Șef luc.dr. Simion Valentina [632009]

UNIVERSITATEA DE ȘTIINȚE AGRONOMICE ȘI
MEDICINĂ VETERINARĂ – BUCUREȘTI
FACULTATEA DE BIOTEHNOLOGII
Specializarea : BIOTEHNOLOGII …..

STUDIU TEORETIC PRIVIND DECOMNATMINAREA APELOR
POLUATE CU NITRATI

COORDONATOR :
Șef luc.dr. Simion Valentina
MASTERAND: [anonimizat] , 2020

CUPRINS

INTRODUCERE

Mediul în care trăim este unul complicat, interactiunile care au loc între elementele sale
componente, sunt subtile, iar stresul la care este supusa o zonă poate avea efecte pe termen lung
și poate influența suprafețe mari.
O societate extrem de tehnologizată, așa cum este acesta în care trăim, la care se adaugă
o creștere demografică necontrolată, creează un stres deosebit asupra mediului, care are
posibilități limitate de a se regenera. În lupta dintre om și natură, omul a ieșit câștigător,
poluarea fără limite a dus la degradarea mediului vie ții, ceea ce determină distrugerea vieții
însăși (Ștefan, D. S.,2011)
Este cunosc ut faptul că alimentele și apa potabilă sunt principalele surse de expunere
la nitriți și nitrați, ceea ce constituie un adevărat pericol pentru sănătatea oamenilor, iar
introducerea lor forțată în mediu determină perturbarea echilibrului natural.
În mod n atural, între nitriții si nitrații din sol, apă și plante, se stabilește un echilibru,
care poate fi însă rupt de utilizarea intensă în agricultură a îngrățămintelor organice naturale și
mai ales ale celor azotoase sintetice, produșii de degradare imbogățe sc solul și se pot acumula
în plante până la niveluri daunătoare pentru consumatori.
Utilizarea fertilizanților organici și chimici cu nitriți și nitrați în cadrul programelor de
agricultură din anii ’60 -’70, au generat o sursă majoră de poluare pentru în treaga Europă.
Nitriții și nitrații nu sunt în totalitate absorbiți de către plante, iar surplusul existent
contaminează pânza freatică. În cadrul Uniunii Europene, valoarea pragului pentru nitrații din
apa potabilă este de 50 mg/l.
Acesta este o preocupa re mondială, iar reducerea limitei legale este o tendință pe care
din ce în ce mai multe țări o pun în aplicare. (http://www.aquacarpatica.com/#/ro/cea -mai-pura-
apa/nitrati -si-poluarea -apelor)
Ținând cont de aceste aspecte, în acestă lucrare voi prezenta o posibilă metodă practică,
simplă și eficientă de de fitoremediere a apei , în problematica nitraților din apă.
În prima parte a lucrării, partea teoretică, am ȋncercat să readuc ȋn atenția cititorilor
problematica apei ȋn lume, cât și no țiuni despre nivelul de poluare cu nitra ți și nitriți din sursele
de apă, dar și din alte surse și no țiuni generale .
În a doua parte a lucrării, am descris metodele de analiză ce trebuie utilizat e.

Capitolul 1.
POLUAREA APEI

1.1. Importanța apei pentru viață

Apa este cea mai abundentă substanță din organisme. Masa verde este formată din 60%
până la 95% apă, aceasta fiind cea mai frecventă moleculă de pe Pământ, în plus, ea servește și
ca habitat pentru un număr larg de organisme. Apa este un bun mijloc prin care să se transporte
substanțe prin utilizarea osmozei, aceasta este o parte din mai multe procese, opera țiuni și
întreținere în organisme vii. Cea mai importantă func ție dintre acestea este abilitatea de a dilua
substanțe, pentru a permite reac ția de separare a ionilor și/sau pentru a permite transportul
acestor ioni prin osmoză sau prin intermediul unei pompe, cum ar fi inima la majoritatea
animalelor.
Apa este folosită la digestie, deoarece enzimele care descompun moleculele din
alimente func ționează numai atunci când sunt în solu ție. În plus, în digestie, apa ia parte la
reacții de hidroliză în tubul digestiv.
La animale, apa constituie cea mai mare parte a sângelui în care multe celule și
substanțe sunt transportate. Func ția principală a sângelu i este de transport. Aceste substan țe
includ enzime, precum si hormoni, cum ar fi ADH (hormonul antidiuretic hipofizar) și să le
livreze în jurul corpului având aproape efect imediat. ADH este un hormon implicat cu controlul
continutului organismului în ap ă. Această reglare a con ținutului de apă se nume ște
osmoreglare. Organele țintă ale ADH sunt rinichii, acestea sunt organele care controlează
pierderea apei la unele animale. Rinichii sunt, de asemenea, organele în care are loc excre ția.
Substanțele de excreție sunt în solu ție în apă și, prin urmare, sunt elimina ți prin osmoza apei.
O altă utilizare importantă a apei în unele animale, în special la mamifere și păsări, este
în termoreglare. Evaporarea apei provoacă un efect de răcire pe suprafa ța pe care s-a evaporat
reducând astfel temperatura aceastei suprafețe. În plus, sângele transportă căldura și o livrează
prin tot corpul.
După D. S. Ștefan, 2011 și Manahan S.E., 2001, apa are un rol esențial și pentru că
transportă energia și materia între difer itele sfere ale mediului, transportă componenții minerali
solubili spre mări și oceane, formând depozite la mare distanță de sursă, dizolvă numeroase
substanțe toxice dispersându -le în mediu, absoarbe energia solară la nivelul mărilor și oceanelor

pe care o transformă în caldură latentă stocată sub formă de vapori și care este transportată
departe de țărm. Energia calorică este purtată de vaporii de apă din zonele ecuatoriale până la
poli și se descarcă sub formă de energie cinetică în furtuni.
După I. Zăvoianu, 2002, apa are funcții importante și în viața socială, ea fiind condiția
centrală pentru care societatea există. Este un factor de producție pentru toate domeniile vieții
economice și ar trebui inclusă în categoria materiilor stratetige.
De-a lung ul istoriei, națiunile s -au dezvoltat și au decăzut, depinzând de modul de
înțelegere și de folosire a resurselor de apă. ”Mărturie ne stau vechile puțuri fogarra din
regiunile aride apeductele magistrale din timpul imperiului roman, care prin faptul că pa rțial
mai pot fi folosite și azi, atestă trainicia și importanța care se dădea acestor construcții.”(I.
Zăvoianu, 2002).
În prezent, însă, apa nu mai este privită ca un bun al omenirii, ci este epuizată
inconștient, lăsata în voia poluării ce afectează via ța tuturor organismelor de pe Pământ.

1.2. Noțiuni despre poluare

Poluarea apei semnifică orice modificare a compozi ției sau a calită ții, astfel ȋncât
aceasta să devină neadecvată tuturor sau doar anumitor utilizări ale sale.
„Poluarea apei reprezintă al terarea caracteristicilor fizice, chimice și biologica ale apei,
produsă direct sau indirect de activită țile umane și care face ca apa să devină improprie utilizării
ulterioare deteriorării.”(D. S. Ștefan, 2011)
Cererea de apă potabilă este în cre ștere continuă cât timp popula ția globului cre ște. Din
anul 1942 până în anul 1990 preluarea apei potabile din râuri, lacuri, rezervoare și alte surse a
crescut de patru ori. Dacă toată apa de pe Pământ ar fi turnată ȋn 16 pahare, 15 și 1/2 dintre ele
ar conține apa oceanelor și a mărilor. Din jumătatea de pahar rămasă, o mare parte reprezintă
fie ghețurile polare, fie este prea poluată pentru a fi folosită drept apă potabilă și astfel, ceea
ce rămâne pentru consumul omenirii, reprezintă con ținutul unei lingurițe. Din consumul
mondial de apă, 6,9% este repartizat agriculturii, 23% industriei și numai 8% ȋn domeniul
casnic.
Apa menajeră, apa industrială și produsele chimice folosite în agricultură, cum ar fi
îngrășămintele și pesticidele sunt principala ca uză a poluării apelor.
Îngrășămintele chimice pe bază de fosfa ți și nitrați folosiți în agricultură sunt vărsate
în lacuri și râuri. Acestea se combină cu fosfa ții și nitrații din apa menajeră și măresc viteza de

dezvoltare a algelor. Apa ajunge eutrofiza ntă din cauza algelor care sunt în descompunere și
care epuizează oxigenul din ea. Acest proces poate cauza moartea pe știlor și a altor forme de
viață acvatice. Inunda țiile duc pesticidele toxice și deșeurile urbane și industriale în lacuri și
râuri.
Erozi unea contribuie și ea la poluarea apelor. Pământul și nămolul duse de apă de pe
dealurile defri șate, pământurile arate sau de pe terenurile de construc ție pot să blocheze cursul
apelor și să omoare vegeta ția acvatică. Chiar și cantități mici de nămol pot s ă elimine unele
specii de pe ști. De exemplu, când defri șările îndepărtează înveli șul de plante al versan ților
dealurilor, ploaia poate să ducă pământ și nămol în râuri, acoperind pietri șul din albia unui râu
unde păstrăvii sau somonii î și depun icrele.

Figura 1.2. Pește mort datorită poluării apei
(sursa: http://www.radiotargujiu.ro/poze/a.poze_stiri_2011/poluare_2.jpg)

Prin protec ția calității apei se ȋnțelege păstrarea și ȋmbunătățirea caracteristicilor fizico –
chimice și biologice ale apei și utilizarea cât mai eficientă a acesteia.
După D. S. Ștefan, 2011, poluarea apei poate fi clasificată dupa mai multe criterii:
➢ După perioada de timp cât ac ționează agentul impurificator:
Permanentă sau sistematică;
Periodică;
Accidentală.
➢ După concentra ția și compozi ția apei:
Impurificare, reducerea capacită ții de utilizare;

Murdărie, modificarea compozi ției și a aspectului fizic al apei;
Degradare, poluare gravă improprie folosirii;
Otrăvire, poluare gr avă cu substan țe toxice.
➢ După modul de producere al poluării:
Naturală;
Artificială (antropică):
Poluare urbană,
Poluare industrială,
Poluare agricolă,
Poluare radioactivă,
Poluare termică.
➢ După natura substan țelor impurificatoare:
Poluare fizică (ape termice);
Poluare chimică (cu reziduuri petroliere, fenoli, detergen ți,
pesticide, substan țe cancerigene, substan țe chimice specifice
diverelor industrii);
Poluare biologică (cu bacterii, drojdii și protozoare patogene,
viermi parazi ți, enterovirusuri, org anisme coliforme, bacterii
saprofite, fungi, alge, crustacee);
Poluare radioactivă.

1.3. Agenții poluanți ai apei

Principalele cauze ale poluării apei sunt:
❖ Scurgeri accidentale de reziduri de la diverse fabrici, dar și deversări deliberate a unor
poluanți,
❖ Scurgeri de la rezervoare de depozitare și conducte de transport subterane, mai ales
produse petroliere,
❖ Pesticidele și ierbicidele administrate ȋn lucrări agricole care se depozitează prin sol,
fiind transportate de apa de ploaie sau de la irigații, pâna la pânza freatică,
❖ Îngrașăminte chimice și scurgerile provenite de la combinate zootehnice,
❖ Deșeurile și reziduurile menajere,

❖ Presărarea sării ȋn timpul iernii pe șosele, care este purtată de ploaie și zăpada topită,
❖ Depuneri de poluan ți din atmosferă, care duc la apari ția ploilor acide,
❖ Eutrofizarea lacurilor și băl ților.
Poluanții apelor au fost ȋmpărțiți după mai multe criterii, datorită multitudinii de surse
de poluare, după cum pute ți observa ȋn tabelul 1.2.

Figura 1.3. Circuitul po luării apei
(sursa: http://www.ecology.md/pics/2010/09/fact_pricin_zagreznenia01.jpg )

Tabelul 1.2. Clasificarea poluan ților apei după tipul și natura lor
Criteriul de ȋmpărțire Categoria de poluan ți Poluanții

Tipul poluan ților Substanțe organice Hidrocarburi, pesticide,
detergenți
Substanțe anorganice Metale grele, fosfor, azot

Suspensii Material steril din mine sau
din cariere, fibre de celuloză
și lemn, diverse deșeuri

Provenien ță și caracteristici
comune Produse petroliere Hidrocarburi din rafinării,
foraj -extracție, combinate
petrochimice, transport auto,
naval și prin conducte
Substanțe radioactive Substanțe din atmosferă,
scăpări de la reactoarele
nucleare, izotopi radioactivi
din laboratoare de cercetare
Ape termale Apa caldă din industrie, apa
caldă din termocentrale
Microorganisme patogene Din spitale, crescătorii de
animale, ștranduri și locuin țe
Natura poluan ților Poluanți fizici Substanțe radioactive, ape
termale
Poluanți chimici Plunb, mercur, azot, fosfor,
nitriți nitrați, cadmiu,
hidrocarburi, detergen ți,
pesticide, săruri, ioni ai
metalelor grele
Poluanți biologici Microorganisme, viruși
(sursa: http://www.upg -ploiesti.ro/fisiere/1669/apa_poluare_depoluare.pdf)

Capitolul 2.
NITRIȚII ȘI NITRAȚII
2.1. Generalități

Nutrienții sunt factori ce pot destabiliza echilibrele ecologic, prin creșterea concentra ției
lor ȋn apă determinând procesul de eutrofizare. Eutrofizarea reprezintă un proces natural de
ȋmbătrânire a lacurilor care se realizează ȋn timp datorită ȋmbogățirii cu nutrien ți de tipul
azotului și fosforului, ceea ce determină o creștere a activită ții biologice, iar activită țile
antropice conduc la accelerarea acestor procese.
Azotul se găsește ȋn compușii organici, ȋn cantităti mai mici decât carbonul și oxigenul,
ȋn schimb, reprezintă principalul component ȋn proteine. Moleculele de azot sunt foart e stabile,
iar trecerea lor dintr -o formă ȋn alta estre produsă de prezen ța microorganismelor sau de către
procesele industriale realizate ȋn condiții deosebite.
În ciclul natural al azotului atmosferic, acesta poate fi transformat ȋn nitrat (azotat) cu
ajutorul microorganismelor sau ȋn urma unor procese naturale de oxidoreducere ce au loc ȋn
apă, aer sau sol.
Nitrații sunt surse de săruri minerale pentru plante, i ar acestea la rândul lor sunt capabile
să transforme nitra ții ȋn azot aminic sub forma depozitelor proteice. Acesta ajunge ȋn mediu ca
produs de excre ție sau ȋn urma degradării compușilor organici, fiind transformat ȋn nitriți și
nitrați, iar ciclul se rei a.
În timp ce azotul atmosferic este transformat ȋn NH 3, HNO 3, NO, NO 2 și alți compuși
organici cu azot, mai devreme sau mai târziu concentra ția lor se mărește datorită produșilor
industriali, ȋngrășămintelor, deșeurilor, apelor uzate, care afectează și am plifică ciclul natural
al azotului. (D. S. Ștefan, 2011)
Nitriții și nitrații sunt componenții naturali ai solului și respectiv ai apei, ce provin din
mineralizarea substanțelor azotoase de origine vegetală sau animală, datorându -se în primul
rând microorg anismelor existente în sol și apă.
Majoritatea sunt absorbiți din rădăcinile plantelor și servesc la sinteza proteinelor și a
altor compuși cu azot, iar altă parte este antrenată de apele de suprafața și de cele care
traversează solul, regăsindu -se în râur i, lacuri sau în pânza de apă freatică.
Produșii de degradare ai nitri ților și nitra ților îmbogățesc solul acumulându -se în
plantele cultivate, până la nivele dăunătoare pentru consumatori. Cu ajutorul furajelor și al apei,
nitriții și nitrații ajung în or ganismul animalelor și de aici în alimentația omului.

Ambele substanțe mai sunt utilizate ca aditivi alimentari în preparatele de carne și unori
în laptele destinat producției de brânzeturi, pentru ameliorarea însușirilor senzoriale și
prelungirea duratei de păstrare. Astfel se previne alterarea precoce produsă în special de
bacteriile coliforme și mai ales balonarea târzie a brânzeturilor maturare (tip cașcaval) datorată
bacteriilor din gama Clostridium .
În preparatele din carne (șuncă, salamuri, cârnați), nitriții și nitrații se utilizează în mod
curent pentru menținerea culorii roz -roșiatic și pentru efectele lor bacteriostatice și de
dezvoltare a aromei produselor. Pentru difuzarea uniformă în masa de carne, nitrații și nitriții
se adaugă în sar e sau în saramură (1kg nitrat sau 0,5kg nitrit la 100kg sare). Sub acțiunea
microorganismelor cu acțiune reducătore din saramură și din carne nitrații trec în nitriți. Aceștia
oxidează mioglobina și hemoglobina din sânge în nitrozomioglobina și nitrozohemo globina,
care își păstrează culoarea roșie în timpul tratamentului cărnii. În lipsa lor, salamurile fierte sau
opărite ar căpăta o culoare gri -cenușie.
În țara noastră, concentrația nitriților în produsele finite este limitată la maxim 70
mg/kg, iar în une le țări aceasta poate fi de 200mg/kg, iar concentra ția nitraților ȋn apa potabila
nu pate fi admisă legal, mai mare de 50 mg/litru de nitra ți. Însă studiile arată că pentru copii
mici și sugari concentra ția nitraților ȋn apa de baut și de preparat hrana nu trebuie sa depasească
10 mg nitra ți la litru. Deseori apa din fântânile rurale, datorita impurificării pânzei freatice cu
nitrați, conține cantită ți mult superioare acestor limite, punând uneori ȋn pericol via ța sugarilor
și copiilor mici, care sunt foart e sensibili la acest contaminant. Riscul formării de nitrozamine
a adus în actualitate problema revizuirii acestor norme, reducând concentra ția limită.
Prin intermediul florei reducătoare din saramură și din carne, nitrații trec în nitriți, care
oxidează m ioglobina și hemoglobina din resturile de sânge în nitrozomioglobină și respectiv,
nitrozohemoglobina, de aceea își păstrează culoarea roșie după tratamentul termic și ȋn lipsa
cărora mezelurile fierte sau opărite ar avea o culoare gri -cenușie.
Elementul a ctiv este constituit din nitrit, ȋnsă astăzi există tendința de a se utiliza numai
acesta sub denumirea de „ silitră tare”. Nitrații („silitra moale”) sau amestecul de nitrați -nitriți
sunt indicați pentru mezelurile cu durată lungă de preparare și păstrare (de exemplu, salamuri
crude tip Sibiu, pastramă, etc.).
Nitriții au o acțiune specială bacteriostatică -bactericidă față de bacteriile anaerobe,
potențată de sare și pH -ul acid, al cărui efect prelungește durata de păstrare a preparatelor din
carne și face profilaxia botulismului.

Figura 2.1. Fântână cu apă poluată cu nitri ți și nitrați
(sursa: http://newsbv.ro/wp -content/uploads/2012/09/fantana.jpg )

Apa de băut care provine din pânza freatică poate con ține niveluri ridicate de nitra ți și
nitriți din cauza agriculturii intensive sau poluarii mediului. Valoarea tolerată a nitra ților din
apa de băut recomandata de OMS este de 50 mg/l. În anul 1980, OMS a ajuns la o concluzie,
pe baza a 500 de referințe bibliografice, precum că nitrații și nitriții, î n concentrațiile existente
curent în alimente de origine animală, nu prezintă pericol pentru sănătatea adulților și copiilor,
ȋn schimb, a atras atenția asupra riscului pentru sugari, în special în primele trei luni de viață
concentra ția nitraților ȋn apa de băut și de preparat hrana nu trebuie sa depaseasca 10 mg
nitrați/litru.
Nitriții (azotiți) și nitrații (azotați) se folosesc foarte mult și ca aditivi (E -uri) în
industria alimentară, dar și ca ȋngrășăminte chimice azotoase, folosite neadecvat, de și s-a
demonstrat toxicitatea lor. În industria alimentară se folosesc voluntar următoarii nitri ți și
nitrații:
1.nitratul de sodiu (E 250) ;
2.nitritul de sodiu (E 251);
3.nitratul de potasiu (E 252);
4.nitritul de potasiu (E 249).
Tabelul 2.1. Valori limită admisibile pentru clasificarea calită ții apelor de suprafa ță.
Nutrienți
(Sursa: Elena Gavrilescu,Poluarea mediului acvatic, ed. Sitech craiova 2008, p.145)

Nr. Indicatorul de
calitate Unitate
de
măsură Clasa de calitate
I II III IV V
1 Amoniu (NH 3) mg N/l 0,2 0,5 1 3 >3
2 Azotiți (N-
NO 2) mg N/l 0,01 0,06 0,12 0,3 >0,3
3 Azotați (N-
NO 3) mg N/l 1 5 10 20 >20
4 Azot total (N) mg N/l 1,5 5 10 20 >20

5 Ortofosfa ți (P-
PO 4) mg P/l 0,05 0,1 0,2 0,5 >0,5

6 Fosfor total (P) mg P/l 0,1 0,2 0,4 1 >1
7 Clorofila „a” µg/l 25 50 100 250 >250

Nitrații nu sunt toxici ȋn sine, dar ȋn unele ciscumstan țe ar putea să fie punctul de plecare
pentru reactiile ȋn lanț ce conduc la conversia ȋn substan țe toxice. Prin urmare, pruden ța ne
impune să monitorizăm con ținutul de nitra ți din mâncare și din sursele de apă, să direc ționăm
orice probe cu un con ținut ridicat de nitra ți spre zone ȋn care nu pot produce pagube și să fim
conștienți de măsurile ce pot fi luate pentru scăderea folosirii c antității de nitra ți ȋn alimente
acolo unde acest lucru devine necesar.
Toxicitatea dovedită a nitri ților este datorată ȋn primul rând interac ției cu pigmentul din
sânge pentru producerea de methemoglobinemie, iar toxicitatea lor prezumtivă se referă și l a
posibila lor reac ție, cu amine sau amide cu care formează compuși toxici nitrozo.
Nitriții sunt mai toxici decât nitra ții, iar limita recomandată de ingerare la om este de
0,4 mg/ kg persoanei respective. Oricum, nitri ții au fost utiliza ți ca medicament pentru
vasodilata ție și ca antidot ȋmpotriva otrăvirii cu cianură, ȋn doze de 30 până la 300 mg, fără
efecte toxice severe. Nu au fost stabilite ȋncă nivelurile de consum care ar putea cauza pericole
pe termen lung. (I. Wolff, A. E. Wasserman,19 72)

2.2. Surse de poluare a apei cu nitriți și nitrați

Prezența acizilor și a bazelor ȋn apă aduce unele schimbări ȋn concentra ția ionilor de
hidrogen, ceea ce efectează negativ ȋntreaga biocenoză. Un rol important ȋn procesul de poluare
ȋl joacă sărurile de azot. Câteodată, acestea sunt evacuate de către ȋntreprinderi industriale direct
ȋn râuri, ȋnsă de cele mai multe ori ele sunt spălate de pe terenurile agricole tratate cu
ȋngrășăminte minerale sau din haldele de zgură.
Sărurile de azot pot lua naștere și din mineralizarea substăn țelor organoce datorită
activității bacteriene. În zonele din aval ale râurilor poluate cu substan țe organice, aceste săruri
pot atinge concentra ții ridicate. De asemenea, și efluen ții org anici epura ți pe cale biologică sunt
bogate ȋn nitrați, iar prin devărsarea lor ȋn emisar pot da naștere fenomenului de „ ȋnflorire” a
apei, avand consecin țe negative, ținând cont de faptul că prezen ța azotului ȋn compozi ția
materiilor organice din ape stimulează creșterea și multiplicarea algelor. (E. Gavrilescu, 2008)
Sursele de poluare ale apelor sunt foarte diverse, iar ȋn ce ce urmează se iau ȋn
considerare sursele antropice de ape (S. Hâncu, G. Marin, A. V ȋrsta, 2003):
• Apele uzate din centrele popu late, respectiv menajere din gospodării;
• Apele uzate idustriale, de natură diferită, ȋn funcție industriei care le produce și
a tehnologiei folosite, spre exemplu, ȋn procesul de extrac ție și prelucrare;
• Apele uzate din agricultură, cele care provin de la crescătorii de păsări și
animale, ce con țin substan țe organice ȋn proporții ȋnsemnate, iar cele care provin din scurgerile
de pe terenurile agricole pot con ține ȋngrășăminte și pesticide, cele ce provin de la abatoare, pot
conține ȋn principal substan țe organice și detergen ți.
După D. S. Ștefan, 2011, ca și surse naturale de nitri ți și nitrați menționăm: scurgeri de
pe terenurile necultivate și de pe zonele forestiere defrișate, eroziunea solului, apele de
precipitații, dejecțiile faunei acvatice, ape subterane, fixarea azotului atmosferic, recircularea
sedimentelor.
Ca surse antropice se mai pot men ționa:
➢ Activitățile agricole:
o Suprafertilizarea cu ȋngrășăminte minerale,
o Utilizarea ȋn exces a dejec țiilor animaliere pentru fertilizare,
o Utilizarea ca ȋngrășământ a nămolurilor rezultate de la epurarea apelor;
o Aplicarea necontrolată a iriga țiilor (spălarea solurilor),
o Creșterea suprafe țelor agricole prin defrisări.

➢ Activitățile umane:
o Apele uzate menajere.
➢ Activitățile industriale:
o Producția de ȋngrășăminte minerale,
o Producția de detergen ți.
o Încălzirea globală,
o Accentuarea extremelor meteorologice,
o Modificarea regimului precipita țiilor.
Din studiile efectuate de B. Commoner (1970) rezultă că ȋn ultimii 25 de ani, cantitatea
de azotați deversați ȋn mediu de diferite surse a crescut ȋn mod considerabil. Astfel, cei rezultati
din deversarile urbane au crescut cu 70%, cei proveniti din eliminarile motoarelor cu combustie
interna au crescut cu 300%, iar cei aparuti in urma folosirii ingrasamintelor chi mice azotate au
atins valoarea de 1400% in aceeasi perioada de timp.

2.3. Efectele negative ale poluării cu nitriți și nitrați asupra organismului uman

Este cunoscut faptul că alimentele și apa potabilă sunt principalele surse de expunere la
nitriți și nitrați, ceea ce constituie un adevărat pericol pentru sănătatea oamenilor.
Nitrații (NO 3-) pot constitui o problemă majoră, concentra ția lor ȋn apa potabilă peste
limitele admise este frecventă la noi ȋn țară. Azota ții sunt proriu -zis nocivi numai la concentra ții
foarte mari, ce rareori sunt atinse ȋn apă. Nocivi sunt ȋn fapt nitri ții ce rezultă din nitra ți ȋn
anumite condi ții, ȋn organism, dar și abiotic ȋn rezervoare și țevi zincate, unde nitra ții sunt reduși
la nitriți generând o toxicitate secundar ă a nitraților.
Nitriții (NO 2-) sunt transforma ți din nitra ți fie ȋnaintea consumului, fie ȋn lumenul
tubului digestiv, ȋn cazul migrării ȋn diverse ȋmprejurări, spre stomac și intestinul sub țire a
elementelor reducătoare din biocenoza intestinală. Conseci nța este methemoglobinemia, ce
afectează vârstele mici, dar uneori și adul ții (cum ar fi cei ce prezintă rezec ții gastrice).
(Gavrilescu, E., 2008)
Hemoglobina este pigmentul roșu prezent ȋn eritrocite, cu rolul de a transporta oxigenul
prin sânge, de la p lămâni la țesuturi, ȋnsă ȋn combina ție cu nitri ții formează methemoglobina,
rezultatul fiind diminuarea capacită ții de a transporta oxigen prin sânge.

În funcție de propor ția de hemoglobină din sânge transformată ȋn methemoglobină, apar
diferite afec țiuni cum ar fi:
– La 4% apare cianoza;
– La 10% apare asfixie musculară;
– La 20% apare anoxia celulară;
– La 50% apare posibilitatea decesului (Metcalf & Eddy, 2003).
La adulții sănătoși, methemoglobina este transformată ȋn oxihemoglobină cu ajutorul
unor sisteme enzimatice (adenin dinucleotidul -NADH sau prin calea diaforazelor
methemoglobin reductaza; diaforaza I, enzima NADPH dependentă este responsabila de
conversia methemog lobinei ȋn hemoglobină). Copii sub trei luni sunt cei mai sensibili la
acțiunea nitri ților, iar atunci când methemoglobina se găsește ȋn proporție mai mare de 10%,
aceștia suferă de anoxie celulară și cianoză clinică, tegumentele căpătând o culoare albăstr uie
(„sindromul copiilor albaștrii” sau „maladia albastră”). Acest fenomen apărut la copiii sub trei
luni se datorează activită ții scăzute a enzimelor ce reduc methemoglobina și a unui pH ridicat
(>4) ȋn stomac și intestine, ce favorizează activitatea bact eriană de reducere a nitratului la nitrit.
Țara noastră are o inciden ță crescută a methemoglobinemiei, cu mortalitate
semnificativă. În 1995 -2005, s -au ȋnregistrat 3546 cazuri de methemoglobinemiei la copii sub
1 an și 120 de decese. Sunt indicii că cifra este mult subestimată, din cauza dificultă ții
diagnosticului. Sursa este și contaminarea fecaloidă a apei, dar morbiditatea a crescut puternic
ȋn principal prin utilizarea pe scară largă a substan țelor fertilizante ȋn agricultură (Gavrilescu,
E., 2008)
„Toxicitatea terțiară a nitraților”
Studii epidemiologice au indicat o legătură importantă a nitri ților și nitra ților, prin
intermediul nitrozaminelor, cu riscul de cancer de esofag ȋn diferite regiuni din Chile și cu
cancerul gastric ȋn Chile, Columbia, Anglia, Italia, Ungaria, China. În Australia, rezultatele
studiilor epidemiologice au asociat ingerarea de nitrat din apă de către femeile ȋnsărcinate cu
malforma țiile congenitale apăr ute la noii născu ți (spre exemplu: tumori ale sistemului nervos
central) (Hill, M.,1991).
În momentul de fa ță nu există eviden țe care să demonstre ze că nitri ții sau nitra ții sunt
propriu -zis cancerigeni, ȋnsă aceștia pot forma in vivo, după dezalchilarea a minelor secundare
și chiar și a celor ter țiare, ȋn condiții de pH favorabil, N -nirozamine, cunoscându -se acțiunea
cancerigenă a acestora.

În plus fa ță de aceste complica ții asupra sănătă ții umane, ionii nitrit și nitrat, pot
influența negativ secre ția insulinei, contribuind la declanșarea diabetului zaharat sau la
formarea hormonului tiroidian (tiroxină) ducând la apari ția gușei sau pot influen ța producerea
avortului spontan.

2.4. Măsuri de protecție

În țara noastră majoritatea surselor de apă au sufe rit în timp procesul de contaminare cu
azotați (NO 3-). Poluarea se resimte însă diferit ȋn zonele țării, existând zone în care apa are
concentrații ce se situează peste limita admisă (Câmpia inferioară a Someșului, Culoarul
Crasnei, zona mediană a Câmpiei Bănățene; zonele depresionare montane și submontane
drenate de Olt – Ciuc, Brașov, Făgăraș și Cibin; Câmpia inferioară a Dunării pe tronsonul
Calafat – Giurgiu; Câmpia piemontană a Ploieștiului; Culoarul Ialomiței pe tronsonul Urziceni
– Țăndărei; Câmpia Bărăganului de Nord; Culoarul Siretului pe tronsonul aval Roman – amonte
Adjud; Culoarul Bistriței aval Piatra Neamț; Culoarul Trotușului pe tronsonul aval Onești –
amonte Adjud; depresiunea intracolinară a Sitnei aval Botoșani; Culoarul Bahluiului aval Podu
Iloaiei; Culoarul Prutului aval Ungheni; estul Câmpiei Covurluiului și Câmpia inferioară a
Siretului) și zone în care valoarea concentrațiilor nitraților este sub această limită (Tabelul 2.1)
.
Prezența nitriților și nitra ților ȋn apa de băut est e o problemă datorită toxicită ții acestora
ȋn organismul uman. Ingerarea ionilor din apă sau alimente pot provoca boli grave precum
cancerul și methemoglobinemia, ȋnsă respectarea concentra ției de nitri ți și nitrați maximă
admisă ȋn apa comercializată și ȋn cea din fântâni și un consum ridicat de legume și fructe este
corelat cu diminuarea riscului de cancer, boli cardiovasculare si alte boli cronice degenerative.

Tabel 2.1. Normele ȋn vigoare stabilite de diferite organiza ții
(http://dsd.utcb.ro/teze/Cal in%20Carmen -Angelica%20 -%20Rezumat.pdf)
Parametru WHO 1993
Valori ghid USA
(1995) EU revizuite
(1998)
98/83/EC Legea Nr. 458
(2002)
Amoniu (mg/l) 1,5 – 0,5 0,5
Nitriți (mg/l) 3 3,3 0,5 0,5

Nitrați (mg/l) 50 44 50 50

Efectul protector este atribuit antioxidantilor, compusi bioactivi cu efecte benefice
asupra organismului. S -a descoperit ca fiecare leguma sau fruct poate con ține ȋntr-o proporție
mai mare sau mai mică antioxidan ți cu putere antioxidantă diferită. De aceea pentru a ne bucura
de beneficiile lor este bine să avem o alimenta ție cât mai diversificată. În sezonul rece, legumele
ne pot aporta o cantitate de nitra ți usor mai ridicată, dar beneficiile consumului lor pentru
sănatate sunt superioare riscului teoretic de apari ție a cance rului.

Capitolul 3.
Biotehnologii de decontaminare a apei poluate cu nitriți și nitrați

Biotehnologiile de decontaminare a apei constă ȋn utilizarea organismelor vii, a
particularită ților lor metabolice, ȋn acțiunea de ȋndepărtare a poluan ților.

3.1. Bioremedierea
Bioremedierea este o tehnologie noua de tratare a poluan ților cu ajutorul
microorganismelor pentru transformarea anumitor substan țe chimice ȋn formele finale mai
puțin periculoase. Bioremedierea se bazează pe capacitatea compusilor chimici de a fi
biodegrada ți. Biodegradarea se referă la totalitatea proceselor de descompunere a unor
constituen ți naturali sau sintetici, prin activarea unor tulpini de microorganisme specializate
având drept rezultat pr oduși finali acceptabili din punct de vedere al impactului asupra
mediului.
Bioremedierea este considerată o metodă rapidă de decontaminare datorită ritmului
ridicat al transformărilor realizate de microorganisme. Insă aplicarea acestei metode ȋmpreună
cu alte tehnici conduce la creșterea eficien ței remedierii.
Biofiltrarea
Biofiltrarea este o metodă de remediere aplicată mai ales pentru tratarea apelor
industriale contaminate sau a efluen ților rezulta ți ca urmare a ac țiunii ȋngrăsămintelor agricole.
Metoda se bazează pe interpunerea unor biofilme alcătuite din microcolonii de microorganisme
incluse în polimeri gelatinoși extracelulari, cu capacită ți mari de re ținere și metabolizare a
poluantului (figura 3.1).
Microorganismele și mai ales bacteriile au o capacitate foarte mare de tratare a
substanțelor nocive, spre exemplu, bacteriile glutone digeră poluan ții ca să ȋi reducă sau să ȋi
elimine. Pe acest principiu func ționează majoritatea sta țiilor de epurare a apelor uzate ȋn
Europa.
Populația microorganismelor care realizează decontaminarea are o compoziție mixtă.
Ponderea o dețin bacteriile aerobe și alături de ele se dezvoltă o serie de alte microorganisme
de natură vegetală și animală ce a u reprezentanți din următoarele clase: ciuperci inferioare, alge
albastre, protozoare, metazoare. Aceste microorganisme alcătuiesc o biocenoză specifică, a
cărui echilibru este în strânsă corelație cu condițiile de exploatare a instalației de epurare.

Figura 3.1. Biofilm format pe suprafa ța de contact a biofiltrului, văzut la microscop
(https://sites.google.com/site/mehdidastgheib/biofilter2.jpg )

Microorganismele pentru o dezvoltare optimă au nevoie de urme de metale și nutrien ți,
cum ar fi azotul, p e care il iau din nitri ți, nitrați, amoniac, iar dacă deșeurile evacuate nu au
unul sau mai mul ți nutrienți și urme de metale, degradarea deșeurilor este sever afectată.
Bioremedierea se face prin denitrificarea biologică ce implică reducerea cu ajutorul
bacteriilor, în mai multe etape, a nitratului la azot gazos. Denitrificarea este procesul în care
nitratul (NO 3-) este treptat redus la nitrit (NO 2-), oxid nitric (NO), oxid nitros (N 2O) și azot
gazos. Reacțiile au loc ȋn prezența enzimelor specifice.
Nitratul înlocuiește oxigenul dizolvat din respirația bacteriană în această reacție, astfel,
denitrificarea este de obicei concepută să se producă numai în absența oxigenului molecular.
Condițiile optime pentru denitrificare sunt: absența oxigenului dizolvat și prezența nitratului.
Deoarece azotul gazos este relativ inert biologic, denitrificarea transformă azotul dintr -o formă
potențial inacceptabilă (nitrat) într -o formă care nu are efecte semnificative asupra mediului
înconjurător (azot gazos).
Bacteriile denitrificatoare heterotrofe au nevoie de o sursă de carbon organic pentru a
respira și pentru a se dezvolta. Speciile cele mai comune de bacterii denitrificatoare heterotrofe
sunt bacteriile din genul Pseudomonas , Alcaligenes și Flavobacterium . Dacă în apă nu sunt
cantități suficiente de substanțe organice dizolvate se pot folosi substanțe adăugate, cum ar fi:
metanolul, etanolul, acidul acetic etc (Canter, L. W., 1996).

Bacteriile denitrificatoare autotrofe nu necesită surse de c arbon organic externe pentru
a reduce nitratul. În denitrificarea autotrofă, hidrogenul sau specii reduse de sulf servesc ca
substrat, sursa de carbon pentru sinteza celulară fiind dioxidul de carbon sau bicarbonatul.
Denitrificatorii sunt prezenți în apro ape toate mediile, acest lucru datorându -se faptului
că aceste bacterii sunt facultativ anaerobe – aerobe, pot utiliza atât oxigenul cât și nitratul ca
sursă de electroni.

3.2. Fitoremedierea
3.2.1. Generalit ăți

Din totdeauna oamenii au folosit plantele p entru supravietuirea lor, mai ȋntâi ca resură
alimentară și apoi, ca material de construc ții, pentru realizarea uneltelor, pentru tratarea polilor
sau pentru a se apăra de parazi ți.
Fitoremedierea este o metodă de remediere a ecosistemelor poluate utilizănd plante
pentru a decontamina solurile, nămolurile, sedimentele, apele subterane, apele de suprafa ță și
apele reziduale.
Acesta se folosește de mai multe procese biologice ale plantelor și de caracteristicile
fiziologice ale acestora pentru a remed iazonele poluate. Se mai numește și “remedierea verde”,
“botano -remediere”, “agro -remediere” sau “remediere vegetativă”.

3.2.2.Tehnicile de fitoremediere

Fitoremedierea utilizează mai multe metode care conduc la ȋndepărtarea
contaminan ților, la imobiliza rea sau la degradarea acestora, așa cum se poate observa ȋn figura
3.2.
Fitostabilizarea este o tehnică ce folosește plantele cu rădăcini dezvoltate prin
modificarea condi țiilor chimice, fizice și biologice ale solului, ale sedimentelor sau ale
nămolurilor .
Rădăcinile fixează poluan ții și nu le permit circula ția pe orizontală și verticală sau ȋi
imobilizează ȋn zona rădăcinilor. Poluan ții sunt reduși prin absorb ție sau acumulare ȋn rădăcini,,
precipitare, complexare sau reducerea valen țelor metalelor ȋn sol ȋn zona rădăcinilor, iar pentru
că reduce efectul eroziunii solului, previne dispersia poluan ților.

Figura 3.2. Reprezentare schematică a metodelor de fitoremediere (adaptare
după A. Neagoe, 2011)
(sursa: http://www.saberia.com/wp –
content/themes/saberia/images/recursos/partes_planta_no.gif)

Tabelul 3.1. Tehnici de fitoremediere (sursa: A.Neagoe, 2011)
Proces Mecanism Contaminant
Rizofiltrare Acumulare la nivel de
rizosferă Organic
Anorganic
Fitostabilizare Complexare Anorganic
Fitoextrac ție Hiperacumulare Anorganic
Fitovolatilizare Volatilizare prin frunze Organic

Fitoextrac ția este o tehnică de extragere a contaminan ților prin intermediul rădăcinilor
și apoi ȋi transportă ȋn părțile sale supraterane, unde le acumulează. Se folosește cel mai adesea
pentru extrac ția de metale grele din apă, sol și nămoluri.
Unele specii de plante pot absorbi metalele grele și nitra ți ȋn țesuturi. Plantele pot fi apoi
culese și materia periculoasă sa fie tratată ȋntr-un mod corect. O plantă cu această capacitate
este Muștarul Indian, care este folosit pentru extragerea plumbului din solul contaminat. Alte
plante utilizate pentru fitoextra cție sunt: lucerna, varza, tutunul, ienupărul și plopul. De cele

mai multe ori există mai mul ți contamin ți ȋn aceiași zonă și se impune cultivarea mai multor
specii de plante.
Rizofiltrarea reprezintă adsob ția sau precipitarea pe rădăcinile plantelor emergente sau
submergente din apa de suprafa ță, apa subterană și apa uzată.
Rizofiltrarea se aplică pentru tratarea unor volume mari de apă cu o concentra ție scăzută
de contaminant. Se pot utiliza atât plante acvatice (alge, stuf, papură) dar și plante terestre
(floarea soarelui, muștarul indian). Macrofitele sunt utilizare cu succes ȋn fitoremedierea apei
contaminate. Ele sunt considerate componente esem țiale ale mediului acvatic, fiind sursă de
hrană pemtru majoritatea nevertebratelor acvatice. Macrofitele pot acumula metale, dar și al ți
componen ți, cum ar fi nitri ții și nitrații, asa cum fac speciile: Hydrilla verticillata, Potomogeton
pectianatus, Vallisneria spiralis, Salvinia molesta, Azolla pinnata, Marsilea minuta,
Eichhornia crassipes, Pis tia stratiotes și Lemna sp.
Un dezavantaj ȋnsă al utilizării plantelor acvatice este acela că acestea au un con ținut
foarte ridicat ȋn apă, complicând etapa de compostare uscată sau incinerare.
Fitovolatilizarea este tehnica de fitoremediere prin care se preiau și se elimină
substanțele poluante de către o plantă, peliberarea sau modificarea formei poluantului. Plantele
pot degrada puluan ți organici ȋn celulele lor și se aplică ȋn general pentru decontaminarea apelor
subterane, a apelor de suprafa ță, a sed imentelor, a solului și a nămolurilor. Poluan ții mai ales
azotul și seleniul sunt preda ți biodisponibili după călătoria lor ȋn plantă, fiind evapora ți ȋn
atmosferă prin frunze. (Neagoe, A. Și colab., 2011)

Capitolul 4.
MATERIALE ȘI METODE

4.1 Materiale utilizate
Aparatura ce trebuie utilizat ă este; un spectrofotometru Metertek SP830 Plus, pH -metru
Metler Tolledo, centrifugă, omogenizator Braun, instalație de distilare Millipore, baie
termostată cu agitare, cuptor de calcinare, cuptor de calcinare prin intermediul microundelor,
rotoevaporator, vase p entru cultura plantelor acvatice.
Apa utilizată pentru realizarea soluțiilor necesare diferitelor metode de analiză trebuie
sa fie apă distilată sau similară.
Reactivii chimic i puri, de la firma Merck sau Sigma.

4.2 Metode de lucru
4.2.1 Determinarea proteinelor prin metoda Lowry

Determinarea cantității de proteină dintr -o probă se bazează pe reacțiile date de
aminoacizii componenți, de grupările amino laterale, cu diferiți reactivi sau prin determinarea
azotului total, conținut în sulfa tul de amoniu ce rezultă în urma mineralizării compușilor
organici (proteine). Din prima categorie cea mai utilizată, datorită sensibilității sale, este
metoda Lowry, iar din cea de -a doua categorie metoda Kjeldhal.
Principiul metodei
Dozarea proteinel or prin metoda Lowry, pentru un conținut de 25 – 500
 g/ml, se
bazează pe formarea unui complex cupric, când proteina reacționeayă cu un reactiv alcalin de
cupru (reacția biuretului) și apoi, în faza a doua, se reduc fosfomolibdații și fosfowolframații
din reactivul Folin – Ciocâlteu de către proteina complexată cu ionii de cupru, mai precis de
compușii fenolici din proteină complexați cu ionii de cupru. Se obține o culoare albastră a cărei
intensitate este proporțională cu concentrația de proteină.
Reducerea reactivului Folin – Ciocâlteu poate fi făcută și de proteinele netratate cu ioni
de cupru. În acest caz, culoarea este mai puțin intensă și este dată de reacțiile resturilor de
tirozină, triptofan și cisteină conținute în molecula proteică. Tratarea preliminară cu soluție
alcalină de sulfat de cupru conduce la creșterea considerabilă a intensității culorii. Astfel, la
reducerea reactivului Folin – Ciocâlteu participă, alături de tirozină și triptofan și alte grupe
funcțion ale existente în molecula proteică, cum sunt legăturile peptidice.

Deoarece numărul legăturilor peptidice este asemănător la diferite proteine, intensitatea
culorii nu variază atât de mult de la proteină la proteină ca la metodele bazate numai pe dozarea
triptofanului și tirozinei din molecula proteică (reacția Folin – Ciocâlteu fără pretratare cu ioni
de cupru, metoda absorbției în UV la 280 nm).
Metoda Lowry este utilizată în mod larg de către biochimiști, biologi sau biotehnologi,
datorită simplității și sensibilității sale. Pentru determinarea proteinelor într -un număr mare de
probe este recomandabilă folosirea unei variante care permite executarea în serie a
experiențelor.
Reactivi și soluții
1. Reactivul Folin – Ciocâlteu. Acest reactiv se poate procur a din comerț. Dacă nu se
poate cumpăra se prepară în modul următor : într -un balon de refluxare se introduc
pe rând 100 g wolframat de sodiu (Na 2WO 4
 2 H 2O) și 25 g molibdat de sodiu
(Na 2MoO 4
 2 H 2O) care se dizo lvă în circa 700 ml apă distilată; în soluția obținută
se adaugă 50 ml H 3PO 4 85% și 100 ml HCl concentrat; amestecul rezultat se
refluxează la flacără potrivită timp de 10 ore. Apoi se adaugă Li 2SO 4 dizolvat parțial
în 50 ml apă bidistilată și câteva picăt uri de brom. Acest amestec se fierbe timp de
15 minute fără refrigerent. Se răcește la temperatura camerei. Se diluează la 1 litru
și se filtrează. Reactivul obținut trebuie să fie de culoare galbenă fără nuanțe verzui.
Trebuie păstrat într -o sticlă brună, cu dop etanș, la 40C, fără contact cu posibile surse
de praf deoarece acesta îl reduce devenind verzui. Înainte de utilizare se diluează 1
: 10 cu apă distilată.
2. Reactiv alcalin de cupru :
A : Na 2CO 3 10 %, dizolvat în soluție de NaOH 0,5 N;
B : CuSO 4
 5 H 2O 0,5 %, diyolvat într -o soluție de citrate de sodium 1 %.
Înainte de utilizare se amestecă 10 părți reactiv A cu o parte reactiv B.
3. Soluție standard de albumină serică bovină (SBA) 10 mg % în apă distilată;
4. Extract proteic total (conținut de 25 – 500
 g/ml proteină).
Mod de lucru
1 ml din proba de analizat se pune într -o eprubetă și se amestecă cu 1 ml reactiv alcalin
de cupru. Se omogenizează bine și se lasă în repau, la temperatura camerei, timp de 10 minute.
Se adaugă apoi, 3 ml soluție de reactiv Folin – Ciocâlteu. Se agită ene rgic și se incubează 10
minute la 500C. După trecerea timpului de incubare, proba este răcită la temperatura camerei și
se colorimetrează la 660 nm. Cantitatea de proteină din 1 ml probă este citită pe curba de

etalonare în funcție de densitatea optică cit ită.
Curba etalon
Pentru realizarea unei curbe etalon se pregătesc probe cu concentrații exacte de
albumină serică bovină. Pentru aceasta din soluția de albumină serică bovină 10 mg % se
realizează diluții așa cum este prezentat în tabelul nr.1. Probele r ezultate se analizează în modul
prezentat mai sus. După citirea densităților optice pentru aceste probe la 660 nm se realizează
o curbă etalon, reprezentâdu -se pe abscisă concentrațiile proteice în
 g/ml, iar pe ordonată
valorile extincțiilor corespunzătoare (Tabel 5.1, Figura 5.1).

Figura 5.1. Curba etalon pentru determinarea proteinelor.
Tabel 5.1.
Soluții standard de albumină serică bovină
ml soluție
albumină ml apă distilată μg albumină în 1
ml probă D. O.
(
 = 660 nm)
0 1,0 0 0,040
0,1 0,9 10 0,070
0,2 0,8 20 0,095
0,3 0,7 30 0,130
0,4 0,6 40 0,170
0,5 0,5 50 0,190
0,6 0,4 60 0,220
y = 0.0035x
R2 = 0.994
0.0000.0500.1000.1500.2000.2500.3000.3500.400
0 20 40 60 80 100 120
μg BSA în 1 ml probăD.O., 660 nm

0,7 0,3 70 0,250
0,8 0,2 80 0,280
0,9 0,1 90 0,310
1,0 0,0 100 0,340

4.2.2. Determinarea nitraților din apă folosind electrodul NO 3- – selectiv

Material și metodă
Determinarea nitra ților se face prin metoda ionometrică folosind un pH –
metru/Ionometru Mettler Tolledo 355 și electrodul ion -selectiv indicator al ionilor NO 3-.
Parametrii ce caracterizează un electrod ion -selectiv sunt :
– timpul de raspuns ;
– domeniu de liniaritate ;
– limita de detec ție ;
– constanta de selectivitate ;
Timpul de răspuns este timpul necesar electrodului pentru a da un raspuns stabil și
reproductibil.
Domeniul de liniaritate este acel domeniu ȋn care electrodul prezintă un răspuns
nernstian (adică respecta legea lui Nernst : E=E0 + RT/zF ln(a ox/ared)).
Limita de detec ție este dată de cantitatea minimă de substan ță ce poate fi detectată ȋn
mod sigur dintr -o probă (se exprimă ȋn mod frecvent ȋn ppm, mol/L).
Constanta de selectivitate este o mărime ce permite aprecierea măsurii ȋn care un ion
interferent afectează poten țialul de membrană al electrodului indicator.
Metodele poten țiometrice ca metode de analiză chimică presupun trasarea unei curbe
de calibrare.
Trasarea curbei de calibrare
Reactivi necesari :
– apa bidistilată;
– electrolit intermediar pentru electrodul de referin ță: Al 2(SO 4)3 0.9M ;
– electrolit indiferent pentru ajustarea tăriei ionice: Al 2(SO 4)3 0.9M ;
– solutie stoc de NO 3- 0.1 M (1.0111g KNO 3 la 100 mL de apă bidistilată.

Mod de lucru:
Pentru calibrarea electrodului NO selectiv este necesară prepararea unui set de solu ții
de concentra ții diferite de nitrat conform tabelului de mai jos.
În baloane cotate de 25 mL, se pipeteaza X mL solutie de Al 2(SO 4)3 0.9 M, se aduc la
semn cu solu țiile etalon preparate conform tabelulu i, se omogenizează prin agitare și se
transvazează con ținutul baloanelor ȋn pahare Berzelius.
Electrodul trebuie spălat cu apă bidistilată, ținut ȋn soluție de nitrat 0.05 M aproximativ
15 min., din nou spălat cu apă și șters cu grijă prin tamponare ușoar ă. Apoi se introduc ambii
electrozi, de nitrat și de referin ță ȋn paharele Berzelius ȋn ordinea crescătoare a concentra ției și
se măsoară poten țialul ȋn mv.
Cu valorile ob ținute se trasează curba de calibrare E = f(C).
Din curba de calibrare se pot determ ina: limita de detec ție, domeniu de liniaritate al
electrodului și răspunsul teoretic al acestuia. Acesti parametri ne indică dacă electrodul mai
poate fi utilizat sau dacă necesită recondi ționare.

Figura 4.2. Curba de calibrare

−
3

4.2.3 Determinarea conținutului de clorofilă
Determinarea clorofilei din apă
Probele de apă au fost colectate ȋn câte 3 probe paralele ȋn baloane Erlenmeyer (1L)
ȋnchise etanș cu folie de aluminiu și se păstrează la rece (frigider). După colectare, un volum
cunoscut de proba este filtrat prin filtru fin sub vid. Se adaugă câteva picături de MgCO 3 1%
pentru a se preveni acidifierea pe filtru a probei. Filtrele sunt uscate, ȋmpachetate și plasate ȋn
tuburi de centrifugă și se adaugă 25 ml acetonă 90%, se agită energic și se acoperă imediat cu
folie de aluminiu și se lasă peste noapte ȋn frigider.
A doua zi tuburile de centrifugă sunt plasate ȋntr-o cutie la intuneric pentru a se ȋncălzi
la temperature camerei. Se centrifugheaza probele 20 minute la 5000 rpm. Dup ă centrifugare
supernatantul este decantat ȋn cuve de cuar ț de 10 cm și se masoară absorb ția la 750 si 665 nm
folosindu -se un spectrofotometru Vis.
Probele sunt acidulate apoi cu 0,1 ml de HCl 0,1 mol. Extractele acidulate sunt ușor
agitate și se citeste absorbția la 750 si 665 nm la 90 de secunde după acidulare (este de notat că
acetona rece nu extrage complet clorofila din unele plante inclusive algele verzi și
cianobacteriile). Concentra ția de clorofilă se calculează dupa rela ția :
Chl.a =
Unde
Chl.a = clorofilă a (μg chl.a •
-1)
A = coeficientul de absorb ție a clorofilei a, este 11,0.
K = factor de egalizare a reducerii absorban ței la concentra ția inițiala a clorofilei, adică
2,43.
665 b = extincția la 665 nm ȋnainte de acidulare;
665 a = extincția la 665 nm după acidulare;
750 b = extincția la 750 nm ȋnainte de acidulare;
750 a = extincția la 750 nm după acidulare;
v1 = volumul extractului acetonic;
v2 = volumul probei;

 = lungimea cuvei, cm.

Determinarea clorofilei din plante
( )( )  
−−−
21 750 665 750 665
vv a a b b KA

Frunzele plantei sunt spălate și cântărite. Pigmen ții din plante sunt extrași ȋn tuburi de
centrifugă care con țin 15 ml N,N -dimetilformamida (DMF). Tuburile se ȋnvelesc cu folii de
aluminiu și sunt plasate ȋn frigider timp de 24 de ore. Se citesc absorb țiile la 647, 664 și 750
nm. Concentra țiile de pigmen ți au fost calculate folosind ecua țiile (Inskeep și Bloom, 1985):
Chl.a = 12,70(A 664 – A750) – 2,79(A 647 – A750)
Chl.b = 20,70(A 647 – A750) – 4,62(A 664 – A750)
Total Chl. = 17,90(A 647 – A750) + 8,08(A 664 – A750)

Capitolul 5.
DISCUȚII

Poluanții din ape se găsesc sub formă de substanțe dizolvate, substanțe în stare de
dispersie coloidală și de suspensii variate și sunt constituiți din substanțe organice și anorganice.
Originea poluării este multiplă: poluarea organică datorată unor fabrici care deversează
apele reziduale ȋn mediu, cum sunt de exemplu: fabricile de hârtie și celuloză, abatoare,
industria alimentară, rafinării, agricultura etc.. Ca produși de descompunere ai substanțelor
organice rezultă fenoli, amine, uree, amoniac, nitriți și nitrați .
Procesul de poluare, de exemplu cu nitra ți și nitriti, urmează un ciclu ȋn natură care
conduce la afectarea practic a tuturor zonelor, inclusiv a apelor freati ce.
Purificarea apelor reziduale și reutilizarea lor, ȋn particular ȋn procese industriale sau
pentru iriga ții, dar ȋn viitor și pentru uz uman, ca apa potabilă, a condus ȋn ultimul timp la
acordarea unei atentii tot mai mari pentru găsirea căilor de reme diere a zonelor afectate de
poluare ȋn special prin metode biotehnologice, prin metode care utilizează agen ții depoluan ți
oferiți de natura.
În acest context am ȋncercat să urmaresc ȋn ce măsura o plantă acvatică cum este Salvinia
molesta, numită și Salvinia gigant sau popular buruiana Kariba sau fluturaș de apă, o planta
care adeseori creaza probleme sufocând apele, ȋn special ȋn zonele tropicale, de unde provine,
prin dezvoltare abun dentă și pentru care se ȋncearcă diferite modalită ți, fie de a o utiliza, fie de
a stopa dezvoltarea ei.
În acest studiu am urmărit comportarea acestei plante ȋn diferite condi ții privind
compoziția apei pe care se dezvoltă.
Experimentările trebuie efect uate ȋntr-un sistem format din patru vase de plastic cu un
volum de 10 litri fiecare, cu agitare zilnică pentru a permite aerarea apei. Pentru prelevarea de
probe de apă și plante ȋn vederea analizelor, din vasele de cultură, amestecul de plante și apă s e
omogeniz ează prin amestecare și s e prelev ează câte 3 -4 probe dintr -un vas cu un polonic.
Probele prelevate dintr -un vas s e amesteca și s e preia o probă pentru analize din acest amestec
și ce răma ne se pune ȋnapoi ȋn vasul de provenien ță.
Ca toate organismele fotosintetice, Salvinia molesta se poate dezvolta utilizând doar
mineralele necesare și energia solară pentru a sintetiza biomasa. Totuși ea are capacitatea de a
utiliza și materiale organice, ȋn special glucide, și poate de asemenea c rește și fără lumină solară
dacă i se furnizează substraturi energetice. Practic, capacitatea ei de a utiliza glucide ca sursă

energetică nu este relevantă pentru mediile naturale, deoarece ȋn majoritatea sistemelor
acvatice, acestea nu există. Însă, ȋn cazul unor efluen ți industriali ea poate deveni utilă pentru
purificarea acestora, ca de exemplu apele reziduale din industria zahărului sau a prelucrarii
amidonului.

Figura 5.1. Unul dintre vasele utilizate pentru cultura plantei Salvinia molesta, văzut de sus,
după prima săptămâna ȋn vasul cu concentra ția de 100 ppm NO
−
3 .

Principalii factori care influen țează semnificativ dezvoltarea plantei sunt inciden ța
luminii, pH –ul apei și temperatura.
Pentru dezvoltarea lor plantele necesită o serie de nutrien ți cum sunt azotul, fosforul și
potasiul (NPK) dar și o serie de urme de elemente și deosebit de interesant este faptul că aceste
plante au o capacitate ridicată de a concentra din ape chiar și metale grele ȋn special cupru,
coba lt și cadmiu.
Nutrienții minerali sunt absorbi ți de către plantă pe toată suprafa ța frunzelor ȋn timp ce
metalele grele sunt absorbite adesea prin situsuri specifice de pe aceste suprafete. Din acest
fenomen putem deduce că prin dezintegrarea plantei ȋn soluție se acumulează compuși azota ți
rezultați din descompunerea componentelor ce con țin azot.
Pentru a ști clar ce se ȋntamplă de fapt este nevoie de studii mai aprofundate cu evaluări
zilnice și dierite variante de medii de cultură.

Această comportare ne indică faptul că Salvinia molesta este o plantă acvatica sensibilă
la concentra ții ridicate de nitra ți. Astfel la concentra ții peste 50 ppm, deci peste valoarea limită
admisă, practic, pla nta nu se mai dezvoltă ci dimpotrivă este distrusă.
Prezența de clorofilă ȋn apă chiar ȋn primele săptamani poate ȋnsemna că ȋn timp ce o
parte din plante se multiplică și se dezvoltă, un numar mai redus de plante moarte, se
descompun, se distrug. Acest fenomen arată că de fapt după 2 săptămâni balan ța dintre creșterea
plantelor și distrugere se inclină mai ales spre ultima.
Din datele globale este clar că plantele de Salvinia molesta nu pot fi folosite pentru
purificarea apelor reziduale bogate ȋn azotați dar din datele din literatură se pare că este
acumultoare de alte substan țe poluante.

CONCLUZII

Studi ul teoretice ne -au condus la câteva concluzii importante:
Salvinia molesta, cunoscută popular ca fluturașul apei sau buruiana Kariba , o plantă
care adeseori ne creează probleme sufocând apele liniștite prin dezvoltare abundentă
poate deveni, eventual, dintr -o planta nedorită una utilă pentru depoluare.
Salvinia molesta este capabilă să utilizeze o serie de compuși ai azo tului: de la amoniac,
azotați și azotiți la compuși organici azota ți sintetizând proteine și al ți compuși nutritivi.
Plantele de Salvinia molesta pot acumula din mediu o serie de nutrien ți cum sunt azotul,
fosforul și potasiul (NPK), dar considerăm că aces te proprietă ți se pot pune mai bine ȋn
valoare la temperaturi și ȋntr-un climat similar cu cel de unde este originară, și anume
climat tropical.
Este posibil ca ȋn condițiile de doar 22 – 25 0C aceste plante să sufere și să nu se dezvolte
corespunzător.
Conținutul ȋn azotați ȋn variantele experimentale prezintă o comportare, am putea spune
haotică. Nu există o scădere continua, ci dimpotrivă se pare că dupa 14 zile de expunere
crește concentra ția de azotat din apă.
Prezența de clorofilă ȋn apă chiar ȋn prime le saptămâni poate ȋnsemna că ȋn timp ce o
parte din plante se multiplică, se dezvoltă, un numar mai redus de plante moarte, se
descompun, se distrug.
După 2 săptămâni balan ța dintre creșterea plantelor și distrugere se inclină mai ales spre
ultima.
Ca o concluzie generală putem spune din datele globale ob ținute ȋn această lucrare că
plantele de Salvinia molesta nu pot fi folosite pentru purificarea apelor reziduale bogate ȋn
azotați, dar din datele din literatură se pare că este acumultoare de alte substa nțe poluante.

SURSE BIBLIOGRAFICE

1. Canter, L. W. ,Nitrates in groundwater, CRC Press inc., New York, 1996, p. 263;
2. Cary, P. R., și Weerts, P. G. J., (1984). “Growth of Salvinia molesta as affected by water
temperature and nutrition. III. Nitrogen -phosphorus interactions and effect of pH,”
Aquatic Botany 19, pp. 171 -182;
3. Commoner B.,(1970) Global Effects of Environmental Pollution, ed. S. F. Singer;
Springer Verlag, New York, pp. 70;
4. Dinu , D., Sandu, V., Deșeurile și mediu, Ghid ecologic școlar, vol. II, Brașov 2006, p.
5-17;
5. Gavrilescu E., Poluarea mediului acvatic, ed. Sitech Craiova, 2008, p. 197, 247;
6. Hâncu, S., Marin, G., V ȋrsta, A., Transportul și dispersia poluan ților, ed. Bren,
București, 2003, pag. 212 -215;
7. Hill, M., Nitrates and Nitrites in Food and Water, Ellis Horwood, Chichester, UK, 1991,
pp. 163 -193;
8. http://www.aquacarpatica.com/#/ro/cea -mai-pura-apa/nitrati -si-poluarea -apelor,
accesat pe 24.05.2013
9. http://dsd.utcb.ro/teze/ Calin%20Carmen -Angelica%20 -%20Rezumat.pdf , accesat pe
02.03.2013
10. http://facultate.regielive.ro/proiecte/chimie -generala/nitritii -si-nitratii -industria –
alimentara -191081.html , accesat pe 14.04.2013
11. http://ro.wikipedia.org/wiki/Poluare , accesat pe 12.10.1012
12. http://wiki.bugwood.org/Archive:BCIPEUS/Salvinia_molesta, accesat pe 14.03.2013
13. http://www.doctormenci.ro/sanatate/nitratii -si-nitritii -din-apa, accesat pe 03.03.2013
14. http://www.environment.gov.au/biodiversity/invasive/weeds/publications/guidelines/
wons /pubs/s -molesta.pdf, accesat pe 04.04.2013
15. http://www.naturalist.ro/viata -si-sanatate/poluarea -apei/ , accesat pe 10.10.2012
16. http://www.scribd.com/doc/50285248/DEPOLUAREA -SOLURILOR -%C5%9EI –
APELOR , accesat pe 10.10.2012
17. http://www.scribd.com/doc/62600827/E purarea -Apei, accesat pe 20.02.2013
18. http://www.scribd.com/doc/71005237/Tehnici -Ale-Biotehnologiei -in-Depoluarea –
Solurilor -Si-Apelor , accesat pe 12.02.2013
19. http://www.scribd.com/doc/83791266/nitriti -s-nitrati#download , accesat pe 04.04.2013

20. http://www.tocilar.ro/lucrare_de_diploma~categorie –
chimie~numestudiu_de_caz_privind_tehnologiile_de_tratare_a_apei.html , accesat pe
11.10.2012
21. http://www.umfiasi.ro/Scoala Doctorala/TezeDoctorat/Teze%20Doctorat/rezumat%20
DASCALITA%20NITUC%20ECATERINA.pdf, accesat pe 28.01.2013
22. Ion Zăvoianu, Hidrologie, edi ția a II -a, ed. Funda ției România de mâine,București,
2002, pag. 9 -11, 21 -25, 35;
23. Inskeep W.P. and Bloom P.R. (1985) Extinction Coefficients of Chlorophyll a and b
in N,N -Dimethylformamide and 80% Acetone. Plant. Physiol . (1985) 77, pp. 483 -485;
24. King, C., McIntosh, D. and K. Fitzsimmons (2004), Giant Salvinia ( Salvinia molesta )
as a par tial feed for Nile tilapia ( Oreochromis niloticus ), Proceedings of the Sixth
International Symposium on Tilapia in Aquaculture, Bureau of Fisheries and Aquatic
Resources, pp. 750 –754;
25. McFarland, D. G., Nelson, L. S., Grodowitz, M. J., Smart, R. M. și Owens , C. S.,(2004)
Salvinia molesta D. S. Mitchell (Giant Salvinia) in the United States: A Review of
Species Ecology and Approachesto Management;
26. Metcalf & Eddy (2003) ,Wastewater engineering: treatment, disposal and reuse,
McGraw Hill, 4th ed.;
27. Mitchell, D. S., and Tur, N. M. (1975). “The rate of growth of Salvinia molesta (S.
auriculata Auct.) in laboratory and natural conditions,” Journal of Applied Ecology 12,
pp. 213 -225;
28. Mohan, Gh., Ardeleanu, A., Ecologie și protec ția mediului, Ed. Scaiul, București, 19 93,
pag. 290 -291;
29. Neag, Gh., Depoluarea solurilor și apelor subterane, ed. Casa căr ții de știință, 1997;
30. Neagoe, A., Iordache, V., Fărcășanu, I. C., Remedierea zonelor poluate, Editura
Universită ții din București, 2011, pag. 89 -116;
31. Ștefan, D. S., Chimia mediului, vol. 1, Chimia mediului acvatic, ed. Electra, București,
2011
32. Whiteman, J. B., și Room, P. M. (1991). “Temperatures lethal to Salvinia molesta
Mitchell,” Aquatic Botany 40, pp. 27 -35.
33. Wolff, I. & Wasserman, A. E. (1972), Nitates, nitrites and nitrosamines, Sciense 3705,
(http://wyndmoor.arserrc.gov/Page/1972/3705.pdf , accesat pe 02.03.2013)