10O28] 6− + 12 H2O

În decavanad ate fiecare atom de V central (în stare de oxidare V) este înco njurat de șase
liganzi oxid acidul vanadic, H3VO4 există numai în concentrații foarte scăzute pentru ca are
loc protonar ea speciei tetraedrice [H2VO4] -, rezultatele sunt formarea preferențială de
specii octaedrice de [VO2 ( H2O) 4] + .
În soluți ile puternic ac ide la pH <2 specia predominantă este [VO2 (H2O) 4]+ , în timp ce
V2O5 (oxid) precipită din soluție la concentrații ridicate. Oxidul este forma anhidră
anorganică a acidului vanadic. Structurile multor compuși vanada t au fost caracterizate
prin cristalografie cu raze X.
Diagrama Pourbaix este de asemenea complexă pentru vanadiu , în apă demonstreaz ă
potențialul redox între compuș ii de vanadiu în diferitele stări de oxidare.
Vanadiu (V) formează diferiți complecș i perox idici în special în situsul (locul) activ al
enzimelor care conțin vanadiu bromoperoxidaza.
Specia VO(O)2(H2O)4+ este stabilă în soluții acide. La tipul de soluții alcaline cu 2, 3 și 4
grupe de peroxid sunt cunoscute ultimele forme de săruri de culoare vi olet cu formula
M3V(O 2)4nH2O unde (M = Li, Na, etc) în care vanadiul are 8 atomi coordonatori pe structura
dode caedru .
Derivați halogenaț i
Sunt cunoscute douăsprezece halogenuri binare, compuși cu formula VX n. VI 4, VCl 5, VBr 5 și
VI5 nu există sau sunt ext rem de instabile. În combinație cu alți reactivi, VCI4 este utilizat
drept catalizator pentru polimerizarea dienelor.
Ca toate halogenurile binare, cele de vanadiu sunt acid Lewis , în special cele ale V (IV) și V
(V) (vanadium în starea 4 ș i 5 de oxidare) . Multe dintre halogenuri formează complecși
octaedrici cu formula VXnL6 -n (X = halogenură; L = alt ligand).

39

Acidul Lewis este o specie chimică, care reacționează cu o bază Lewis pentru a forma un
aduct Lewis. O bază Lewis, atunci , este orice specie care d onează o pereche de electroni la
un acid Lewis pentru a forma un aduct Lewis. De exemplu, OH‒ și NH 3 sunt baze Lewis,
deoarece ei pot dona o singură pereche de electroni.
Mult e oxihalogenuri de vanadiu (form ula VOmXn) sunt cunoscute. Oxitriclorură și
oxytr iflorura, VOF 3 și VOCl 3 sunt cele mai larg studiate. Asemănătoare cu POCI 3, acestea
sunt volatile, adoptă structuri tetraedrice în fază gazoasă și sunt Lewis acide.
Compuși de coordonare .
Complexe le de vanadiu (II) și (III) sun t relativ inerte și sunt schi mbă tori de ioni , deci sunt
reducători. Vanadiu l în stă rile de oxidare (IV)si (V) s unt oxidanți. Vanadiul este un ion
destul de mare și unele complexe de coordonare au un număr mai mare de 6 atomi, așa
cum este cazul în [V (CN) 7]4-
Coordonarea chimică V4+ este dominat ă de centrul vanadil, VO2+ care leagă alți patru liganzi
puternici și unul slab (o legatură “trans” la centrul de vanadil). Un exemplu este
acetilacetonat de vanadiu (V(O)(O 2C5H7)2). În acest complex, vanadiu l are 5 at omi
coordonatori cu struc tura piramidală pătrată , ceea ce înseamnă că un al șaselea ligand, cum
ar fi piridina, poate fi atașat deși constanta de aso ciere a acestui proces este mică .
În complexele vanadil cu mai multe de 5 atomi coordonatori , au o geometrie trigonală
bipiramidală Tbp, cum ar fi TiCI 2(NMe 3)2.

Fig. 25. Model în spatiu al VO 5(C5H7)2

Răspândirea în natură

Fig. 26. Vanadinite

Vanadiu metalic nu se găsește în natură, dar compuși i de vanadium apar în mod natural î n
aproximativ 65 de minerale diferite.

40

Din punct d e vedere economic exemplele semnificative includ : patronite (VS4),] vanadinit
(PB5(VO4)3Cl) și carnotit (K2(UO2)2(VO4)2 • 3H2O).
Vanadiul este de asemenea prezent în bauxită și în depozite de combustibili fosili , cum ar fi
petrolul brut, cărbune, șisturi d e petrol și nisipurile bituminoase. În țiței, s -au raportat
concentrații de până la 1200 ppm.
Atunci când astfel de produse petroliere sunt arse, urmele de vanadiu pot iniția corozi unea
în motoare și cazane. Se estimează că 110.000 de tone de vanadiu pe an sunt eliberate în
atmosferă prin arder ea combustibililor fosili. Vanadiul a fost de asemenea detectat
spectroscopic în lumina de la Soare și unele stele.
Producție

Fig. 27. Iodat de vanadiu rafinat

Vanadiu metalic se obține printr -un proces cu mai mul te etape care începe cu prăjirea
minereului concasat cu NaC I sau Na2CO3 la aproximativ 850° C pentru a da metavanadat de
sodiu (NaVO3). Un extract apos din acest solid este acidulat pentru a da "tort roșu", o sare
polivanadate, care este redus cu metal calc iu.
Ca o alternativă pentru scară mică de producție, pentoxidul de vanadiu este redus cu
hidrogen sau magneziu. Purificarea vanadiu lui este posibilă prin procedeul de bare de
cristal dezvoltat de Anton Eduard van Arkel și Jan Hendrik de Boer în 1925. Aceas ta impli că
formarea de iodură de metal ș i în acest exemplu cu formare de iodura de vanadiu (III)
precum și descompunerea ulterioară, până la metal, obținându -se astfel metal pur.
Aplicații
Aliaje
Aproximativ 85% din vanadiul produs este folosit ca Ferovan adiu sau ca aditiv de oțel.
Creșterea considerabilă a rezistenței oțelului cu cantități de vanadium care au conț inut mic
de V a fost descoperită la începutul secolului al 20 -lea.
Vanadi ul formează nitriții stabili și carburile stabile având ca rezultat o c reștere
semnificat ivă a rezistenței oțelului. Astfel, oțelul î n aliaj cu vanadiu l a fost utilizat pentru
diverse aplicații : fabricarea osiilor ramelor pentru biciclete, arborilor cotiți, ro ților dințate .
Există două grupe de aliaj de oțel care conțin vana diu în diverse cantități și diverse
combinații, aliajele de oțel cu vanadiu cu conținut î nalt de carbon , cu continut de vanadiu
între 0,15% – 0,25% și oțeluri pentru scule de mare viteză (HSS) care au un conț inut de
vanadiu de la 1% – 5%.

41

Oțelul HSS est e utilizat în fabricarea instrumentelor chirurgicale si a uneltelor. Anumite
pulberi din siderurgie pot conține p ână la 18% procente de vanadiu în aliajele de oț el.
Conținutul ridicat de vanadiu î n carburile acestor aliaje crește rezistența la uzură î n m od
semnificativ. Aceste aliaje sunt folosite pentru instrumente și cuțite.
Vanadiul stabilizează forma beta de titan ș i crește stabilitatea rezistenței la temperatură a
titanului. Amestecat cu aluminiul din aliajele de titan este utilizat pentru motoare c u reacție
de mare viteză , corpuri de aeronave ș i implanturi dentare. Unul dintre cele mai întâ lnite
aliaje de titan este 6AL -4V, un aliaj de titan cu 6% aluminiu și 4% vanadiu.
Alte utilizări
Vanadiul este compatibil cu fierul și cu titanul, de aceea foli ile de vanadiu sunt utilizate
pentru placarea titanului folosit pentru oțel. Moderat t ermic prin captare cu neutroni în
secț iune transversal ă și cu timp de înjumatăț ire mic a izotopilor pr oduși de neutroni , face
ca vanadiu l să fie un material adecvat pent ru structura interioară a unui reactor de fuziune.
Mai multe tipuri de aliaje de vanadiu prezintă un comportament supraconductor. Banda de
vanadium – galiu este utilizată pentru magneții superconductori (17,5 tesla sau 175.000
gauss).
Oxidul de vanadiu și V2O5 pentaoxid de vanadiu se utilizează drept catalizatori în
fabricarea acidului sulfuric prin procedeul de contact și ca oxidant în producția de
anhidridă maleică. Pentoxidul de vanadiu este de asemenea folosit în fabricarea de
ceramică. Un alt oxid de vanadium , adică dioxidul de vanadiu VO2, este utilizat în producția
de sticlă pentru acoperire, î n scopul de a bloca radiațiile infraroșii (și nu lumină vizibilă) la
o temperatură specifică. Oxidul de vanadium se foloseste si la bijuterii pentru centre de
culoare.
Posibilitatea de a utiliza cuplurile redox vanadiu în ambele jumătăți de celule, eliminându –
se astfel problema de contaminare încrucișată prin difuzia ionilor prin membrană , este
avantajul acumulatoarelor vanadiu redox.
Vanadatul poate fi folosi t pentru protejarea oțelului împotriva ruginii și a coroziunii prin
acoperire prin conversie electrochimică.
Oxidul de litiu ș i vanadiu a fost propus pentru utilizare ca un anod cu densitate mare de
energie pent ru baterii litiu -ion, la 745 Wh/ L atunci când este cuplat cu un catod din oxid de
litiu ș i cobalt.
Fosfatul de litiu și vanadiu a fost propus pentru un nou acumulat or și este foarte aplicabil
com ercial deoarece fosfați i nu sunt costisitori și vanadiu l conferă bateriei o energie foarte
mare.
Rolul b iologic
Vanadiul joacă un rol foarte limitat în biologia umană. Este mai important în mediile
marine decât cele terestre.
Vanadoenzime . O serie de specii de alge marine conțin vanadiu , spre exemplu vanadiu
bromperoxidaza, precum și vanadiu chloroperoxidaz a (care poate folosi hemul sau cofactor
de vanadiu) și iodperoxidaza.
Bromperox idaza produce o valoare estimată de 1 -2 milioane de tone de bromoform anual
și 56.000 de tone de brometan anual.

42

Enzinele de mai sus catalizează următoarea reacție (R -H este su bstrat de hidrocarbura):
R-H + Br− + H 2O2 → R-Br + H 2O + OH−

Nitro genaza de vanadiu este utilizată de unele microorganisme fixatoare de azot cum ar fi
Azotobacter. În acest rol, vanadiu l înlocuiește molibdenul sau fierul (mai frecvent și oferă
nitroge naze i diferite proprietăți). Un tunicate este un animal marin nevertebrat , un
membru al Subîncrengăturii Tunicata, care face parte din Chordata, o încrengătură care
include toate animalele cu cordoane nervoase dorsale.
Ascidii este o clasă în Subîncrengătura T unicata nevertebrate (nevertebra te marine cu sac
de alimentare ș i filtrare), ascidiile sunt caracterizate printr -un exterior dur alcătuit din
celuloză de polizaharide, numit "tunică".
Acumularea vanadiului în tunicatele și ascidia . Vanadiul este esențial pentru ascidii și
tunicate, în cazul în care este stocat în vacuolele lor foarte acidulate și î n anumite tipuri de
celule sanguine, vanadocite. P roteinele de legare ale vanadiului (vanabins) au fost
identificate în citoplasma acestor celule. Concentrația d e vanadiu în sângele acestor asci dii
este de până la zece milioane de ori mai mare decât concentrația de vanadiu în apa de mare
din jur care conține în mod normal 1 -2 ug/l.
Fungi . În mai multe specii de macrofungi (ex Amanita muscaria și speciile înrudite ) se
acumulează vanadiu (până la 500 mg/ kg în greutate uscată). Vanadiul este prezent în
complexul de coordonare numit amavadin, în fungi i de pe fructe . Cu toate acestea,
importanța biologică a procesului de acumular e a vanadiului este necunoscută .
Mami fere și păsări . Deficiențele de vanadiu afect ează creștere a mamiferelor și păsărilor și
afectează reproducere a la șobolani și la pui. Vanadiul este un supliment alimentar re lativ
controversat ș i utilizat în principal pentru creșterea sensibilității la ins ulină și pentru body –
building. Unele dovezi sugerează că sportivii care iau ace st medicament se confruntă pur ș i
simplu cu un efect placebo. Sulfatul de vanadil poate îmbunătăți controlul glucozei la
persoanele cu diabet zaharat de tip 2. Decavanadatul și oxovanadatul par să joace un rol
într-o varietate de procese biochimice, cum ar fi cele legate de stresul oxidativ .
Siguranț ă. Toți compuș ii de vanadiu trebuie consideraț i toxici. Vanadiul tetravalent din
VOSO 4 a fost raportat ca fiind de peste 5 ori mai toxic decât va nadiul trivalent din V2O3.
Administrația de securitate și sănătate ocupațională (OSHA) a stabilit o limită de expunere
de 0,05 mg/ m3 pentru praf de p entaoxid de vanadiu și 0,1 mg/ m3 pentru fumul de
pentaoxid de vanadium existent în aer la lo cul de muncă pentru o zi de lucru de 8 or e și 40
de ore pe săptămâna de lucru.
Institutul National pentru Securitate si Sanatat e (NIOSH) a recomandat ca 35 mg/ m3 de
vanadiu să fie considerat un pericol imediat pentru viață și sănătate. Acesta este nivelul de
expunere al unui produs chimic care este de natură să cauzeze probleme de sănătate
permanente sau deces. Compușii vanadiului sunt slab absorbiti prin sistemul
gastrointestinal. Expunerile prin inhalare de vanadiu și compuși i vanadiului au efecte
adverse în principal asupra sistemului respirator. Alte efecte au fost raportate după
expunerea orală sau inhalatorie asupra parametrilor de sânge, pe fic at, pe dezvoltare a
neurologica la șobolani, și a altor organe.

43

Pentoxi dul de vanadiu a fost considerat cance rigen la șobolanii masculi și șoarecii masculi
și femele prin inhal are într -un studiu de NTP, deși interpretarea rezultatelor a fost recent
contestată. Vanadiul nu a fost clasificat cu efect carcinogenic de către Agenția pentru
Protecția Mediului din State le Unite ale Americii. Urmele de vanadiu în combustibilii diesel
prezintă un pericol de coroziune; acesta este principalul component din combustibili i care
influențează coroziunea la temperaturi ridicate. În timpul arderii , vanadiul se oxidează și
reacțion ează cu sodiu l și sulf ul, rezultând compușii vanadat cu p uncte de topire până la
530°C ( cu puncte de topire de la 530°C în jos) , care atacă stratul de pasivizare de pe oțel,
făcându -l susceptibil la coroziune.
3. Impactul asupra mediului
Proiectul constă în d eschiderea celei mai mari exploatări aurifere la suprafa ță prin
cianurare , care va cuprinde, în Valea Ro șia, patru cariere deschise și o uzină de prelucrare
cu cianuri a aurului și argi ntului, iar în Valea Corna un iaz de decantare a substan țelor
chimice cu o suprafa ță de 367 hectare.
Una din principalele temeri cu privire la acest proiect este legată de un posibil
accident ecologic asemănător celui de la Baia Mare din anul 2000, când ruperea unui baraj
al iazului de decantare a dus la poluarea cu cianură a Tisei și a Dunării, moartea a 1200
tone de pe ște și contaminarea resurselor de apă a 2 milioane de oameni.
Totu si, exper ții de la Norwegian Geotechnical Institute (NGI),ca re au studiat
proiectul barajului ce urmează a fi construit la Ro sia Montană, au estimat că, dacă se
respectă proiectul, barajul Corna poate prezenta siguran ță. Riscul poluării apei a fost
evaluat – în baza acelea si proiecte ale companiei – de speciali ști interna tionali, sub
coordonarea Prof. Paul Whitehead, de la Centrul de Cercetări al Mediilor Acvatice,
Universitatea Reading (Marea Britanie), care au estimat că, în cazul Ro șia Montană, riscul
producerii poluării accidentale a apei este redus, ca de altfe l și riscul poluării
transfrontaliere.
În proiect se prevede că pe măsură ce se va încheia activitatea în cele patru cariere
de suprafa ță propuse, acestea vor fi reumplute cu pământ, cu excep tia carierei Cetate, care
va fi umplută cu apă și transformată î ntr-un lac de agrement. Întreaga zonă va fi plantată cu
vegeta tie. Planurile de închidere și post -închidere a minei au fost gândite astfel încât să se
asigure o monitorizare permanentă pe parcursul a 50 de ani după încheierea exploatării,
măsură condi ționa tă de asigurarea resurselor băne ști absolut necesare și care trebuie
avansate sub forma unor garan ții sau depozite bancare necesare acoperirii acestor
cheltuieli.
O eventuală externalizare a acestor activită ți de închidere și post – închidere a
proiectului minier (denumit impropriu minier întrucât tehnologic avem un proiect mai
degrabă industrial, specific industriei materialelor de construc ții și industriei chimice)
poate compromite proiectul prezentat, firmele găsind multe „porti țe legale”, inclusiv
intra rea în faliment pentru „a nu arunca bani” cu refacerea mediului. Constituirea unui
depozit bancar sau alte instrumente de garan ții certe pentru finan țarea activită ților de

44

închidere și post -închidere pentru întreaga durată de 50 ani ar înlătura acest risc, însă
istoricul acestui proiect ne arată că institu țiile statului român sunt mai pu țin meticuloase.
Proiectul de la Ro șia Montană a iscat multe divergen țe în ceea ce prive ște
problemele de mediu și utilizarea tehnologiei pe bază de cianură . Mai multe ONG -uri au
ridicat problema potrivit căreia Parlamentul European interzice tehnologiile de extrac ție
pe bază de cianură, Comisia Europeană fiind însă cea care decide în privin ta legisla ției.
Pozi ția oficială a Comisiei Europene privind tehnologia pe bază de cianură – privind
exploată rile deja existente și nu pe cele viitoare – este prezentată într -o declara ție din iulie
2010 a comisarului pentru mediu Janez Potocnik în care acesta afirmă că „interzicerea
totală a cianurii în activită țile miniere nu este justificată din punctul de vedere al mediului
și al sănătă ții”. De asemenea, el men ționează că legisla ția existentă cu pri vire la
managementul de șeurilor extractive (Directiva 2006/21/EC) include cerin țe precise și
stricte, care asigură un nivel de siguran ță pentru managementul de șeurilor provenite de la
exploatările miniere.
4. Importanța temei de cercetare – stadiul actual al cercetării
În prezent, există o oportunitate unică pentru efectuarea de cercetări pe mediu în
zonă, deoarece componentele de mediu au ajuns la o stare de relativ echilibru având în
vedere că activitățile miniere precedente au încetat în anul 2006. În preze nt există două
alternative:
 reînceperea activităților miniere, la o scară mult mai mare decât operațiunile
anterioare, cu efecte asociate asupra mediului, descrise în „Raportul de
evaluare a impactului asupra mediului ”;
 renunțarea la derularea unui nou p roiect minier în viitorul apropiat. În acest
caz, evoluția mediului va fi influențată de sistemele naturale de refacere și de
lucrările de remediere care vor fi puse în aplicare.
În oricare dintre cele două cazuri, o descriere a evoluției mediului în fost ul areal
minier este binevenită cu scopul de a actualiza cunoștințele deja existente.
Cercetarea constă în monitorizarea calității mediului în arealul minier Roșia
Montană, cu accent pe contaminarea solului cu metale grele și pe evaluarea stresului
vegeta ției, folosind și tehnici noi de spectrofotometrie în teren comparate cu tehnicile
clasice de laborator.
Deși nu este folosit în mod obișnuit, răspunsul vegetației la stres, este considerat un
indicator relevant al calității mediului în industria minieră.
Acest studiu ar putea să constituie o contribuție la descrierea stării actuale a
mediului în arealul minier, care completează studiul de evaluare a calității mediului
existent pentru perimetrul Roșia Montană. Solul, apele, vegetația de la Roșia Montană s unt
componente de mediu care ar putea fi perturbate în viitor de noi operațiuni miniere iar pe
lângă studiul calității solului și apelor, vegetația este un factor care merită o abordare mai
detaliată, având capacitatea de a înregistra schimbări subtile în starea mediului și de a oferi
date și interpretări noi asupra dinamicii de mediu.

45

Proiectul Rosia Montana Gold Corporation ( RMGC ) intenționează să radă de pe fața
pământului patru munț i care înconjoară centrul vechi al localității Roșia Montană: masivele
Cârnic, Cetate, Jig și Orlea. Aceștia se află în imediata apropiere a localității care astăzi are
incluse î n patrimoniul cultural zeci de case istorice.
De asemenea, exploatarea ar urma să distrugă ș i galeriile romane vechi de aproape
2.000 de ani din masi vul Cârnic, investigate, datate ș i cartografiate de cercetă torii francez i
de la Toulouse. Conform experț ilor francezi, aceste galerii se află și acum într -o "stare
remarcabilă de conservare".
Aproximativ paralel cu valea Roșiei, înspre direcția Abrud, se a flă una dintre cele
mai pitorești vă i din Apuseni: valea Cornei. Această vale ar urma să fie inundată , RMGC
intenționând să construiască un iaz imens, în spatele unui baraj de piatră de peste 180 de
metri, mai înalt decâ t barajul Vidraru. Iazul, cu o capac itate de sute de milioane de tone, ar
urma să depoziteze sterilul rezultat în urma leș ierii minereului aurifer cu cianura de sodiu.

Fig.28 . Masivul Cârnic ș i centr ul vechi al loca lității Roșia Montană
5. Contaminarea apei si a solului
Contrar asigu rărilor RMGC privind siguranța tehnologiilor ce utilizează cianura,
studii stiințifice recente demonstrează existența scurgerilor de substanțe toxice în pânza de
apa freatică , ce alimentează apoi apele de suprafața, ca rezultat al exploată rilor miniere pe
baza de cianuri .
Desi proiectul RMGC de la Roșia Montană pretinde utilizarea unor cantități uriașe de
cianuri, acesta ignoră impermeabilizarea iazului de decantare. Acest iaz se află situat în
amonte de orașul Abrud, la doar câțiva kilometri distanț a (apr oximativ 1 km în linie

46

dreaptă), existâ nd astfel un risc ridicat de contaminare a apelor subterane cu cianuri,
sulfuri, cupru, zinc, metale grele ș i alte produse toxice ale ex ploată rii miniere.
Proiectul RMGC contravine aș adar Directivei Uniunii Europene privi nd apele
subterane (80/68/EEC) ș i Directivei cadru privind apa (2000/60/EC). Directiva
(80/68/EEC) specifică clar "Whereas to ensure the effective protection of ground wat er in
the Community it is necessary to prevent the discharge of substances in list I […]" , lista I
specificâ nd exp licit cianurile.
Gestionarea deșeurilor rezultate din activități extractive este reglementată prin
directiva europeană (2006/21/EC ) care cer e reducerea concentraț iei de cianuri disociabile
slab acide din iaz la valo rile cele mai joase posibile.
În cazul tuturor exploată rilor dema rate dupa 1 mai 2008 este admisă o concentrație
de maxim 10 ppm. RMGC susține că va menține aceastăconcentrație în m arja 5 -7 ppm, însă
nu a prezentat public documentația care sa ateste acest fapt și să clarifice ce metodă de
neutralizare urmează a fi utilizată, specificându -se pe site -ul RMGC doar că e vorba de un
"proces modern ș i eficient de oxidare". Daca această met odă presupune tratarea cu
hipoclorit de sodiu, se formează prin acest tratament clor -cian care este de asemenea
extrem de toxic.
Procedura alternativă, bazată pe oxid de sulf, asa -numitul procedeu INC O SO 2/aer,
este de asemenea potenț ial periculoasă, poluâ nd aerul. Odată cu au rul, procesul tehnologic
utilizâ nd cia nuri va solubiliza din minereu și alte metale, î n special metale grele, cum ar fi
fier, cupru, cobalt, zinc, urmând ca acestea să fie deversate î n iazul de decantare.
Metalele grele vor polua supli mentar apa, în afară de poluarea cu cianură , fiind
cunoscut efectul lor foarte toxic asupr a mediului, pe perioade foarte îndelungate de timp. În
plus, complecș ii extrem de toxici metal/cianura reprezintă surse impor tante de poluare
deoarece vor contribui la eliberarea continuă de cianuri pe o perioadă de timp
necunoscută .
Afirmațiile RMGC, potrivit că rora proiectul de min erit va reduce poluarea din zonă
și o va lă sa mai curată de cât era î nainte de exploatare, sunt tendenț ioase. Un studiu din
anul 2002 (Yarar, B. "Long term persistence of cyanide species in mine waste
environments. Tailings a nd Mine Waste", 2002) raportează : "Data show that a number of
currently accepted cyanide ab atement approaches can create long -lasting products that
degrade at very low rates. It also underscores the need for research on the numerous long –
term echological and health effects of metal -cyanide compounds and complexes including
their carcinogenic pot ential" .
Cu alte cuvinte, datele stiințifice demonstrează, pe lângă compușii cianici liberi,
existența compușilor complecși ai cianurii, care persistă o perioadă foarte îndelungată de
timp. Imp actul acestora asupra mediului și sănătăț ii oamenil or, incluzân d potenț ialul de a
induc e cancer, este momentan prea puțin studiat și î nteles .
Proiectul RMGC ar urma să lase în urmă cantități imense de produ și cianici
complecși în iazul de decantare Corna și în zonele adiacente exploatării miniere. Aceș ti
compuș i vor p ersista perioade extrem de îndelungate și există studii care arată că anumit e
forme ale lor se pot acumula în plante și în corpul peș tilor.

47

În raportul Academiei Româ ne se m ai specifică : "Reprezintă riscuri serioase
posibilitatea scurgerii apelor di n bazinul de decantare, infiltrările î n subteran, formarea de
acid cianh idric (un gaz extrem de toxic) î n timpul verii mai ales sub influenț a unor ploi acide,
riscuri agravate de i mediata vecinatate a unor localităț i populate .
6. Contaminarea aerului
Pent ru a realiza exploatarea minieră, RMGC intenționează să despădurească o
suprafață de peste 250 de hectare de pădure, menționând ca va împăduri î n alte zon e o
suprafață mai mare decât c ea despădurită. Acest argument este însă nesatisfăcă tor.
În primul rând, dezvoltarea unor suprafețe întinse de pădure matură, în special de
conifere, necesită zeci de ani, chiar secole.
În al doilea râ nd, despă duririle masive vor a duce cu sine perspectiva alunecă rilor de
teren , a inundațiilor rapide ș i a scurg erilor de material de pe versanți, cu atâ t mai
periculoase cu cât ar avea loc în zone adiacente facilităț ilor miniere, deci cu r iscuri mari de
a determina poluă ri accide ntale masive. Aceste potențiale probleme pur ș i simplu nu pot fi
compe nsate prin plantarea de arbori î n alte zone.
Mai departe, excavarea a patru masive muntoase duce la compro miterea pe termen
lung a vegetației și faunei din zonă ș i compromite biodiversi tatea.
Împădurirea altor zone con duce în mod firesc la o "monocultură" care nu poate nici
substitui ș i nici ac omoda biodiversitatea compromisă prin distrugerile provocate de
proiectul minier.
Rapoartele realizate de Dr. John Akeroyd ș i Dr. Andrew Jones din Marea Britanie în
privinț a impactului proi ectului RMGC asupra biodiversităț ii de la Roșia Montană sunt
grăitoare î n acest sens.

Fig. 2 9. Roșia Montană abundă de vegetație, cu pășuni, pârâuri și păduri pitoreș ti

48

Există o mare probabilitate ca î n cursul procesului tehnologic să aibă loc scurgeri
accidentale de ape re ziduale acide sau de precipitații sub formă de ploi acide, mai ales în
contextul poluării atmosferei cu compuși carbonici ce determină încălzirea globală. Ca
urmare, scă derea pH -ului din apa iazului de decantare ar conduce la eliberă ri masive de
acid cianh idric, extrem de toxic, chiar letal omului.
Acidul cianhidric, sub forma pro dusului Zyklon B, era utilizat în lagă rele de
exterminare naziste din cel de -al Doilea Razboi Mondial, pentr u exterminarea prin gazare a
deținuților. Desigur, există unele rapoarte , realizate în medii ar tificiale controlate, conform
cărora lumina ultravioletă (UV) ar distruge ionul cianură, dar este foarte discutabil în ce
masură și cu ce dinamică ar ave a loc o astfel de descompunere în natură .
Raportul Ad Astra menționează de aseme nea: "Halde le de steril rezultate în urma
activităților miniere vor conține compuș i ai sulfului care pot per sista de la mai multe decenii
până la intervale de timp de ordinul secolului. Pe de altă parte, în condiții de lipsă a
precipitaț iilor, haldele de s teril vor p rovoca probleme calității aerului prin creșterea
concentrațiilor de pulberi în atmosferă, probleme cu atât mai semnificative cu cât
exploatarea este situată în imediata vecinatate a oraș ului Abrud" .
7. Riscurile ecologice prezentate de i azul de dec antare
Sterilul tratat c u cianuri urmează a fi deversat într -un iaz imens construit în spatele
unui baraj de piatră pe locul actualei văi pitorești Corna. Iazul reprezintă un risc mare atât
asupra orașu lui Abrud, cât și asupra mediului înconjură tor.
În caz ul Roșia Montană o contaminare cu cianură și metale grele a râurilor din zonă
ar putea fi mult mai distructivă decât în cazul Baia Mare, ducând la distrugerea faunei ș i
florei din pitorescul bazin al Arieșului, ulterior afectând bazinul Mureș ului, al Tisei și în
final al Dună rii.
Barajul de piatră Corna construit de RMGC va î nchide iazul de decantare a st erilului
tratat cu cianuri, urmând a se ridica la o î naltime de 185 metri cu o lungime a
coronamentului de 1350 metri fiind ast fel un baraj de dimensiuni u riașe și adă postind un
volum de sute de milioane de metri cubi de apă ș i steril.
În campania masivă din media, RMGC încearcă să ne convingă că proi ectul de
minerit este "modern" ș i "sigur".
Ceea ce uită însă să menționeze este că numai între anii 1970 și 2 003 s -au
înregistrat 59 de accidente legate de distrugerea sau avarierea barajelor unor lacuri de
decantare, ducând î n multe cazuri la distruge rea ecosistemelor locale, afectând populația
din zonele adiacente și ducâ nd la pierderea a cca. 700 de vieți omen ești.
În Statele Unite au fost înregistrate pe o perioadă mai lungă 185 de accidente la
asem enea baraje de decantare.
Pe lângă pagubele grave aduse mediulu i, dezastrele ecologice necesită și fonduri
uriașe de decontaminare care sunt î n gene ral achitate di n banii contribuabililor. Ca prim
exemplu, exploatarea de aur de la Summitville Colorado a costat statul american peste 100
milioane de dolari pentru decontaminarea apelor prin leșiere, după declararea î n faliment a
companiei private.

49

Un exemplu mai recen t, la care suntem încă martori , este poluarea cu petrol din
Golful Mexicului, care a produ s pagube de miliarde de dolari și necesită costuri de ordinul
zecilor sau sutelor de milioane de dolari pentru acț iunile de decontaminare.
Iazul de decantare va avea efecte dramatice asupra faunei din zona . Un Raport din
anul 2007 elaborat de Universitatea din Queensland , Australia, arată că soluț iile cu cianuri
utilizate pentru exploatarea aurului au efecte extrem de toxice asupra ecosistemului din
zona exploatării.
În Nevada, SUA, î ntre anii 1990 – 1991, au fost raportate 9512 cadavre de anim ale
din peste 100 de specii, deși acest numă r este clar subestimat din cauza raportării
voluntare.
În North pakes, Australia, în 1995 s -au î nregistrat 1.583 de cadavre de păsări la o
numărare inițială, ș i ulterio r 2700 de cadavre documentate într -o perioadă de patru luni.
Conf orm Societatii Ornitologice Române, aria de importanță avifaunistică Munț ii
Tras căului, având cr iterii aprobate de BirdLife C1 și C6, se află în imediata vecinatate a
zonei Roșia Montană, la o distanță de mai puțin de 17 km de centrul localităț ii.
Criteriul BirdLife C1 include spec ii protejate pe cale de dispariție a că ror conservare
este im portantă la nivel mondial, iar criteriul C6 include specii ameninț ate la nivelul
Uniunii Europene, făcâ nd parte din primele 5 cele mai impor tante regiuni avifaunist ice
pentru speciile respective și fiind incluse î n Anexa I a directivei 2009/147/EC a
Parlam entului European și a Comisiei Europene privind păsă rile. Proiectul RMGC
reprezintă o amenințare directă la adresa speciilor de păsă ri din aceasta arie protejată,
încălcâ nd as tfel directiva 2009/147/EC.
Peștii sunt de asemenea extrem de sensibili la cianur i și la compușii derivați ai
acestora. Dacă păsările ș i mamiferele resi mt o toxicitate de la concentrații de miligram pe
litru (în zona de concentrații de ppm), peș tii sunt de o mie de ori mai sensibili.
O deversare, chiar mică î n ape le curgătoare ar duce la uciderea masivă a peș tilor , iar
cei care ar supraviețui vor fi afectaț i privind ca pacitatea de reproducere, crescând
probabilitatea malformațiilor și vulnerabilizănd peștii la atacul prădătorilor acestora.
Argumentul că bazinul Ariesului este deja polua t nu este satisfăcător și nu justifica
poluarea în continuare a acestuia, potențial pe scară mult mai mare.
Garanț ia pentru ecologizare de aproximativ 135 milioane de dolari convenită de
RMGC cu Ministerul Mediului este total insufic ientă. Pentru comparaț ie, costurile de
decontaminare/despăgubirile necesare î n urma accidentului de la Baia Mare din anul 2000
s-au estimat a fi similare cu costurile de decontaminare ale minei Summitvi lle din Colorado,
ridicandu -se în jurul sumei de 170 milioane de dolari. Expl oatarea de la Roșia Montană
urmează să utilizeze un iaz de decantare de c el putin 10 ori mai mare, potenț ialul distru ctiv
asupra mediului fiind uriaș .

50

8. Accidentul ecologic de la Mount Polley, Canada – similarități cu proiectul Roșia
Montană

Accidentul pr odus în mina de pe Muntele Polley este un dezastru ecologic în regiunea
Cariboo din British Columbia, Canada. Dezastrul s -a produs în dimineața zilei de 4 august
2014, la iazul de decantare de pe Muntele Polley de unde au fost deversați 4,5 milioane de
metri cubi de suspensie tox ică de deșeuri în lacul Polley și au fost eliberați în total 10
milioane de metri cubi de apă toxică din iazul de decantare. Iazul de decantare acoperă o
suprafață de patru kilometri pătrați și conform de clarației lui Brian Kynoc h, preș edinte al
Imperial Metals și proprietarul minei de cupru și aur de pe Muntele Polley, până în data 8
august 2014, iazul de decantare a fost "practic gol."
Odată cu șlamul contaminat care s-a deversat din iazul de decantare au fost
transpo rtați și arborii rupți de viitură (avalanșă), noroi, moloz și a “curățat malurile" de la
Hazeltine Creek pe unde a curs apa contaminată din lacul Polley și a ajuns în lacul Quesnel
aflat în apropi ere. Deversarea a provocat creșt erea nivelului Lacului P olley cu 1,5 metri și a
transformat Hazeltine Creek î ntr-o albie lată de la 2 metri până la 50 metri în diverse
locuri și s -a revărsat și peste zona necultivată din apropiere. Cariboo Creek a fost de
asemenea zonă afectată. Unul dintre cele mai mari dezas tre ecologice d in istoria modernă a
Canadei a fost deversarea deșeurilor din iazul de decantare de pe Muntele Polley .
La 6 august Cariboo District Regional a declarat stare de urgență locală în mai multe
comunități din apropiere, inclusiv Columbia Britanic ă, din cauza poluării apei potabile.
Au fost afectate foarte grav crescătoriile de somon din zona poluată. La dou ă zile după
dezastrul ecologic Ministerul Mediului (ME) din British Columbia a emis un ordi n de
reducere a poluării (PAO) către compani a de minerit Mount Mining Corporation Polley
(MPMC) . Societatea este obligată să prezinte un plan detaliat de acțiune și de asemenea
este obligată să raporteze săptămânal procedurile de punere în aplicare a măsurilor
planului de acțiune.
Controlul și remed ierea situației
În luna august, MPMC a prezentat un plan de control a l sedimentării și al eroziunii și
măsurile luate pentru reducerea eroziunii în curs de desfășurare și pentru transportul
sedimentelor în aval de albia săpată de viitură , incluzând atât eforturile de a controla fluxul
apei din zona de steril, precum și pentru a îmbunătăți calitatea apei care curge în Quesnel
Lake. Se înce arcă prevenirea răspândirii sterilului.
Monitorizarea și impactul asupra mediului
Apa, sedimentele și petele din Lacul Quesnel și Lacul Polley sunt monitorizate de către
personalul guvernamental. Prelevarea probelor de apă și suspensie contaminată a indicat
niveluri ridicate de seleniu, arsen și cupru dar acest lucru nu este considerat o amenințare
pentru sănăta tea u mană, concentrațiile de seleniu sunt oricum ridicate în materialul
geologic al zonei. La analizele probelor prelevate din zonă s -au găsit concentrații crescute
de cupru, fier, mangan, arsen, argint, seleniu și vanadiu în sedimentele din apropierea
locului de scurgere a sterilului.

51

Compania minieră Imperial Metals & Power Ltd și -a deschis lucrările în Columbia
Britanică , din decembrie 1959. Toate Minele din Columbia Britanică au puțuri deschise
pentru exploatarea cuprului și aurului atât în minele aflate pe Muntele Ros u Chris cât ș i
pentru cele de pe Mount Polley. Metale le prețioase prezintă un mare interes și există puțuri
deschise în proporție de aproximativ 50% în zona Huckleberry la mina de cupru, zinc și
plumb pentru proiectul Ruddock Creek.
Toxicitatea efluenților
În conformitate cu raportul făcut de Imperial Metals & Power Ltd și depus la Agenția de
Mediu a Canadei , în 2013, au fost găsite în iazul de decantare: 326 de tone de nichel, peste
400 de tone de arsen, 177 de tone de plumb și 18400 tone de cupru și compuși ai acestora.
În 2014 s -a reușit decontaminarea apei din iazul de decantare, dar mâlul și solul nisipos
încă mai prezintă urme de metale grele deși analizele s -au făcut după extragerea metalelor
grele (care sunt foarte toxice).
În urma dezastrului de la mina de pe Muntele Polley a apărut o substanță albastră
misterioasă, pete lucioase care plutesc pe apa lacului.
În fotografia 30 se poate vedea substanța albastră care plutește în apă și solul din
împrejurimile lacului cu aspect d e deșert de culoare gri, sol încărcat cu substanțe toxice.

Fig. 30. S ubstanța albastră și imperjurimile cu spect de deșert (canion)

Autoritățile locale din Columbia Britanică susțin că petele care plutesc pe apă nu prezintă
concen trații critice de me tale grele și compuși ai acestora . Contrar spuselor autorităților,
locuitorii din zonă și biologul marin Alexandra Morton spun că filmul albastru -verzui încă
necunoscut în compoziția chimică, a produs arsuri pe pielea locuitorilor la fel ca o
înțepătură de meduză. Substanț a a apărut în primele săptămâni de la prăbușirea barajului
de reținere a sterilului de mină și s -a scurs în cantitate masivă, mâl sau noroi care conține
foarte multe toxine de la extragerea minereului de cupru de către Imperial Metals Corp.
În urma dezastrului prin prăbușirea barajului , zona din Hazeltine Creek s -a inundat cu un
torent nămolos alcătuit din 10 milioane m3 de apă și steril ș i 4,5 milioane m3 de sedimente.

52

Biologul marin Alexandra Morton a călătorit în „zona zero” a acc identului cu propriul ei
echipament, un kit pentru prelevare de probe și de cercetare, pentru că nu a avut încredere
și a pri vit cu scepticism declarațiile guvernului date în mod repetat, cum că apa lacului este
în condiții de siguranță pentru a fi folosi tă ca apă potabilă și pentru creșterea peștelui, în
urma testelor făcute și a operațiunilor de decontaminare.
Localnicii au avertizat că o pată uleioasă (cerată) plutește pe apa lacului, apă care se
presupune a fi “ potabilă”.
"Există un număr de locuito ri din zonă care sunt preocupați de acestă problemă,
deoarec e ei au atins pata plutitoare și le -a provocat o senzație de uscare a pielii d e pe brațe
și le -a ars degetele", spune Morton. Chiar biologul marin, Alexandra Morton a mai spus :
“Când au fost transfe rate probele prel evate din lac în borcanele mele , m-am ars la degete”.
"Se simte ca o î nțepatură de meduză”. “Pata este uleioasă dar se împrăștie când este atinsă.
Este ca un fel de ceară fierbinte pusă pe apă și de aceea se formeză acest film rigid”.
Biologul marin Alexandra Morton deține un doctorat în științ e la Simon Fraser University și
a colectat probe în borcane, le -a sigilat și le -a trimis la un laborator din Vancouver, care
urmează să facă analizele.
Alte declarații ale Alexandrei Morton:
"Când am ajuns acolo borcanul era curat, clar". "Nu ai fi putut vedea acest film
albastru mai bine. Dar când am deschis borcanul, s -a auzit un șuierat și a ieșit abur. Deci,
orice ar fi fost s -a transformat într -o formă de gaz." A raportat fenomenul la diverse c omisii
pentru sănătate.
În cadrul conferinței din 22 august 2014 , ministrul Mediului, Mary Polak, a
minimalizat orice riscuri pentru sănătate în cazul contactului cu luciul de apă.
Conform unui memoriu al Ministerului Mediului din data de 21 august ș i adr esat
ministrului adjunct al Diviziei de Protecție a Mediului, cercetătorii din partea guvernului au
găsit substanța într -o zonă a lacului Quesnel acoperită de resturile lemnoase plutitoare și
transportate în aval de prăbușirea barajului.
"La examinarea vi zuală a luciului albastru, luciul a fost înțepat cu un băț pentru a
determina dacă este natural sau este legat de scurgeri de petrol", a scris Deborah Epps,
șeful de secție al ministerului pentru calitatea apei provinciale. "Strălucirea (luciul) s -a rupt
și nu s -a unit să curgă din nou împreună. Aceasta indică faptul că substanțe le rezultate din
descompunerea vegetală sau animală ar forma acel luciu (pată albastră). Dacă luciul ar fi
forma t o pânza de păianjen și imediat se unea și forma din nou luciul înt reg atunci
provenea din petrol. "
Scrisoarea spune că nu a existat nici un miros, dar nu a menționat dacă a fost tes tat
pentru ardere sau efectele usturătoare asupra pielii. Epps a spus că un eșantion a fost
trimis la un la borator și se testează pentru l ignină și taninuri, ceea ce ar indica originile
plantelor în proveniența luciului. Rezultatele au constatat că nivelele de concentaț ie au fost
"sub l inia directoare a apei potabile " (adică sub limita de avertizare a apei potabile). "Pe
baza observațiilor d e teren și a rezultatelor de laborator, luciul albastru este rezultatul unei
vegetații învechite/copacii existentă în lac, și că deversarea sterilului nu are impact asupra
sănătății umane în acest moment", a conchis Deborah Epps.

53

Totuși, Morton are anumit e îndoieli asupra spuselor guvernului. Populația din zonă
nu crede ce spun guvernanții. Ei nu folosesc apa potabilă din zonă.
În plus față de pelicula albastră misterioasă, Morton a investigat zona pârâului
Hazeltine Creek , care se află în aval de mina de pe Muntele Polley unde albia s -a
transformat într -o gaură gigant , plină de noroi de multe ori mai mare decât albia (fluxul)
originală, noroi care este acoperit pe alocuri de urme de urși, elani, cerbi și păsări.
Morton: "M -am dus la ceea ce a fost Hazelt ine Creek ș i în prezent este acest canion
(deșert) de deș euri toxice" (fig. 30 ) a amintit ea. "Se pot vedea toate nuanțele de gri, există
apă gri care vine în jos, de pe munte. Aerul îți arde ochii, sinusurile și plămânii. "
În conformitate cu Indexul (N PRI) Environment Canada National, Imperial Metals a
raportat că de la deschiderea minei, a pompat în iazul de decantare cel puțin 406 de tone
de arsen care reprezintă o otravă foarte toxică (provoacă moartea imediat), 475 de tone de
cobalt și metale grel e, 46 de tone de seleniu și trei tone de neurotoxină cu mercur și multe
alte metale grele care sunt foarte toxice.
Cu toate acestea, după efectuarea unei serii de analize și teste efectuate la un
laborator independent, oficialii au declarat că în zonă nu există nici un pericol pentru
sănătate și că apa este în limitele pentru siguranța consumului uman.

Fig. 31. – pelicula albastră

Toate metalele grele care sun t conținute în sterilul de mină, au concentrații destul
de ridicate, peste limitele de toleran ță. În doze mari, seleniul poate ag rava riscul de cancer
de piele ș i provoacă boli de inimă. Carnea de pește a avut de ase menea un conținut mai
mare decât cele normale de arsen, cupru, zinc și mangan, dar potrivit autorităților
concentrațiile acestor metal e grele sunt încă în liniile directoare de consum, adică în
limitele accesibile. "Carnea de pește se prezintă în condiții de siguranță pentru a fi
mâncată ", a declarat ministrul Polak.
Morton și alți critici au o altă explicație. În fața unui eșec masiv în tr-una dintre
ramurile majore generatoare de venituri și anume industria minieră , guvernul vrea să
"minimalizeze" efectele dezastrelor din acest domeniu.
Morton spune că:"Guvernanții nu au vrut ca valoarea acțiunilor de la bursă ale
acestei companii să se prăbușească și de aceea o protejează. "Guvernanții nu au vrut ca
oamenii să intre în panică"

54

Este interesant de remarcat faptul că Imperial Metals Corp . donează aproape
234.000$ pentru Partidul Liberal BC din 2003, inclusiv 3. 000$ pentru campania electoral ă
a actualului ministru al minelor, Bill Bennett, care a comparat incidentul cu o avalanșă.
De asemenea, acționarul majoritar al companiei ( și proprietar al Calgary Flames)
Murray Edwards, a-18-a cea mai bogată persoană din Canada , a strâ ns fonduri private de
milioane de dolari pentru Premierul Christy Clark la sfârșitul anului 2012.
De asemenea, inginerii de la AMEC, firma de inginerie care a construit barajul de la
Muntele Polley au donat de la ei 221.010$ liberalilor BC încă din anul 2000.
Toți au făc ut donații suspecte și Morton se teme că este afectată sănătatea
oamenilor din zonă prin contaminarea apei potabile și contaminarea apelor din
crescătoriile de somoni , dar că acest lucru este ascuns populației din zonă. Ea a coborât
(scufundat) un aparat d e fotografiat GoPro și un di spozitiv de colectare a probei din lac, iar
particulele de steril s -au transformat într -un nor de solide fine, de consistența unui nămol
și aceste sedimentele sunt spălate (împinse cu apele) în aval (în jos) și continuă să
conta mineze și alte zone neafect ate de dezastru. Morton spune că „această companie
trebuie să curețe aceste sedimente".

Fig. 32 – Alexandra Morton la locul dezastrului

9. Concluzii
Proiectul RMGC de la Roșia Montană reprezintă o amenințare directă la adresa
mediului. Acum, Roșia Montană este un loc pitoresc, plin de viața și acoperit de o vegetație
densă. Pe lângă cele câteva zone decopertate î n scopuri miniere, zona este de o frumusețe
rară .

55

Proiectul de exploatare minieră ar distruge cei patru munți care în conjoară
localitatea lăsând în urmă un peisaj selenar și mutilâ nd ast fel iremediabil zona.
RMGC susține că : "Dupa 20 de ani, locul va fi nepoluat, cu oa meni prosperi, cu
infrastructură serioasă, numai bună pentru turism ". Asemenea afirmații frizează ridicolul ș i
absurdul deoarece exploatarea pr esupune distrugerea a patru munți, cu păduri, pășuni ș i
cu cei 140 de kilometri de galerii miniere, depozitarea a peste 2 00 milioane de tone de
cianuri î ntr-un iaz de decantare c are va acoperi o vale pitorească a Apusenilor î n spatele
unui baraj de 185 de metri.
Raportul grupului de experți ind ependenți IGIE menționează : "Se declară că pe
durata construcției și funcționă rii proiectului va fi transportată în fiecare an o cantitate
imensă de materii prime, substanțe, sterile ș i carbura nți (benzină, motorină) – atât spre cât și
dinspre Roșia Montan ă.
Aceste substanț e includ cianura de sodiu (13.000 t/an), var nestins (54.000 t/an),
azotat de amoniu (8.700 t/an), motorină (16.500 t/an) acid clorhidric (2.300 t/an), benzină
(100.000 t/an) și aș a mai de parte. Unele din aceste substanțe și materiale sun t considerate
într-atat de periculoase încât cad sub incidența unor condiț ii speciale pr ivind depozitarea,
transportul ș i manipularea – conform reglementărilor naționale și internaț ionale" .

PARTEA A II A

1. Introducere

1.1 Aspecte teoretice
Solul este un strat natural, situat la suprafața scoarței terestre, cu proprietăți și
funcții specifice (capabil să întrețină viața plantelor terestre), produs în timpuri geologice
prin acțiunea factorilor climatici și biotici asupra rocilor de la suprafață, condiționați de
relief și de apă. În ultimii ani la procesul de pedogeneză (formare a solului) o contribuție
importantă o are activitatea antropică.
Poluarea solului reprezintă orice acțiune care produce dereglarea funcționării
normale a solului ca biotop, în cadrul difer itelor ecosisteme naturale sau artificiale
(antropice) afectând fertilitatea și capacitatea sa bioproductivă din punct de vedere
cantitativ sau calitativ. Poluarea solului include în sfera sa orice fenomen de degradare a
solului chiar dacă efectul acestor a apare indirect, transmis prin lanțul sol -microorganisme –
plante superioare -animale -om-societate.
Principalele forme de poluare a solului sunt: eroziunea solului, degradarea structurii
și a proprietăților sale fizice, poluarea chimică și radioactivă, precu m și contaminarea
microbiană.
Factorii care conduc la poluare sunt diverși, cei mai importanți fiind agenții chimici
(poluanți, pesticide, îngrășăminte chimice), deșeurile industriale și agricole precum și
metodele agrochimice aplicate necorespunzător.
Poluarea solului poate fi accidentală sau sistematică.

56

Poluarea accidentală constă în deversări masive și scurte ca durată, generate de
defecțiuni sau avarieri ale instalațiilor, conductelor și depozitelor industriale.
Poluarea sistematică constă în deversă ri moderate, uneori încadrate în limitele
legale, dar care au loc pe perioade mari de timp. Dacă poluantul nu este biodegradabil, sau
rata lui de degradare este mai mică decât rata de deversare, atunci va avea loc o acumulare
de poluant în sol, care va duc e la degradarea calităților solului.
Influențele dăunătoare ale acestora se reflectă în deteriorarea caracteristicilor și
funcțiilor solurilor, respectiv în capacitatea lor bioproductivă, dar, ceea ce este și mai grav,
în afectarea calității produselor agr icole și a securității alimentare, cu urmări serioase
asupra calității vieții omului.

1.2 Contaminarea mediului: fitotoxicitatea
Scopul acestei lucrări este de a examina fitotoxicitatea (efectele toxice pe care le au
anumiți compuși asupra creșterii și de zvoltării plantelor) prin simularea, testarea și
măsurarea efectelor solului contaminat. În acest scop se vor utiliza semințe de plante, sol și
un contaminant. Pe baza acestora se va formula o ipoteză incluzând ipoteza nulă (o ipoteză
conform căreia variab ilele nu au un efect asupra rezultatelor experimentului), iar apoi se va
stabili designul experimental pentru a testa ipoteza.

2. Mod de lucru
2.1 Aparatură și materiale
– computer.
– semințe de grâu ( Triticum aestivum );
– ghivece de flori;
– apă;
– sol;
– contaminanți uzuali ai mediului cum ar fi de exemplu:
 sarea de bucătărie;
 ulei de motor;
 petrol;
 săpun antibacterian conținând triclosan (5 -cloro -2-(2,4 -diclorofenoxi)fenol);
 detergent de rufe pentru mașini automate conținând fosfor;
 acid sulfuric;
 alcool izopropili c.
2.2 Mod de lucru in laborator
În această lucrare de laborator se va simula efectul unui anumit agent poluant
asupra solului și implicit asupra creșterii și dezvoltării unor plante. În acest scop se vor
utiliza materiale simple, se vor descrie rezultate le așteptate și se vor formula ipotezele și
designul experimentului propus.

57

2.3. Etapele experimentului
1. Pentru fiecare grupă de lucru se va alege pentru a fi testat doar un contaminant
(doar unul pe echipă);
2. Se va formula ipoteza. Ipoteza trebuie să fie convenabilă, să poată fi testată
(examinată) și să se refere la contaminat (de exemplu: x% din contaminant nu va
influența regimul de creștere al plantelor). Se va specifica faptul că această
ipoteză reprezintă ipoteza nulă pentru experimentul realizat.
3. Pe baza acestei ipoteze se va schița un experiment pentru a testa efectele
contaminanților considerați asupra creșterii a 10 semințe de grâu (pentru
germinarea acestor semințe sunt necesare între 3 și 4 zile). Se pot utiliza și alte
semințe (gazon, trifoi, păpădie etc)
4. Se vor selecta 4 moduri de aplicare a contaminanților (4 concentrații diferite
pentru a fi testate). Aceste concentrații se vor alege astfel încât efectele acestora
să se încadreze în rezultatele dorite. De exemplu dacă ipoteza nulă afirmă că 5%
din cantitatea de poluant va avea efecte negative asupra creșterii grâului atunci
concentrațiile de poluant care vor fi testate trebuie să se situeze deasupra și
dedesubtul acestei valori a concentrației. Dacă acest lucru nu se va realiza atunci
se va c onstata că nivelele de toxicitate sunt fie prea scăzute, fie prea ridicate.
5. Se va folosi un ghiveci de control (în care nu se va folosi un contaminant ci doar
semințe de grâu, ceilalți factori de mediu fiind aceeași ca și în cazul ghivecelor cu
semințe și poluanți) .
6. Pentru a se stabili exact efectele poluanților asupra solului și asupra plantelor se
va realiza experimentul de trei ori; ca urmare sunt necesare 15 ghivece mici de
flori (figura 12).
7. Experimentul va începe în prima ședință de laborator și se v a continua în ședința
următoare (durata experimentului fiind de 7 -14 zile). Pentru aceasta, din 3 în 3
zile, se vor uda ghivecele cu semințe cu volume egale de apă (soluție de poluant)
și se vor măsura plantele răsărite.
8. Se va testa ipoteza propusă. Pentr u fiecare experiment (ghiveci) se va compara
creșterea medie a plantelor (figura 12).
9. Pentru determinarea efectelor poluărilor accidentale, poluantul se va adăuga de
la început în solul de testat. Se va adăuga 1%, 2%, 4% și 8% poluant în solul
utilizat pen tru testare.
10. Pentru determinarea efectelor poluării sistematice se va utiliza sol nepoluat
pentru semănat și soluții de 1%, 2%, 4% și 8% poluant pentru udarea plantelor.
11. Pentru determinarea poluării sistematice se pot utiliza plante (mușcate, papirus,
tufă nele, vișin etc) aflate în același stadiu de dezvoltare (semănate în același
timp). Se determină înălțimea și numărul de frunze pentru fiecare plantă în
parte. Pentru determinarea influenței poluanților se vor uda aceste plante,
conform instrucțiunilor de la pct. 10 și se monitorizează înălțimea plantelor,
numărul de frunze noi și numărul de frunze căzute.

58

Figura 33. Experiment privind acțiunea contaminanților asupra solului și plantelor
(Ct = control, fără contaminanți) [Wagner, 2005]

2.4. Rezultate și interpretă ri
Unul dintre cele mai importante elemente în știința mediului îl reprezintă testarea
ipotezelor. Ca urmare rezultatele obținute sunt foarte importante deoarece ele trebuie să
probeze ipotezele stabilite. Aceasta se face folosind dat e statistice (date numerice pentru a
face comparații și a elabora concluzii) care în prealabil au fost testate. Aceasta implică
aplicarea unei proceduri formale pentru compararea datelor observate cu ipoteza stabilită.
Rezultatele testului importanței sunt exprimate în termenii unei probabilități care măsoară
gradul în care datele și ipoteza sunt în concordanță. Datele statistice se vor introduce
folosind programul Microsoft Excel.
Probe independente pentru testul – t
Testul -t reprezintă un test utilizat pe scară largă pentru evaluarea diferențelor
dintre media aritmetică între două grupuri de valori. De exemplu, testul -t poate fi utilizat
pentru a testa diferența dintre rezultatele testelor dintre două grupuri de bolnavi cărora li
s-au administrat un medica ment și un grup de control care a primit placebo (o substanță
fără efect farmacologic obiectiv) (de exemplu tratament funcție de control).
Testul -t compară media a două variabile independente pentru a determina dacă ele
diferă din punct de vedere statistic . Pentru această lucrare ipotezele pot fi:
 IA – semințele care au fost supuse unui procent de 10% din pesticidul A au o rată de
mortalitate mare;
 I0 – nu există o diferență în ceea ce privește mortalitatea în cazul în care semințele
sunt supuse unui procen t de 10% din pesticidul A.
Datele obținute din acest experiment se vor introduce în tabelul de mai jos:

59

Tabelul 1. Datele obținute pentru testarea creșterii plantelor în prezența și în absența
poluanților
Recipient
(ghiveci) Planta Tratată
(înălțimea pla ntei,
cm) Control
(înălțimea plantei, cm)
1 1
2
…….
Media
2 1
2
…….
Media
3 1
2
…….
Media
…….
Media

Datele obținute pot fi analizate folosind testul -t comparând media supraviețuirii în
grupa de control și în grupele testate (ghivecele cu plante supuse acțiunii poluanților).
Pentru aceasta trebuie determinată înălțimea plantele obținute de la toate cele 10 semințe.
În cazul în care s -au obținut doar 9 plante și s -au sădit 10 semințe atunci înălțimea plantei
care nu a germinat va fi 0 deoarece trebuie luată și ea în calculul înălțimii medii. Ideal ar fi
ca toate cele 10 semințe să germineze deoarece domeniul de variabile alese se situează în
domeniul de toleranță al plantelor (conform legii toleranței fiecare organism viu are o
reacție proprie la variația factorilor de mediu, dar sensul reacției este previzibil prin
cunoașterea fiziologiei speciei respective; în general se poate defini un domeniu optim de
valori al fiecărui factor și o limită de toleranță) [Stugren, 1994].
Prin realizarea testului -t se va vedea dacă există din punct de vedere statistic o
diferență importantă între înălțimea medie a grupului de plante care a fost tratat cu
poluanți și înălțimea medie a grupului de control (net ratat). Presupunând că diferența
dintre aceste grupuri o reprezintă doar tratarea cu agentul poluant se va evalua dacă sau
nu acest tratament a fost posibil.
Pentru testarea ipotezelor se va folosi programul Microsoft Excel. Datele obținute se
vor introduc e în program și se va determina valoarea probabilității p. Valoarea p este o
măsură a probabilității ca între grupurile de lucru (plantele tratate și cea de control) să
apară o diferență în timpul experimentului. De exemplu, o valoare a lui p = 0,01 înseam nă
că există o șansă de 1 la 100 ca rezultatele obținute să se înregistreze. Valoarea cea mai
mică a lui p indică cea mai puternică probă împotriva lui I 0 furnizată de date. Aceasta
înseamnă că diferența dintre grupurile de lucru a fost cauzată de tratamen tul la care au fost
supuse plantele. Valori mici ale lui p sugerează faptul că ipoteza nulă (nu există efect în

60

urma tratării cu agentul poluant) este puțin probabil să fie adevărată. Astfel cu cât este mai
mică valoarea lui p cu atât este mai convingătoar e respingerea ipotezei nule. Valoarea lui p
indică intensitatea probelor folosite pentru respingerea ipotezei nule.
Se va stabili prin acest experiment nivelul importanței testului care în general
pentru știință este 0,05 (aceasta înseamnă că datele obținu te furnizează probe puternice, că
rezultatul obținut va fi mai mic de 5% sau de 1 la 20 dacă populațiile de grâu au fost într –
adevăr identice). Dacă valoarea lui p este mai mare de 0,05 (în acest caz poate fi p = 0,1) se
poate afirma că „rezultatele sunt i mportante la un nivel de 0,05 și că x% din contaminatul x
are un efect important asupra populației de grâu testate (asupra mortalității, creșterii,
înălțimii).
Utilizarea Microsoft Excel pentru compararea datelor
Pentru compararea datelor (de exemplu înălț imea plantelor) atât pentru grupul de
control, cât și pentru grupul de plante tratate se vor introduce datele în programul
Microsoft Excel. Astfel se vor rula 4 teste -t pentru fiecare din cele trei seturi de
experimente rezultând un total de 12 teste -t. Pe ntru a rula testul -t în Excel după
introducerea datelor în coloane (ca în tabelul 15) se va selecta opțiunea „Tools”, apoi se
selectează „Data Analysis” și apoi se selectează ‚t -test”. Intrările „Variable 1 Range” trebuie
să reprezinte toate valorile din c oloana de control. În coloana „Variable 2 Range” trebuie să
fie introduse toate valorile obținute pentru plantele tratate (ordinea nu are importanță).
Apoi se selectează opțiunea Ok. În rezultatele obținute se va verifica valoarea lui p. Dacă
valoarea lui p este mai mică de 0,05 (de exemplu 5%) rezultatul este statistic important la
un nivel de încredere de 95%.

3. Rezultate experimentale

Prepararea solu țiilor cu azotat de cadmiu:

Conc. Cd in solutie = 0.08 90 g Cd(NO 3)2*4H 2O + 319 mL H 2O = 409 mL sol. Cd 8%
Solutie ramasa = 224 mL sol. Cd 8%
Conc. Cd in solutie = 0.04 185 mL sol. Cd 8% + 185 mL H 2O = 370 mL sol. Cd 4%
Solutie ramasa = 255 mL sol. Cd 4%
Conc. Cd in solutie = 0.02 115 mL sol. Cd 4% + 115 mL H 2O = 231 mL sol. Cd 2%
Solutie ramasa = 231 mL sol. Cd 2%
Masa de sol utilizata (g) = 35 Conc. Sol. de Cd = 1M 112 g Cd / L sol. = 0.112 g Cd / mL sol.
lotul 1 = 0 mL = 0.00 g Cd 0.0 % Cd in sol
lotul 2 = 2 mL = 0.45 g Cd 1.3 % Cd in sol
lotul 3 = 4 mL = 0.90 g Cd 2.6 % Cd in sol
lotul 4 = 6 mL = 1.37 g Cd 3.9 % Cd in sol

61

Tabelul 2. Rezultatele experimentului pe proba martor
Poluant 0%
/Martor Ghiveci 1 Ghiveci 2 Ghiveci 3 Media / 3 ghivece
Zile nr.
plantei inaltimea
plantei nr.
plantei inaltimea
plantei nr.
plantei inaltimea
plantei nr.
plantelor inaltimea
plantelor
0 1 0 1 0 1 0
luni
11.05.15 2 0 2 0 2 0
3 0 3 0 3 0
4 0 4 0 4 0
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
3 1 0.5 1 5.5 1 2.5
joi
14.05.15 2 0.3 2 1.7 2 1.5
3 0 3 1.5 3 0.5
4 0 4 1 4 0
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 2.0 0.1 4.0 1.0 3.0 0.5 3.0 0.5
7 1 8 1 12.5 1 9.5
luni
18.05.15 2 7.5 2 8.7 2 8.5
3 6.5 3 8.5 3 7.5
4 4.5 4 8.3 4 6.5
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 4.0 2.7 4.0 3.8 4.0 3.2 4.0 3.2
10 1 13.5 1 18 1 15
joi
21.05.15 2 13 2 14.5 2 14
3 12 3 14 3 13
4 10 4 13.5 4 12
5 5 5 0 5 0
6 5 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 6.0 5.9 4.0 6.0 4.0 5.4 4.7 5.8

62

14 1 15 1 22 1 20
luni
25.05.15 2 15 2 20 2 19
3 15 3 20 3 19
4 14 4 18 4 13
5 14 5 0 5 0
6 13 6 0 6 0
7 4 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 7.0 9.0 4.0 8.0 4.0 7.1 5.0 8.0
17 1 18 1 22 1 21
joi
28.05.15 2 17.5 2 21 2 20
3 17 3 20 3 19.5
4 17 4 20 4 14
5 13 5 0 5 0
6 10 6 0 6 0
7 9 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 7.0 10.2 4.0 8.3 4.0 7.5 5.0 8.6
23 1 20 1 23 1 23
miercuri
03.06.15 2 19 2 22 2 21
3 19 3 21 3 20
4 19 4 19 4 15
5 18 5 0 5 0
6 16 6 0 6 0
7 11 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 7.0 12.2 4.0 8.5 4.0 7.9 5.0 9.5
28 1 20 1 25 1 25
luni
08.06.15 2 20 2 23 2 21
3 19 3 21 3 20
4 18 4 19 4 18
5 18 5 0 5 0
6 16 6 0 6 0
7 13 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 7.0 12.4 4.0 8.8 4.0 8.4 5.0 9.9
31 1 21 1 27 1 25
joi
11.06.15 2 21 2 25 2 24
3 20 3 23 3 22
4 19 4 20 4 20
5 18 5 0 5 0

63

6 16 6 0 6 0
7 14 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 7.0 12.9 4.0 9.5 4.0 9.1 5.0 10.5
39 1 21 1 26 1 25
vineri
19.06.15 2 21 2 25 2 24
3 20 3 23 3 22
4 19 4 20 4 20
5 18 5 0 5 0
6 16 6 0 6 0
7 14 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 7.0 12.9 4.0 9.4 4.0 9.1 5.0 10.5
43 1 19 1 25 1 25
marti
23.06.15 2 19 2 24 2 24
3 18 3 22 3 21
4 17 4 20 4 19
5 16 5 0 5 0
6 15 6 0 6 0
7 14 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 7.0 11.8 4.0 9.1 4.0 8.9 5.0 9.9

Tabelul 3. Rezultatele experimentului pe proba 1.3% Cd în sol
Poluant
1.3% Cd in
sol Ghiveci 1 Ghiveci 2 Ghiveci 3 Media / 3 ghivece
Zile nr.
plantei inaltimea
plantei nr.
plantei inaltimea
plantei nr.
plantei inaltimea
plantei nr.
plantelor inaltimea
plantelor
0 1 0 1 0 1 0
2 0 2 0 2 0
3 0 3 0 3 0
4 0 4 0 4 0
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
3 1 0 1 5.7 1 6 2 0 2 1 2 5.5

64

3 0 3 0.5 3 0.7
4 0 4 0 4 0
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 0.0 0.0 3.0 0.7 3.0 1.2 2.0 0.6
7 1 6.5 1 13.5 1 13.5
2 5.5 2 8.5 2 13
3 0 3 8 3 8.5
4 0 4 4.5 4 4.5
5 0 5 1.5 5 4.3
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 2.0 1.2 5.0 3.6 5.0 4.4 4.0 3.1
10 1 12 1 19 1 19.5
2 11 2 15 2 19
3 1 3 14 3 14
4 0 4 10 4 10.5
5 0 5 7 5 10
6 0 6 0 6 5
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 3.0 2.4 5.0 6.5 6.0 7.8 4.7 5.6
14 1 16 1 20 1 26
2 14 2 20 2 26
3 7 3 19 3 17
4 1 4 16 4 16
5 0 5 8 5 9
6 0 6 0 6 8
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 4.0 3.8 5.0 8.3 6.0 10.2 5.0 7.4
17 1 18 1 22 1 27
2 15 2 21 2 26.5
3 9 3 18 3 17
4 7 4 16 4 16
5 0 5 9 5 12
6 0 6 0 6 10
7 0 7 0 7 0

65

8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 4.0 4.9 5.0 8.6 6.0 10.9 5.0 8.1
23 1 20 1 28 1 27
2 19 2 24 2 27
3 12 3 18.5 3 19
4 11 4 16 4 18
5 0 5 13 5 16
6 0 6 0 6 12
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 4.0 6.2 5.0 10.0 6.0 11.9 5.0 9.4
28 1 21 1 29 1 29
2 20 2 25 2 27
3 17 3 17 3 20
4 14 4 16 4 18
5 0 5 14 5 16
6 0 6 0 6 14
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 4.0 7.2 5.0 10.1 6.0 12.4 5.0 9.9
31 1 21 1 29 1 29
2 20 2 26 2 28
3 19 3 24 3 26
4 18 4 21 4 23
5 0 5 19 5 23
6 0 6 0 6 20
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 4.0 7.8 5.0 11.9 6.0 14.9 5.0 11.5
39 1 22.5 1 29 1 29.5
2 20 2 26 2 28
3 20 3 24 3 26
4 18 4 21 4 24
5 0 5 19 5 23
6 0 6 0 6 21
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 4.0 8.1 5.0 11.9 6.0 15.2 5.0 11.7
43 1 24 1 27 1 27

66

2 20 2 25 2 26
3 17 3 23 3 25
4 13 4 22 4 23
5 0 5 17 5 22
6 0 6 0 6 20
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 4.0 7.4 5.0 11.4 6.0 14.3 5.0 11.0
Nota: Testul t da o valoare p = 0.0001 in raport cu proba martor , adica un grad de incredere de
99.99%.

Tabelul 4. Rezultatele experimentului pe proba 2.6% Cd în sol
Poluant
2.6% Cd in
sol Ghiveci 1 Ghiveci 2 Ghiveci 3 Media / 3 ghivece
Zile nr.
plantei inaltimea
plante i nr.
plantei inaltimea
plantei nr.
plantei inaltimea
plantei nr.
plantelor inaltimea
plantelor
0 1 0 1 0 1 0
2 0 2 0 2 0
3 0 3 0 3 0
4 0 4 0 4 0
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
3 1 0 1 1 1 6
2 0 2 0.5 2 4
3 0 3 0 3 0
4 0 4 0 4 0
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 0.0 0.0 2.0 0.2 2.0 1.0 1.3 0.4
7 1 7.5 1 9 1 14
2 7 2 8.5 2 12
3 5.5 3 6 3 2
4 6 4 5 4 0
5 4 5 4 5 0
6 0 6 0 6 0

67

7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 5.0 3.0 5.0 3.3 3.0 2.8 4.3 3.0
10 1 13.5 1 15 1 20
2 13 2 14.5 2 18
3 11.5 3 12 3 8
4 12 4 11 4 0
5 10 5 10 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 5.0 6.0 5.0 6.3 3.0 4.6 4.3 5.6
14 1 14 1 15 1 20
2 13 2 15 2 19
3 12 3 12 3 8
4 12 4 12 4 0
5 11 5 11 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 5.0 6.2 5.0 6.5 3.0 4.7 4.3 5.8
17 1 15 1 16 1 26
2 13 2 15 2 22
3 12 3 15 3 10
4 12 4 12 4 0
5 11 5 12 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 5.0 6.3 5.0 7.0 3.0 5.8 4.3 6.4
23 1 15 1 17 1 24
2 14 2 17 2 21
3 13 3 16 3 8
4 12 4 16 4 0
5 11 5 11 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 5.0 6.5 5.0 7.7 3.0 5.3 4.3 6.5

68

28 1 16 1 20 1 27
2 14 2 18 2 22
3 13 3 16 3 20
4 12 4 15 4 0
5 10 5 10 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 5.0 6.5 5.0 7.9 3.0 6.9 4.3 7.1
31 1 18 1 20 1 27
2 15 2 18 2 24
3 14 3 16 3 20
4 13 4 15 4 0
5 10 5 12 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 5.0 7.0 5.0 8.1 3.0 7.1 4.3 7.4
39 1 17 1 20 1 27
2 14 2 18 2 23.5
3 12 3 16 3 19
4 11 4 15 4 0
5 6 5 11 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 5.0 6.0 5.0 8.0 3.0 7.0 4.3 7.0
43 1 16 1 19 1 25
2 13 2 17 2 20
3 11 3 15 3 7
4 9 4 14 4 0
5 1 5 11 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 5.0 5.0 5.0 7.6 3.0 5.2 4.3 5.9
Nota: Testul t da o valoare p = 0.0018 in raport cu proba martor , adica un grad de in credere de
99.82%.

Tabelul 5. Rezultatele experimentului pe proba 3.9% Cd în sol

69

Poluant
3.9% Cd in
sol Ghiveci 1 Ghiveci 2 Ghiveci 3 Media / 3 ghivece
Zile nr.
plantei inaltimea
plantei nr.
plantei inaltimea
plantei nr.
plantei inaltimea
plantei nr.
plantelor inaltimea
plantelor
0 1 0 1 0 1 0
2 0 2 0 2 0
3 0 3 0 3 0
4 0 4 0 4 0
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
3 1 1 1 4 1 3
2 0 2 0 2 2.5
3 0 3 0 3 1
4 0 4 0 4 0
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 1.0 0.1 1.0 0.4 3.0 0.7 1.7 0.4
7 1 6 1 9 1 8.5
2 5 2 5 2 8
3 0 3 0 3 6
4 0 4 0 4 5
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 2.0 1.1 2.0 1.4 4.0 2.8 2.7 1.8
10 1 10 1 13 1 12.5
2 9 2 9 2 12
3 0 3 0 3 10
4 0 4 0 4 9
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 2.0 1.9 2.0 2.2 4.0 4.4 2.7 2.8

70

14 1 10 1 13 1 14
2 10 2 9 2 14
3 0 3 0 3 10
4 0 4 0 4 9
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 2.0 2.0 2.0 2.2 4.0 4.7 2.7 3.0
17 1 11 1 13 1 15
2 10 2 9 2 14
3 0 3 0 3 10
4 0 4 0 4 9
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 2.0 2.1 2.0 2.2 4.0 4.8 2.7 3.0
23 1 10 1 12 1 13
2 9 2 8 2 12
3 0 3 0 3 8
4 0 4 0 4 7
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 2.0 1.9 2.0 2.0 4.0 4.0 2.7 2.6
28 1 9 1 11 1 16
2 9 2 9 2 12
3 0 3 0 3 12
4 0 4 0 4 9
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 2.0 1.8 2.0 2.0 4.0 4.9 2.7 2.9
31 1 10 1 12 1 15
2 9 2 8 2 12
3 0 3 0 3 8
4 0 4 0 4 8
5 0 5 0 5 0

71

6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 2.0 1.9 2.0 2.0 4.0 4.3 2.7 2.7
39 1 9.5 1 12 1 15
2 9 2 8 2 11
3 0 3 0 3 8
4 0 4 0 4 8
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 2.0 1.9 2.0 2.0 4.0 4.2 2.7 2.7
43 1 9 1 12 1 13
2 9 2 8 2 11
3 0 3 0 3 8
4 0 4 0 4 8
5 0 5 0 5 0
6 0 6 0 6 0
7 0 7 0 7 0
8 0 8 0 8 0
9 0 9 0 9 0
10 0 10 0 10 0
Media 2.0 1.8 2.0 2.0 4.0 4.0 2.7 2.6
Nota: Testul t da o valoare p = 0.0004 in raport cu proba martor , adica un grad de incredere de
99.96%.

72

Fig. 34. Stadiul de dezvoltare al plantelo r dupa 7 zile.

Fig. 35. Stadiul de dezvoltare al plantelo r dupa 14 zile.

Fig.36. Stadiul de dezvoltare al plantelor dupa 2 1 de zile.

Fig. 37. Stadiul de dezvoltare al plantelor dupa 28 de zile

Fig. 38. Stadiul de dezvoltare al plantelor dupa 4 2de zile.

73

Uscarea plantelor dupa 39 de zile se d atoreaza unei perioade de canicula si udarii insuficiente.

4. Prelucrarea rezultatelor

Rezultatele obtinute in timpul experimentarilor au fost prelucrate si si sintetizate in in
urmatoarele grafice:

0 10 20 30 400246Puterea de germinare (nr. de plante incoltite)
Timp (zile) Poluant 0%
Poluant 1.3%
Poluant 2.6%
Poluant 3.9%
0 1 2 3 4 52025303540455055Puterea de germinare (%)
Concentratia poluantului (%) Puterea de germinare

Fig. 39. Variatia puterii de germinare in functie de concentratia poluantului

Se poate constata ca dupa cca. 10 zile toate semintele viabile au incoltit. Puterea de germinare a
lotului de seminte utilizat este de 50%, conform datelor experimentale. Poluarea c u Cd nu are
efecte negative asupra puterii de germinare la conventratii sub 1.3%. Peste aceasta concentratie ,
Cd are un efect puternic inhibitor asupra puterii de germinare.

0 10 20 30 40024681012Cresterea biomasei (cm)
Timp (zile) Poluant 0%
Poluant 1.3%
Poluant 2.6%
Poluant 3.9%
0 1 2 3 4 50102030405060708090100110120Cresterea biomasei (%)
Concentratia poluantului (%) Cresterea biomasei

Fig. 40. Cresterea biomasei in functie de timp si de cantitatea de poluant.

74

In urma experimentelor desfasurate, se poate trage concluzia ca pana la o concentratie de 1.35
Cd are un efect benefic asupra cresterii plantelor. Peste aceasta concentratie Cd are un efect
negativ ducand la o scadere drastica a biomasei generate, adica la o inhibare puternica a cresterii
plantelor.

5. Concluzii

In cantitati mici, aportulde Cd duce la o intarziere minora a cresterii plantelor, dar nu
influenteaza puterea lor de germinare (fig. 39). Totodata acest aport de Cd duce la o
crestere semnificativa a biomasei, prin stimularea cresterii plantelor.
Peste o anumita concentratie (1.3% Cd, conform acestui studiu) cresterea concentratiei de
Cd duce la inhibarea semnificativa a puterii de germinare si a rat ei de cretere a plantelor
(fig. 40).
Sub rezerva necesitatii unui studiu privind efectul celorlalte metale grele din slamurile de
cianurare, se poate concluziona ca , pentru cazul particular al Cd , solutia propusa de
GoldCorporation , de deversare a prea -plinului din lacul de acumulare al slamurilor, poate
fi eficienta pana la un anu mit grad de incarcare. Peste acest grad de incarcare cu metale
grele din deversari devin nocive si se impun masuri speciale de protectie a mediului.
Studiul prezentat in acesta l ucrare trebuie aprofundat, pentru stabilirea mai exacta a limitei
de toleranta a mediului pentru acest poluant, si extins asupra celorlalte metale grele din
minereurile complexe da la Rosia Montana.
Bibliografie

 „Alburnus Maior – monografie a localită ții Roșia Montană” , Editura CIMEC, Bucure ști,
2003
 http://biblioteca.regielive.ro/proiecte/chimie -generala/poluarea -apei -cu-metale –
grele -studiu -de-caz-rosia -montana -ecologie -270384.html
 http://www.ziare.com/rosia -montana/poluare/dezbatere -ziare -com -rosia -montana –
ii-o-bomba -ecologica -1031515