Analiza Factorilor DE Mediu Apă ȘI Sol ÎN Localitatea Ocnele Mari, Jud.vâlcea
UNIVERSITATEA “LUCIAN BLAGA” DIN SIBIU
FACULTATEA DE ȘTIINȚE AGRICOLE, INDUSTRIE ALIMENTARĂ ȘI PROTECȚIA MEDIULUI
SPECIALIZAREA: INGINERIA ȘI PROTECȚIA MEDIULUI ÎN AGRICULTURĂ
LUCRARE DE DIPLOMĂ
COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:
Șef lucrări dr. Petronela – Bianca PAVEL
ABSOLVENTĂ:
Elena Florentina Lăzăroiu
SIBIU
2016
UNIVERSITATEA “LUCIAN BLAGA” DIN SIBIU
FACULTATEA DE ȘTIINȚE AGRICOLE, INDUSTRIE ALIMENTARĂ ȘI PROTECȚIA MEDIULUI
SPECIALIZAREA: INGINERIA ȘI PROTECȚIA MEDIULUI ÎN AGRICULTURĂ
ANALIZA FACTORILOR DE MEDIU APĂ ȘI SOL ÎN LOCALITATEA OCNELE MARI, JUD.VÂLCEA – STUDIU DE CAZ – SALINA OCNELE MARI
COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:
Șef lucrări dr. Petronela – Bianca PAVEL
ABSOLVENTĂ:
Elena Florentina Lăzăroiu
SIBIU
2016
INTRODUCERE
Prezenta lucrare intitulată „Analiza factorilor de mediu apă și sol în localitatea Ocnele Mari, județul Vâlcea- Studiu de caz – Salina Ocnele Mari”, evaluează situația existentă în localitatea Ocnele Mari din județul Vâlcea din punct de vedere al factorilor de mediu (apă, sol). Aceste componente de mediu sunt cele mai vulnerabile și sunt frecvent supuse agresiunii factorilor poluanți având consecințe directe și grave nu numai asupra calității mediului dar și asupra oameniilor și altor viețuitoare.
Obiectivul principal al lucrării îl reprezintă analiza factorilor de mediu (apă-sol) din punctul de vedere al proprietăților fizico-chimice ale acestora, cu scopul de a evidenția calitatea actuală și efectele care se resimt după accidentul de la mina de sare Ocnele Mari, jud. Vâlcea, produs în urmă cu câțiva ani și care a avut un puternic efect negativ asupra componentelor de mediu.
Pentru acest studiu de cercetare am ales analiza factorilor de mediu cei mai afectați de poluarea accidentală cu sare, și anume, pârâul Sărat pentru stabilirea calității apei și solul din apropierea minei de sare, precum și de la câțiva kilometri distanță de aceasta.
Lucrarea este structurată în șase capitole. Primul capitol prezintă situația actuală a exploatării sării în lume, precum și în România. Cel de-al doilea capitol cuprinde prezentarea geografică, forma și poziția zăcământului de sare de Ocnele Mari din județul Vâlcea. Capitolul al treilea prezintă impactul asupra mediului produs de expoatarea sării la mina de sare Ocnele Mari, județul Vâlcea. În capitolele patru și cinci am prezentat succinct partea experimentală a determinărilor de laborator și anume, modul de lucru, materialele necesare și analizele fizico-chimice efectuate pe probele de apă și sol prelevate din zona afectată de poluarea accidentală cu sare. Capitolul șase cuprinde rezultatele obținute experimental și interpretările acestora în funcție de valorile limită impuse de normativele în vigoare pentru cei doi factori de mediu, apa și solul. Lucrarea se încheie cu un capitol dedicat principalelor concluzii desprinse din rezultatele experimentale ale studiului .
Cercetările experimetale asupra factorilor de mediu – apă și sol le-am efectuat sub directa îndrumare a coordonatorului științific care m-a sfătuit pe parcursul desfășurării și elaborării lucrării de diplomă, cu înaltă competență și profesionalism. Pe această cale doresc să aduc mulțumiri domnișoarei Șef lucrări dr. Petronela – Bianca Pavel pentru sprijunul acordat în realizarea acestei lucrări, precum și pentru condițiile bune pe care mi le-a asigurat în realizarea studiului experimental.
CAPITOLUL I
SITUAȚIA ACTUALĂ A EXPLOATĂRII SĂRII
ÎN LUME ȘI ÎN ROMÂNIA
Scurt istoric
Sarea comună, sarea de masă sau sarea de bucatărie este un mineral de sodiu larg răspândit în scoarța Pământului, în cantități atât de importante încât pot apărea roci. Există 12 elemente chimice principale care constituie scoarța Pământului în proporție de 99,3%, dintre acestea elementele sodiu (Na) și clor (Cl), care intră în componența acestui mineral, dețin 2,4% și respectiv 0,2%.
Termenul roman pentru expoatațiile de sare -salinae- a intrat în vocabularul nostru ca neologism în sec. al XIX-lea.
De-a lungul timpului sarea a reprezentat o bogăție și o sursă de venituri mari pentru conducătorii și domnitorii regiunilor care fac parte din teritoriul României. Încă din timpul ocupației romane este atestată exploatarea sării în țara noastră. Urmele lăsate de inscripțiile pe monumentele aflate pe teritoriul Daciei, de la acea vreme proveneau de la o asociație a arendașilor pentru exploatăriile de sare, care avea sediul la Turda, „Collegium Salinariorum”. Omul a început să simtă cât de folositoare este sarea atunci când a trecut de la viața de vânător la cea de agricultor, atunci când a folosit alimentele fierte. Sarea reprezenta o necesitate zilnică pentru om. Ca urmare, au apărut centre populate prin deplasarea unor populații în zonele unde acest mineral exista și putea fi exploatat cu ușurință. [1]
Cea mai importantă zonă de extracție se afla în Europa centrală, în țara noastră în zona Transilvaniei. De asemenea urme ale salinelor romane s-au gasit la: Ocnele Mari în județul Vâlcea, Ocna Sibiului în județul Sibiu, Ocna Mureș, Cojocna, Sic și Ocna Dej în judeul Cluj, Mărtiniș în județul Harghita și la Chizua și Domnești în Județul Bistrița-Năsăud. Extragerea sării s-a făcut din apa mărilor, apa lacurilor sărate, din izvoarele sărate, din masivele de sare care apar la suprafața Pământului sau din zăcămintele aflate în adâncime.
În perioada dintre cele două războaie mondiale în țara noastră s-a trecut la o acțiune de naționalizare și modernizare a salinelor și proceselor de extracție și valorificare a sării. Astfel au fost desființare câteva dintre ele, pentru a se putea axa pe un număr mai mic de unități de funcțiune pe care să aplice mai ușor tehnologiile moderne și care să ofere rezultate bune. S-a combinat tăierea manuală a sării, care era un procedeu vechi (se foloseau cicane) cu tehnologia de abataj cu explozivi și tăierea mecanizată a sării.
Acțiunea de modernizare a continuat o dată cu avansarea stiinței, astfel că salinele au fost modernizate prin aplicarea de noi metode de exploatare care au permis introducerea unor tehnologii moderne de producție, încărcare și transport, astfel exploatarea se face la cel mai înalt nivel cu obținerea unor indicatori tehnici și economici superiori (Asociația generală a inginerilor din România).
Exploatarea sării în lume, dar și în România se poate face atât pe cale uscată, cât și prin dizolvare. În România se află peste 190 de acumulări de sare gemă, dar dintre acestea numai 7 zăcăminte se află în exploatare: Slănic Prahova, Praid, Tg. Ocna, Ocnele Mari, Ocna Mureș, Salina Cacica și Ocna Dejului. Exploatarea sării geme, prelucrarea și aducerea acesteia la parametrii calitativi corespunzători se face în cadrul subunităților de producție din subordinea Societății Naționale a Sării S.A.- Salrom.
În epoca modernă exploatarea sării și comerțul cu sarea reprezintă principala bază economică a localității.
1.2. Exploatarea sării pe cale uscată și prin dizolvare în România
1.2.1. Metode de exploatare a sării pe cale uscată aplicate în România
România este una dintre cele mai impotante țări din lume în ceea ce privește zăcământul de sare existent pe teritoriul țării. În urma cercetărilor făcute s-au descoperit 300 de locuri care prezentau zăcăminte de sare în subsolul lor și aproximativ 3000 de izvoare sărate.
Exploatarea sării geme în stare uscată se face în salinele din Slănic Prahova, Tg. Ocna, Dej și E.M. Rm. Vâlcea. Acest tip de exploatare se poate face prin metoda camerelelor mici și pilieri pătrați sau prin metoda de exploatare cu camere lungi și pilieri dreptunghiulari.
Tehnologia exploatării sării pe cale uscată au fost introduse în producție din necesitatea mecanizării proceselor tehnologice. Această metodă are o largă productivitate pe plan mondial. O particularitate pentru zăcămintele de sare din țara noastră este structura etajată care rezultă din exploatarea pe mai multe orizonturi în funcție de adâncime. Această metodă are la bază un principiu care constă în realizarea în cadrul masivului de sare a unor goluri care sunt umplute cu steril și care sunt susținute de pilieri intercamerali și plansee de diferite dimensiuni astfel încât să mențină stabilitatea tuturor lucrărilor miniere pe timp nelimitat.
1.2.2. Metode de exploatare a sării prin dizolvare în România
În jurul anilor 1950, datorită apariției Uzinelor Sidice Govora, exploatarea sării s-a făcut conform sistemului de exploatare sub formă de soluție sărăturată, folosind sondele. Această metodă de exploatare se realizează în câmpurile Ocna Mureș-Războieni, Tg. Ocna-Gura Slănic, E.M. Rm. Vâlcea-Ocnele Mari și în forajele subterane de la salina Cacica.
Pentru a se evita situațiile neplăcute înainte de începerea activității trebuie luate în considerare două probleme:
Probleme care pot apărea în timpul exploatării;
Probleme care pot apărea după inchiderea exploatării.
Înaintea de începerea exploatării trebuie să se cunoască date despre zăcământ și date despre viitoarea sondă. Datele care trebuiesc cunoscute despre zăcământ sunt: geologia regiunii și a zăcământului, geotectonica zăcământului, caracterizarea hidrogeologică a zăcământului, caracterizarea calitativă a substanțelor minerale utile, proprietățiile fizico-mecanice ale sării. Datele referitoare la sondă sunt: adâncimea sondei, cota sondei, cota limitei steril/sare, grosime sare, coeficient de mineralizare, suprafața cilindrului de dizolvare, cota tavanului golului de dizolvare, înălțimea etajului golului de dizolvare.
De la faza de amorsare până în faza finală a exploatării sării ar trebui adoptată metoda de modelare numerică a procesului de dizolvare, fiind o modalitate pentru a atinge standardele europene și mondiale. Această metodă presupune prognozarea formei finale a golurilor de dizolvare, utilizată la analiza stării de eforturi.
Folosirea unei aparaturi slab performante în monitorizarea exploatării duce la cunoașterea insuficientă a geometriei golurilor de dizolvare și a evoluției acestora. În ceea ce privește normele tehnice utilizate la nivel mondial, în România de cele mai multe ori nu s-a ținut cont de ele în timpul exploatării sării prin dizolvare. [2]
CAPITOLUL II
ZĂCĂMÂNTUL DE SARE GEMĂ OCNELE MARI
2.1. Localizare. Cercetarea geologică și hidrogeologia zăcământului Ocnele Mari
Orașul Ocnele Mari este așezat în partea central-sudică a României, în zona Subcarpațiilor Vâlcii, de-a lungul văii Pârâului Sărat. Face parte din județul Vâlcea, este una dintre cele mai vechii așezării din zona Olteniei și este importantă datorită zăcământului de sare existent pe acel teritoriu. Zăcământul de sare gemă se află pe raza mai multor sate care aparțin orașului Ocnele Mari. Zona în care se fac exploatațiile se numește Concești. [1]
În ceea ce privește structura geologică și morfologică a zonei, relieful este colinar cu înălțimi cuprinse între 250-500 de metri spre nord, vest, est, iar în partea de sud regiunea este deschisă prin legătura cu depresiunea Rm. Vâlcea-Horezu. În perimetrul zăcământului se află principalul colector al apelor, Pârâul Sărat cu o direcție de curgere nord-vest-sud-est, care are debite variabile, în funcție de cantitatea de apă colectată și în funcție de perioada din an.
Județul Vâlcea se află într-o zonă cu o climă temperat continentală. Caracterul climei se află în legătură cu etajele climatice de relief (munți, dealuri, podișuri joase și câmpii). În Ocnele Mari clima este de tipul temperat-rece cu precipitații moderate pe tot parcursul anului. Temperatura medie anuală este de 10,1° C.
Din punct de vedere hidrologic orașul Ocnele Mari este străbătut de pârâul Sărat, care izvorăște din localitatea Lunca și se varsă în Olt. În zonă sunt cunoscute două lacuri de apă dulce (lacul Doamnei și lacul Covoi), lacuri de apă sărată formate în zona masivului de sare unde s-a extras sarea, izvoare de apă sărată care se formează datorită circulației apei pe spinarea zăcământului de sare (izvorul sărat de la ștrandul Ocnița, izvorul sărat de pe strada Goruniș), o veche gură de ocnă cu nămol și un bazin de retenție pe strada Livezilor (actualul ștrand Ocnele Mari). De asemenea există și izvoare de apă dulce.
Zăcământul de sare reprezintă principala bogăție aflată în subsolul acestei așezări, care constituie materia primă de bază pentru produsele cloro-sodice ale platformei chimice situată în sudul orașului Rm. Vâlcea.
Cercetarea geologică a regiunii a fost începută din anul 1882 de către cercetătorul Gr. Cobălcescu și a continuat de-a lungul timpului prin diferite studii privind cunoașterea stratigrafiei și tectonicii perimetrului, prin întocmirea rapoartelor privind calculul rezervelor de sare. De asemenea s-au facut lucrări de foraj (operațiuni care se efectuează pentru a construi o sondă) în mai multe etape și in diferite locuri.[1]
Sarea are o porozitate foarte mică sau poate fi lipsită de porozitate, iar dacă există porozitate porii sunt microscopici și conțin gaze sub presiune. Mai pot conține soluții sau petrol (foarte rar).
Zăcământul de sare a fost cercetat și din punct de vedere hidrogeologic. Cercetarea a presupus executarea a 13 foraje de observație hidrogeologică din care au rezultat date despre: stratigrafierea terenului, localizarea straturilor acvifere, cota nivelului piezometric și conținutul în cloruri. În urma cercetărilor s-au diferențiat trei straturi hidrogeologice:
Structura freaticului cu nivel liber- mare parte a rezervelor de apă subterană se acumulează în albiile cursurilor de apă și la baza versanților. Evoluția geomorfologică regională este legată de natura, repartiția și structura depozitelor de apă. În funcție de debitul și cota apelor de suprafață se face alimentarea sau drenarea acestor ape.
Structura apelor subterane din depozitul acoperișului- în cadrul depozitelor din acoperișul sării, apele subterane pot apărea pe mai multe nivele, acumularea și circulația acestor ape fiind favorizate de intercalațiile nisipoase permeabile. Tot apele de suprafață drenează aceste ape.
Structura hidrogeologică a apelor subtereane de pe spinarea sării- existența izvoarelor de saramura din zona ștrandului arată faptul că există ape active pe spinarea sării. Aceste ape au o concentrație relativ redusă în cloruri (44g/l), datorită amestecului cu ape freatice dulci. Roca magazin a acestor ape se presupune a fi un strat acvifer format din nisipuri argiloase prăfoase și resturi de dizolvare.
Forajele hidrogeologice au permis realizarea unei hărți cu date despre orizontul acvifer de la limita steril/ sare. Conform configurației de pe spinarea sării cu harta indicatorilor realizată pentru orizonturile superioare sprijină ipoteza de comunicare hidraulică prin roci permeabile, suprafețe de slăbire structurală (limite de strate), foraje și lucrări miniere verticale (puțuri).
2.2. Forma și poziția zăcământului Ocnele Mari
Zăcământul de sare gemă Ocnele Mari se află în partea nordică a zonei Ocnele Mari- Govora și are forma unei lentile alungite cu o ridicare axială în zona Ocniței. Forma zăcământului este stratiform – lenticulară cu o lățime de 3,5 km și o lungime cercetată pe aproximativ 7,5 – 8,0 km; având o suprafață de 30 km2. Formațiunea de sare gemă formează un orizont denumit de literatura de specialitate „ Orizontul cu depozite de sare și gipsuri”. Un alt orizont este cel al tufurilor și marnelor este dispus în partea inferioară a zăcământului și este alcătuit din marne cu intercalații subțiri de nisipuri și tufuri. Formațiunea saliferă superioară este constituită din marne cenușii negricioase, gipsuri și sare.[1]
La Ocnele Mari au fost puse în funcțiune 4 câmpuri de sonde, realizate în mai multe etape, fiind amplasate în zona centrală a zăcământului de sare.
Câmplul I – amplasat pe Dealul Urzicaru, compus din 10 sonde individuale, la care s-a aplicat metoda de exploatare cu „ridicări continui”.
Câmpul II – format din 15 sonde individuale amplasate în jurul Câmpului I și în extindere spre est în cartierul Teica. Metoda de exploatare în acest câmp a fost cea „cu ridicări în trepte mari”.
Câmpul III – alcătuit din 33 de sonde din care: 28 individuale exploatate prin metoda „cu ridicări în trepte mari” împărțite după zona în care au fost asamblate și locul de racordare la instalațiile tehnologice de deservire, astfel: zona Teica I formată din 5 sonde amplasate în dealul Teica, racordate la cabina de comandă a Câmpului II; zona Teica II cu 6 sonde amplasate în partea dreaptă a Văii Teica, racordate inițial la o stație provizorie de amorsare și apoi la cabina de comandă a Câmpului III; zona Lunca- Goruniș cuprinzând 17 sonde amplasate în cartierele Lunca și Goruniș și racordate la cabina de comandă a cămpului III. Alte 5 sonde sunt experimentale amplasate astfel: 2 sonde la care s-a aplicat metoda de exploatare „în baterie”, amplasate în cartierul Lunca pe partea stângă a pârâului Sărat, într-un perimetru izolat față de sondele individuale; 3 sonde cu exploatare „ în canal” amplasate într-o zonă izolată de pe dealul Goruniș.
Câmpul IV – alcătuit din 8 sonde amplasate în perimetrul fostei mine de sare de la Ocnița, parțial prăbușit, cu scopul valorificăriii rezervelor de sare abandonate sub fostele mine de sare. Rezerva de sare urma să se extragă prin metoda „în lac adânc” pentru care s-a obținut un brevet de invenție. [3]
În toate sondele din aceste 4 câmpuri au avut în vedere exploatarea sării începând de la baza zăcământului către suprafață, folosind sarea ca agent de dizolvare.
La suprafața zăcământului se găsesc depozite formate din argile gălbui. Grosimile zăcământului de sare sunt variabile, grosimea maximă fiind de 450 metri în partea centrală a lentilei.
Pe direcție, zăcămantul are o poziție aproape orizontală, cu ușoare ondulări.
2.3. Caracterizarea calitativă a sării geme de Ocnele Mari
Din punct de vedere macroscopic, caracterizarea calitativă a sării de la Cocenești-Ocnele Mari arată că sarea se prezintă sub formă de benzi alternante de sare albă cu sare cenușie sau negricioasă, având în compoziția sa pelicule și fragmente centimetrice de marne și cuiburi de anhidrit.
Compoziția mineralogică este formată în special din gips și anhidrit în proporție de 1-5% și 0,02-0,30 % kieserit, iar minerale argiloase și cărbune în proporție de cca. 45%.
Compoziția chimică a sării indică un conținut mediu de 99% NaCl și 0,91-10% insolubil.
În literatura de specialitate sunt prezentate mai multe tehnici și tehnologii pentru monitorizarea eventualelor probleme de instabilitate apărute în timpul exploatăriilor – stării de tensiune, deplasări, fisuri, deformații.
Din categoria fenomenelor de instabilitate fac parte și deformațiile suferite de piesele de oțel care sunt suprasolicitate. De asemenea tensiuniile existente în interiorul masivului de sare pot provoca situații mai puțin plăcute. Pentru astfel de situații există aparate cu ajutorul cărora se pot măsura deformările eleastice și cele pseudoelastice, deplasările de roci și variațiile gradului de fisurare. [4]
O problemă majoră a apărut în anul 2004, după redeschiderea minelor pentru exploatarea sării sub formă de saramură. Amplasarea incorectă a sondelor, în preajma locuințelor, a dus la formarea de goluri sub fiecare sondă și pământul s-a surupat. A urmat apoi o prăbușire controlată, dar a apărut o nouă problemă generată cei care folosesc sarea extrasă în activitățile de la combinatul din Vâlcea, aceștia refolosesc apa cu reziduuri, adică trimit aceeași apă pe instalațiile de extracție a saramurii de mai multe ori, după ce separă sarea din ea. Acest lucru nu este normal, deoarece acea apă trebuie evacuată în stații de epurare. În mina care s-a surupat nivelul apei a început să crească din ce în ce mai mult, tavanul a început să se prăbușească, iar numărul mișcărilor seismice din interior au început să crească și au avut loc noi devărsări de saramură în subteran.
În urma acestor prăbușiri a rezultat un crater, un lac și o încăpere fără tavan cu zidurile năruite (Fig. 3.).
2.4. Folosința sării după exploatare
După ce sarea este extrasă, aceasta este preluată de Societatea Națională a Sării (SALROM) și prelucrată în funcție de nevoile populației. În tabelul nr 1 sunt prezentate tipurile de sare și proprietățiile acestora (tabel preluat de pe pagina oficială a societății SALROM. [5]
Tabelul nr. 1. Tipuri de sare și proprietățiile lor fizico-chimice [5]
Tabelul nr. 1. Tipuri de sare și proprietățiile lor fizico-chimice [5] – continuare
CAPITOLUL III
IMPACTUL ASUPRA MEDIULUI PRODUS DE EXPLOATAREA SĂRII -STUDIU DE CAZ SALINA OCNELE MARI
3.1. Localizarea administrativă a zăcământului Ocnele Mari
Zăcământul de sare Ocnele Mari este situat de-a lungul mai multor sate care aparțin orașului Ocnele Mari și la o distanță de 12 km de municipiul Rm. Vâlcea.
În imediata vecinătate a zăcământului se află la nord satele Buda, Lunca și Teiuș, la sud Ocnița și Goruniș, la vest satul Teiuș, la est satele Buda și Concești, pe o lungime vest-est de cca. 7,5 km și o lățime nord-sud de cca. 30 km.
Căile de acces către acest zăcământ sunt calea ferată București-Rm.Vâlcea- Sibiu sau șoselele București-Pitești-Rm.Vâlcea, Drăgășani – Govora – Ocnele Mari, Tg.Jiu – Horezu – Ocnele Mari, Sibiu – Rm.Vâlcea – Ocnele Mari.
Orașul Ocnele Mari este și stațiune balneo-climaterică datorită apelor iodurate și clorosodice, care prin proprietățiile lor terapeurice reprezintă o sursă de sănătate. Primele stabilamente de tratament s-au deschis prin folosirea apei sărate dintr-o fostă gură de ocnă Balta Roșie cu o adâncime de 120 m. Aceste ape în combinație cu nămolul sapropelic ajută la tratarea reumatismului, afecțiunile ginecologice și afecțiuni ale sistemului osos la copii. Datorită numărului mare de turiști care veneau din Craiova, orașul a căpătat supranumele de Marea Craiovei. În prezent stațiunea funcționează în sezonul călduros.
3.2. Stratigrafia regiunii
Regiunea Ocnele Mari aparține Depresiunii Getice, o unitate din componența Carpaților Meridionali. Aceasta s-a format în urma unor faze ale mișcărilor tectonice din care a rezultat o depresiune premontană. Formațiunile sedimentare ale regiunii Ocnele Mari corespund intervalului Paleogen-Cuaternar. S-au remarcat numeroase discontinuități datorate faptului că procesul de sedimentare a început în Paleogen, dar nu a continuat.
Din punct de vedere stratigrafic regiunea Ocnele Mari cuprinde formațiuni geologice paleogene, neogene și cuaternare.
Paleogenul este reprezentat prin depozite eocene și oligogene care apar în nordul regiunii și continuă spre sud , după care sunt acoperite de formațiunile neogene.
Depozitele de eocenul se dezvoltă în zona de nord a regiunii și sunt formate din elemente de cristalin, calcare, gresii și granite.
Oligocenul este situat peste eocen și se dezvoltă la sud de acesta fiind format din conglomerate de gresii masive cu intercalații de marne cenușii. În partea superioară sunt prezente marne negricioase și tufuri.
Neogenul este reprezentat prin mai multe etaje: Acvitanian, Burdigalian, Helvetian, Badenian si Sarmatian. Dintre acestea Badenianul este cel mai răspândit în regiune, iar fromațiunea sării cuprinde: – Orizontul tufurilor și marnelor cu Globigerine; – Orizontul cu depozite de sare gemă; – Orizontul șisturilor cu Radiolari; – Orizontul marnelor cu Spirialis.
Orizontul depozitelor de sare gemă este format din masive de sare, gipsuri și marne sărate, în acest orizont se încadrează zăcământul de sare gemă Ocnele Mari. Masivul de sare apare în zona Ocnița-Ocnele Mari, la vest de comuna Stoenești apar gipsurile, iar marnele salifere apar la în partea inferioară șisturilor cu radiolari.
La suprafața zăcământului se găsesc depozite de argile gălbui, marne fin nisipoase, compacte. În zona samatianului există depozite de nisipuri argiloase, argile fin nisipoase și intercalații de nisipuri cenușii.
Depozitele badenianului situate deasupra sării care se dezvoltă la suprafața în lungul șoselei Ocnele Mari-Ocnița-Lunca și a pârâului Sărat sunt formate din marne cenușii, iar la contactul cu masivul de sare marnele sunt negricioase cu cuiburi de anhidrit alb-albăstrui.
Depozitele din culcușul zăcământului sunt constituite din marne cenușii, compacte, stratificate, cu pelicule de nisip pe planele de stratificație.
3.3. Tectonica regiunii
Poziția stratigrafiată inițială a depunerilor de sare nu rămâne aceeași după trecerea timpului, acest fenomen se datorează faptului că sarea este plastică.
Zăcământul de sare gemă Ocnele Mari este susținut la nord și la sud de două falii majore: – falia Stoenești cu direcția est-vest și cădere spre nord; – falia Bisericii cu direcția est-vest și cădere spre nord.
În interiorul masivului sunt prezente din când în când fenomene microtectonice, adică mișcări tectonice de mică amploare care au efecte locale asupra zăcământului. În funcție de condițiile de alimentare și de morfologia fundului bazinului de sedimentare sarea s-a depus în regim lagunar într-un mod neuniform.
În Fig. 4. este ilustrată structura pe strate geologice a zăcământului de sare Ocnele Mari.
3.4. Identificarea surselor de poluare și acțiuni de protecția factorilor de mediu
Cunoașterea fiecărui factor de mediu ( sol, aer, apă) duce la o protecție eficientă a acestuia. Astfel se pot identifica sursele de poluare, poluanții care au un impact negativ asupra mediului și vieții.[6]
Cadrul conceperii Proiectului Local de Acțiune pentru Mediu în județul Vâlcea s-au identificat principalele surse de poluare a mediului (apă, aer, sol). Printre principalele probleme identificate s-a aflat exploatarea sării de la Ocnele Mari.[7]
Poluarea accentuată cu saramură a mediului a avut drept cauză principală apariția unui crater ale cărui dimensiuni erau din ce în ce mai mari, având o adâncime de 10 metri rezultat în urma prăbușirii tavanului cavernelor de saramură aflate în Câmpul II de sonde. Din caverna adâncă de aproape 200 m a ieșit la suprafață un jet de apă sărată, din cauza căruia o suprafață de aproximativ 10 hectare sub care se afla caverna s-a surupat și s-a format un lac sărat. Acesta s-a extins până în zona de nord a perimetrului unde se executau lucrări de prăbușire controlată. În urma prăbușirii au fost scurgeri de saramură în mediul înconjurător de peste 600.000 m3. În continuare au fost antrenate în surupare și sondele apropiate de Câmpul II. Aceasta nu a fost singura prăbușire, în decursul anilor viitori prăbușirile au continuat. Pe lângă acest fenomen a început să apară și fenomenul de alunecare a terenului în urma caruia au apărut denivelări ale suprafeței.[8]
Situația de la Ocnele Mari a fost cauzată atât de configurația geologică a zonei, cât și de exploatarea excesivă a sării din anii 1970-1980, prin pomparea apei în subteran la presiuni nerecomandabile într-o zonă intens locuită.
Rezultatele acestui accident s-au observat în urma analizelor componentelor mediului: solul, apa și aerul.
3.4.1. Impactul asupra mediului în faza de fabricație
E.M. Rm.Vâlcea (Sectorul Ocnele Mari) – faciliate minieră aflată în proprietatea statului care se ocupă cu extragerea sării din zăcăminte subterane. După cum știm extracția sării se face prin două metode: prin dizolvarea cu apă în subteran – sub formă de saramură și exploatarea directă din zăcământ – sub formă de sare gemă. Saramura ajunge pe platforma chimică pentru prelucrare, fiind transportată prin conducte (Fig. 6).
Exploatarea sării în soluție la Ocnele Mari s-a desfășurat în ultimii 40 de ani la „foc continuu”, această activitate a produs evenimente de natură tehnică și umană care au creat probleme deosebite în desfășurarea procesului de producție.
Au apărut probleme la instalațiile și rețelele tehnologice de la suprafața solului, dar și la nivelul golurilor de dizolvare. O dată cu trecerea timpului conductele de transport a saramurii s-au deteriorat.
În fiecare dintre cele patru câmpuri de sonde există instalații și utilaje proprii necesare desfășurării procesului tehnologic. Legăturile dintre sonde și instalații au fost realizate prin conducte de oțel, câte trei pentru fiecare sondă. Pe lângă aceste conducte au fost amplasate și conducte pentru transportul apei, fluidului izolant și pentru desfacerea producției de sare în soluție.
3.4.2. Surse de poluare a apelor și acțiuni pentru protecția calității lor
Apa ca și resursă indispensabilă vieții este utilizată în diferite domenii: în industrie, în scopuri menajere și energetice, în agricultură. Cea mai mare cantitate de apă utilizată este apa subterană. Pentru a exista un echilibru între apa consumată și cantitatea de apă existentă trebuie să fie un raport de proporționalitate între apa consumată și capacitatea de reumplere a stratului acvifer. Un consum rapid al apei subterane, poate avea consecințe negative, adică scăderea nivelului apei subterane, iar în zonele costiere, pătrunderea apei sărate. [9]
Sursele de poluare a apelor subterane reprezintă:
impurificări cu ape saline, gaze sau hidrocarburi produse ca urmare a unor lucrări miniere sau foraje;
impurificări produse de infiltrație de la suprafața solului a tuturor categoriilor de ape uzate care duc totodată și la impurificarea dispersă a surselor de apa de suprafață;
impurificări produse în secțiunea de captare a apelor, din cauza nerespectării zonei de protecție sanitară sau a condițiilor în care se execută procesul de captare.
În urma executării lucrărilor de construcție a unei mine (puțuri, galerii) și prin lucrările de exploatare apar goluri subterane, care pot drena apele subterane.
Apele de mină sunt formate din cantitățile de apă de la suprafață, care sunt folosite la perforajul umed și pentru răcirea utilajelor. [9]
Accidentul de la salină a produs mari pagube din mai multe puncte de vedere. În ceea ce privește calitatea apelor, aceasta s-a modificat în urma scurgerilor de saramură în apele existente în apropiere.
Saramura rezultată era colectată într-un bazin de retenție aflat la baza dealului unde se afla caverna, dar datorită stratului de steril care a pătruns în caverna cu saramură s-a creat o presiune suplimentară, astfel debitul cu care era evacuată saramura a crescut (Fig. 7).
Craterul s-a extins, ajungând sa aibă un diametru de 100 m, capacitatea bazinului de retenție a fost depășită, iar surplusul de saramură a fost deversat în rețeaua hidrografică,cel mai afectat a fost Pârâul Sărat, care se varsă în Olt (Fig. 8). Astfel că în Pârâul Sărat au ajuns mari cantități de clorură de sodiu (concentrația saramurii a variat între 200 – 270 g/l) care, deversate în râul Olt în amonte de captarea de apă industrială a platformei chimice, au determinat oprirea a cca 2/3 din instalațiile existente pe o perioadă de cel puțin 2 săptămâni.
Pârâul Sărat nu a fost singurul afectat, de asemenea în râul Ocnița (Fig. 9) au avut loc scurgeri de saramură care au dus la modificarea proprietățiilor fizico-chimice ale apei din acest râu.
Pe lângă aceste evenimente datorită spărturilor apărute în urma exploatațiilor pe terenurile în pantă saramura s-a infiltrat în sol afectând apele subterane și rețeaua hidrografică.
Pentru a remedia această situație se pot lua măsuri în ceea ce privește stoparea tranzitării saramurii în râul Olt și se poate încerca o monitorizare a deversărilor. De asemenea conservarea, transferul interbazine al apei de suprafață și desalinizarea sunt soluții posibile de extindere a surselor de apă pentru consum .
În tabelul următor sunt evidențiate valorile concentrației maxime admise pentru substanțele toxice din apele de suprafață, conform STAS 4706-88.
Tabelul nr. 2. Concentrația maximă admisă pentru substanțele toxice din apele de suprafață, conform STAS 4706-88 [9]
ape categoria I – utilizabile pentru consum (utilizări potabile și zootehnice, în alimentari centralizate), industrie alimentară, irigații, piscicultură (în afară de salmonicultură), piscine;
ape categoria a II-a – utilizabile pentru amenajări piscicole, procese tehnologice industriale, agrement, necesități urbanistice;
ape categoria a III-a – utilizabile pentru irigații, utilizări industriale, hidrocentrale, stații de spălare.
3.4.3. Surse de poluare a aerului și acțiuni de protecție a calității atmosferei și reducerea impactului asupra mediului
Aerul atmosferic este unul dintre factorii de mediu greu de controlat, deoarece poluanții din atmosferă se dispersează rapid și nu mai pot fii eliminați.
Calitatea aerului ambiental din jurul zonelor de exploatare și prelucrare este afectată prin poluarea cu pulberi (praf). [9] Măsurile luate în privința reducerii poluării atmosferei sunt:
optimizarea transportului și încărcării sării și a tufului în vrac;
realizarea unei instalații de desprăfuire;
retehnoligizarea instalației de prelucrare, transport și încărcare;
monitorizarea imisiilor.
Desprăfuirea presupune separarea particulelor solide dintr-un curent de aer care este încărcat cu praf. Desprăfuirea se poate face în scopuri precum: desprăfuirea aerului de la utilaje, prin absorbție, înainte de a fii evacuat în atmosferă, pentru a se evita poluarea aerului cu praf; desprăfuirea aerului pentru reducerea riscului de incendiu și pentru evitarea uzurii utilajelor.
Aerul se purifică prin desprăfuire cu ajutorul unor instalații de desprăfuire care au la bază procedee și tehnologii de separare a particulelor de praf. Desprăfuirea se poate face pe cale mecanică, prin filtrare, pe cale manuală, pe cale electrică. [9]
3.4.4. Surse de poluare a solului și subsolului și acțiuni pentru protecția calității lor
Solul este componenta mediului cea mai afectată în orașul Ocnele Mari.
După exploatarea câmpurilor de sonde , în timp au apărut fenomene cu impact negativ asupra suprafeței terenului: scufundări, denivelări, fisuri și crăpături ale terenului, îmbibări locale ale terenului de la suprafață cu saramură și motorină (utilizată ca fluid izolant în procesul tehnologic de exploatare), ca urmare a pierderii etanșeității unor sonde și scurgerilor accidentale.
Fluidele vehiculate au un efect puternic coroziv fie în mediu oxidant, fie reducător și din această cauză s-au produs numeroase spărturi ce au determinat oprirea parțială a procesului de producție. Spărturile apărute pe terenurile în pantă, au provocat poluării mari de teren cu saramură și produse petroliere. Aceste zone critice sunt afectate și alunecări de teren, datorate tot infiltrării sării (Fig. 10).
Operațiile de exploatare a zăcămintelor urmăresc accesarea rezervei de zăcământ printr-un complex de lucrări numit foraj, care se execută atât pentru exploatare, cât și pentru extracție. Pe terenurile din jurul sondelor poate apărea poluarea cu săruri care poate afecta puternic solul.
Acumularea de haldere de steril în această zonă reprezintă o problemă, deoarece aceste părți nefolositoare din zăcământ sunt un potențial poluator al mediului. Halderele de steril acoperă suprafețe întinse care ar putea fi utilizate pentru agricultură, impurifică aerul, apele freatice și solul. Au tendința de mărire a bazei prin tasări și alunecări, astfel că suprafața afectată crește în timp. [8]
Măsuri luate în privința imbunătățirii calității solului:
eliminarea scurgerilor accidentale la transportul saramurii și stabilizarea exploatăriilor;
înlocuirea porțiunuilor din conductele defecte;
securizarea cavernelor.
3.4.5. Surse de poluare a ecosistemelor și acțiuni pentru protecția lor, a biodiversității și ocrotirea naturii
Ecosistemele sunt unități funcționale ale biosferei, în care se realizează o concordanță între biotop și organismele vii care îl populează. Toate sistemele biologice sunt caracterizate prin echilibrul dinamic, un schimb permanent de substanțe și de energie cu mediul și cu sistemele înconjurătoare. [10]
În urma celor prezentate mai sus se deduce faptul că întreg arealul este afectat de evenimentele produse în acest oraș. Factori de mediu influențează starea ecosistemului astfel că o modificare a acestora din diferite cauze și surse de poluare, poate duce la perturbarea echilibrului ecosistemului, a biodiversității și în natură au loc schimbări cu un impact negativ asupra mediului.
Condițiile defectuoase și perioada îndelungată în care au funcționat sondele au provocat suruparea plafonului cavernei din subteran, care au pus în pericol așezările locuitorilor. După o evaluare a componentei sol s-a depistat un risc mare de prăbușire și deversare bruscă a saramurii putea duce la creșterea mineralității râului Olt, ceea ce ar duce la efecte negative asupra economiei și activității desfășurate pe platforma chimică OLTCHIM. De asemenea efectele legate de poluarea aerului au fost semnificative.
În ceea ce privește refacerea acestei zone se pot lua măsuri de ecologizare a zonelor afectate de exploatarea minieră. Executarea de lucrări de închidere și ecologizare cu respectarea normelor de mediu și manualului de închidere a minelor, urmărirea în timp a femonemelor de tasare a suprafețelor în locurile unde s-au executat lucrări de închidere a minelor, urmărirea stării fizice a lucrărilor de închidere, urmărirea comportamentului în timp din punct de vedere al stabilității și dinamicii fizico-chimice, a iazurilor și haldelor de steril. Acestor lucrări li se vor adăuga lucrări pentru refacerea ecologică a zonelor adiacente cavernei scufundate și redarea în circuitul economic a terenurilor afectate de viiturile de saramură, dar și monitorizarea perimetrului de exploatare, a zăcământului și suprafeței aferente exploatării inclusiv zona de influență (cavernologia, seismometria, hidrologia, planimetria zăcământului). [11]
CAPITOLUL IV
STUDIUL IMPACTULUI EXPLOATĂRII ZĂCĂMINTELOR DE SARE
ASUPRA APEI DIN LOCALITATEA OCNELE MARI
4.1. Prelevarea probelor
Procesul de analiză fizico-chimică a apei presupune în primul rând prelevarea (recoltarea) probelor de apă. Probele prelevate trebuie să fie reprezentative și nu trebuie să introducă modificări în compoziția și calitățile apei datorită unei tehnici defectuoase sau a unor condiții incorecte de pregătire a materialului. În vederea realizării studiului probele de apă au fost prelevate din Pârâul Sărat, din două secțiuni:
de la distanța de 500 m față de mină (Proba notată A1) și
de la distanța de 2 km de mină (Proba notată A2)
Recoltarea apei pentru analiza fizico-chimică am facut-o în flacoane de sticlă și polietilenă prevăzute cu dop rodat. Am spălat vasele de recoltare foarte bine pentru a îndepărta substanțele organice sau alte impurități care ar putea influența compoziția probei. Pentru spalarea vaselor am folosit detergenți, apoi le-am clătit cu apă de la robinet și cu apă distilată și le-am uscat.
La recoltare, am clătit flaconul de 2-3 ori cu apa ce urma să fie recoltată, apoi am umplut cu apa de analizat până la refuz, iar dopul l-am fixat în așa fel încât să nu rămână bule de aer în interiorul vasului.
Recoltarea am făcut-o din apă de suprafață, din Pârâul Sărat fixând flaconul pe un suport special care îl ajută să pătrundă sub nivelul apei. Am recoltat pe firul apei, la cea mai mare adâncime, în amonte de orice influență a vreunui efluent și în aval, unde se realizează amestecul complet al apei receptorului cu efluentul.
Procesul de recoltare include un aspect important care este legat de conservarea probelor de apă pentru analiză, deoarece în cazul în care probele suferă modificări fizico-chimice sau biologice pe perioada transportului și păstrării analiza apei poate avea o valoare limitată. Timpul recomandat între recoltare și analiza probelor de apă este de 4 ore. Probele conservate le-am păstrat la temperatura la 5o-10oC și le-am analizat la 72 ore de la recoltare. Flacoanele cu probele au fost transportate în ambalaj izoterm care le-a ferit de lovituri.
De asemenea, probele recoltate au fost însoțite de o fișă de recoltare care cuprinde informații generale:
Nume și prenume: Lăzăroiu Elena Florentina
Localitatea: Ocnele Mari, Jud. Vâlcea
Data. Probele de apă au fost prelevate în patru date diferite: 12.11.2015; 27.03.2016; 24.04.2016; 27.05.2016,
Locul prelevării: de la distanța de 500 de metri (A1) și la 2 km de mina Ocnele Mari (A2)
Distanța de la mal până la locul de unde am luat proba este de 50 cm
Adâncimea apei din care am realizat recoltarea este de aproximativ 30 cm.
4.2. Determinarea indicatorilor fizici de calitate a apei
Proprietățile fizice ale apei au o valoare ridicată în ceea ce privește evidențierea procesului de poluare a apei.
4.2.1. Determinarea turbidității apei
Turbiditatea apei este dată de particulele foarte fine aflate în suspensie, care nu sedimentează în timp. O apă tulbure este refuzată de consumator și prezintă pericol epidemiologic, deoarece particulele în suspensie pot constitui un suport nutritiv pentru germeni.
Turbiditatea reprezintă efectul optic de împrăștiere a unui flux luminos la trecerea printr-un mediu fluid care conține particule în suspensie sau în stare coloidală.
Determinarea cantitativă a turbidității se realizeaza în laborator cu turbidimetrul sau spectofotometrul. Determinarea turbidității cu turbidimetrul are la bază efecul tyndall conform căruia apa tulbure devine strălucitoare dacă este traversată de un fascicul luminos, datorită faptului că patriculele în suspensie difuzează lateral o parte din razele luminoase. Determinarea spectofotometrică se bazează pe măsurarea absorbției de către particulele aflate în suspensie.
Mod de lucru: Am calibrat aparatul Hanna din dotarea laboratorului de specialitate, folosind soluțiile standard FTU=0 și FTU=10, folosind aceeași cuvă; am introdus apa de analizat într-o cuvă curată până la 0,5 cm de la partea superioară a cuvei. Înainte de închiderea capacului am agitat pentru eliminatea bulelor de aer. Am șters exteriorul cuvei pentru a elimina urmele de mizerie, am plasat cuva în turbidimetru cu semnul de pe capacul cuvei îndreptat spre ecran. Am apăsat butonul READ și după aproximativ 25 de secunde am citit valoarea turbidității pe scala turbidimetrului, în FTU.
4.2.2. Determinarea temperaturii apei
Temperatura apelor de suprafață variază în funcție de temperatura aerului, în timp ce temperatura apelor subterane este constantă.
Am determinat temperatura apei cu pH-metrul Hanna Instruments, din dotarea laboratorului din cadrul facultății Ș.A.I.A.P.M. Am pus apa de analizat într-un pahar Berzelius, apoi am introdus electrodul cu care este prevăzut aparatul, am ales funcția pentru determinarea temperaturii și am asteptat până valoarea de pe ecran s-a stabilizat. Am notat valoarea într-un tabel.
4.2.3. Determinarea pH-ului apei
pH-ul apei variază puțin față de pH-ul neutru datorită prezenței CO2, bicarbonaților și carbonaților. Apele dure au pH-ul mai ridicat față de apele moi. pH-ul apelor reziduale poate fi acid sau alcalin și constituie o cauză a perturbării echilibrului biologic al bazinului receptor, împiedicând desfășurarea normală a procesului de autopurificare.
Mod de lucru: Pentru determinarea indicatorului pH am folosit pH-metrul electronic Hanna Instruments. Am prelevat două probe de apă, una de la 500 de m de mină și cealaltă de la 2 km de mină, cu ajutorul unor recipiente curate. Am etalonat aparatul, folosind soluție etalon neutră. Am spălat electrodul cu apă disilată, l-am șters, apoi l-am imersat în probă astfel încât să nu atingă pereții vasului și am așteptat să se stabilizeze valoarea pH-ului, după care am citit valoarea finală și am trecut-o într-un tabel.
4.2.4. Determinarea potențialului de oxido-reducere
Potențialul de oxido-reducere se exprimă în mV și este logaritmul cu semn schimbat al presiunii hidrogenului gazos în echilibru cu hidrogenul molecular dizolvat în soluție. Puterea reducătoare a apei va fi cu atât mai mare cu cât valoarea în mV va fi mai mică. Astfel la valorile în mV cuprinse între 0 – 27 apa este considerată reducătoare, iar la valori între 28 – 54 apa este considerată oxidantă.
Determinarea potențialului de oxido-reducere am facut-o cu ajutorul aparatului Hanna instruments. Am pus apă din probele prelevate într-un pahar Berzelius apoi am introdus electrodul în apă si am ales funcția cu ajutorul căreia am determinat potențialul de oxido-reducere, așteptând până când valoarea de pe display-ul aparatului s-a stabilizat și am trecut-o apoi într-un tabel.
4.2.5. Determinarea densității apei
Pentru a determina densitatea apei am folosit areometrul (densimetrul) și am procedat astfel (Fig. 15): într-un cilindru gradat am introdus apa de analizat, am luat apoi densimetrul pe care l-am introdus în lichid și am așteptat până când acesta s-a stabilizat într-o poziție de echilibru. Am citit gradația inscripționată pe densimetru la suprafața apei și am notat-o într-un tabel.
4.2.6. Determinarea conductivității electrice
Conductivitatea electrică exprimă capacitatea apei de a conduce curentul electric. Este direct dependentă de temperatura apei și gradul de mineralizare, depinde de concentrația în ioni, de natura ionilor și de vâscozitatea soluției. Apa pură este slab conducătoare de electricitate, spre deosebire de cea cu conținut ridicat în săruri.
Conductivitatea electrică a probelor prelevate din Pârâul Sărat am determinat-o folosind conductometrul PierronConduct (Fig. 16).
Tabelul nr. 3 – Valorile medii ale indicatorilor fizici de calitatea a apei (n=3)
4.2.7. Determinarea reziduului fix
Reziduul fix reprezintă totalitatea substanțelor solide minerale și organice aflate în apă și se obține prin încălzirea apei până la 105˚C, când se realizează evaporarea completă.
Reziduul mineral sau cenușa (determinat prin calcinarea probei la 550oC) reprezintă cantitatea de săruri minerale, exprimate în mg/l din apă. În aceste condiții substanțele de natură organică se descompun și reziduu va conține numai substanțe anorgenice nevolatile.
Tabelul nr.4. Valoriile medii ale rezidului fix, mineral și materiei organice (n=3)
4.3. Determinarea indicatorilor chimici de calitate a apei
4.3.1. Determinarea acidității și alcalinității apei
Alcalinitatea apei este dată de prezența bicarbonaților, carbonaților alcalini, alcalino-teroși și a hidroxizilor. Alcalinitatea este proprietatea de a accepta ioni de hidrogen H+. Substanțele responsabile de alcalinitatea apei sunt: HCO3-, CO3-2, OH-. Această proprietate este foarte importantă întrucât servește ca tampon de pH, adică asigură o neutralizare naturală între anumite limite a scăderilor de pH- viețuitoarele suportă mai bine valori mai mari de pH decât valori scăzute- acide; de asemenea reprezintă un rezervor de carbon anorganic ajutând la creșterea abilității apei de a suporta creșterea algelor și a altor forme de viață acvatică.
Alcalinitatea se exprimă în mg/l CaCO3 pe baza reacției de neutralizare:
CaCO3 + 2H+ → Ca+2 +CO2 + H2O
Principiul metodei. Alcalinitatea (A) – reprezintă capacitatea cantitativă a mediilor apoase de a reacționa cu ionii de hidrogen.Alcalinitatea la punctul de viraj al metiloranjului – este o măsură arbitrară a alcalinității totale (AT) a apei care se obține prin titrare până la punctul de viraj al metiloranjului (pH = 4,5). Se determină astfel bicarbonații, carbonații și hidroxizii prezenți în apă.
Alcalinitatea la punctul de viraj al fenolftaleinei (alcalinitate permanentă) (AP) – se artibuie arbitrar la măsurarea prin titrare până la punctul de viraj al fenolftaleinei (pH = 8,3) și reprezintă alcalinitatea unei ape corespunzătoare totalității hidroxizilor și jumătate din conținutul de carbonați.
Alcalinitatea apei este în principal în funcție de concentrația în bicarbonați, carbonați și hidroxizi. Alte substanțe tampon (X) precum amoniacul, boratul, fosfatul, silicatul și anionii organici pot fi incluși în determinare.
AP = c(CO32-) – C(CO2aq) + c(OH-) – c(H+) + c(X)
AT = 2c(CO32-) + c(HCO3-) + c(OH-) – c (H+) + c(X)
Mod de lucru. În soluția căreia i-am determinat alcalinitatea față de fenolftaleină am adăugat 2-3 picături metiloranj. Lichidul colorat în galben l-am titrat cu soluție de HCl 0,1 N până la virajul în portocaliu. Am notat volumul de acid folosit la titrare.
Calcul:
AT = cm 3 0,1N HCl/dm3
unde:
a= volumul soluției de HCl 0,1N folosit la titrarea în prezența fenolftaleinei (cm3);
b= volumul soluției de HCl 0,1N folosit la titrarea în prezența metiloranjului (cm3);
f= factorul soluției de HCl folosite;
v= volumul probei de apă luată pentru determinare (cm3).
În majoritatea cazurilor alcalinitatea apelor naturale față de metiloranj se datorează bicarbonaților și corespunde totodată durității temporare a apei.
Tabelul nr. 5. Valorile medii ale alcalinității apei (n=3)
Aciditatea apei reprezintă capacitatea acesteia de a neutraliza ionii OH-. Aciditatea apei este consecința prezenței unor acizi slabi ca CO2, H2S, H2PO4-, acizi grași, proteine, acizi humici, ioni metalici ca Fe+3.
Principiul metodei. Aciditatea apei se datorează prezenței în apă a CO2 liber, a acizilor minerali și a sărurilor acizilor tari cu baze slabe. Aciditatea surselor naturale de apă este foarte puțin posibilă, prezența ei indicând o poluare cu ape reziduale.
Aciditatea actuală sau reală, este aciditatea determinată în prezența metiloranjului și se datorează prezenței ionilor de hidrogen aflați în stare liberă proveniți de la acizii minerali. Aciditatea totală este aciditatea determinată în prezența fenolftaleinei și se datorează prezenței dioxidului de carbon.
Mod de lucru. Pentru determinarea acidității totale am luat 50 cm3 apă de analizat într-un flacon Erlenmeyer și am tirtrat-o cu o soluție de NaOH 0,1N în prezența a 2 picături de fenolftaleină (1% în alcool 70%) până la apariția colorației roz persistentă.
Dacă apa de analizat are pH-ul ˃ 4,5 aciditatea reală, datorată acizilor minerali, este zero. În cazul în care pH-ul˂ 4,5 aciditatea reală se determină luând 100 cm3 apă de analizat, se adaugă 2-3 picături de metiloranj (soluție 1% în apă) și se tirtează cu NaOH 0,1 N până ce colorația galben portocalie virează spre galben-citrin.
Tabelul nr. 6 . Valorile medii ale acidității permanente (n=3)
4.3.2. Determinarea durității apei
Apa este una din substanțele cele mai răspândite în natură. Aproximativ 3/5 din cantitatea totală de apă o reprezintă apa mărilor și oceanelor, din care prin evaporare parțială urmată de condensarea vaporilor respectivi se obțin apele dulci reprezentate de:
apele de suprafață (râuri, fluvii, lacuri etc)
apele subterane
Duritatea apei este datorată sărurilor solubile de calciu și magneziu pe care aceasta le conține.
Duritatea temporară – dt reprezentată de bicarbonații (carbonații acizi) de calciu și magneziu. Duritatea temporară dispare prin fierbere, deoarece bicarbonații de Ca si Mg se descompun cu degajare de CO2 și formare de carbonați neutri, insolubili, ce se depun pe pereții cazanelor.
Ca(HCO3)2 fierbere→ CaCo3↓+ H2O + CO2↑
Mg(HCO3)2 fierbere→MgCO3↓+ H2O + CO2↑
Duritatea permanentă – dp reprezentată de clorurile, sulfații, nitriții, fosfații de calciu și magneziu. Duritatea permanentă rămâne și după fierbere deoarece sărurile care o reprezintă rămân dizolvate în apă.
Duritatea totală dT este reprezentată de totalitatea sărurilor de Ca și Mg din apă, deci este dată de suma durităților temporară și permanentă:
dT = dt + dp
Exprimarea durității se face în grade de duritate (1od în România= 10mg CaO/l de apă).
Tabelul nr. 7 – Clasificarea apelor în funcție de duritate [12]
Determinarea durității temporare
Pentru determinarea durității temporare s-a folosit un volum de apă de 100 ml care au fost introduși întru-un pahar Erlenmeyer. Peste volumul de apă s-au adăugat 3 ml de soluție tampon pentru realizarea unui pH egal cu 10 și un vârf de spatulă de indicator eriocrom negru T. Se omogenizează întreaga compoziție prin agitare manuală. Se titrează cu soluție de Complexon III (CIII) 0,01 M, până la virajul culorii de la violet la albastru net. Calculul durității temporare. Valoarea durității totale, dT , se calculează luând în considerare că 1 cm3 CIII 0,01 M corespunde la 0,561 od, deci:
Unde:
n – volumul soluției CIII 0,01 M folosiți la titrare,
a -numărul de ml apă în analiză (100ml).
0,561- cantitatea de CaO (mg) ce corespunde la 1 cm3 soluție de CIII 0,01M.
Determinarea durității permanente. Pentru determinarea durității permanente au fost necesari 100 ml apă de analizat. Cantitatea de apă s-a pus într-un pahar Erlenmeyer peste care s-a adăugat 2-3 picături de indicator metil-oranj. S-a omogenizat prin agitare și s-a titrat cu o soluție de HCl 0,01 N, până la virajul culorii de la galben la portocaliu. Se neutralizează carbonații acizi de calciu și magneziu prin titrarea cu un acid mineral (HCl), în prezența unui indicator. Reacțiile care au loc la titrare sunt:
Ca(HCO3)2+ 2 HCl →CaCl2+ 2 CO2 +2 H2O
Mg(HCO3)2+ 2 HCl→MgCl2+ 2 H2O
Calculul durității permanente. Valoarea durității temporare se calculează luând în considerare că 1 ml HCl 0,01 N corespunde la 0,28°d:
Unde: vi= nr. de ml de HCl 0,01 N folosiți la fiecare titrare;
0,28-cantitatea, în mg, de CaO ce corespunde la 1 cm3 soluție de HCl 0,1 N;
a = volumul de apă luat în lucru (100 ml).
Determinarea durității totale se efectuează matematic, ca suma dintre dt și dp, detrminate anterior: dT = dt + dp
Tabelul nr. 8. Valorile medii ale durității apei (n=3)
4.3.3. Determinarea gradului de mineralizare
În apele naturale se află cationi de care depind cele mai importante calități ale apei. În majoritatea cazurilor, sărurile aflate în apele naturale sunt formate din cationi Ca 2+, Mg2+, Na+, K+. De asemenea clorurile sunt prezente în apă în concentrații mari, datorită faptului că au solubilitate ridicată. Concentrația acestora în apă conferă acesteia un anumit grad de mineralizare.
Am determinat valorile acestor cationi în apa de analizat și am stabilit gradul de mineralizare.
Tabelul nr. 9. Valorile medii ale principalilor cationi metalici (n=3)
4.3.4. Determinarea regimului de oxigen (O.D. și CBO5)
Oxigenul dizolvat-Metoda Winkler constă în oxidarea hidroxidul manganos la hidroxid manganic de către oxigenul dizolvat în apă, care, în mediul acid, are capacitatea de a scoate iodul din iodura de potasiu în cantitate echivalentă cu conținutul lui din apă. Iodul eliberat se titrează cu o soluție tiosulfat de sodiu în prezență de amoniac, până la observarea virajului de la albastru la incolor.
Pentru determinarea oxigenului dizolvat am folosit kitul de reactivi Merck (Fig. 21.) cu sticla gradată Winkler.
Consumul de oxigen biochimică (CBO5) (Biochemical Oxygen Demand-BOD) este un test efectuat la 20°C într-un mediu controlat. Durata testului poate să fi de 5 zile, 7 zile sau până la 90 zile, în funcție de analiză. Acest test măsoară cantitatea de oxigen consumat de materia organică oxidând bacteriile într-un eșantion de apă.
Tabelul nr. 10. Valorile medii ale oxigenului dizolvat în apă și ale consumului biochimic de oxigen (n=3)
4.3.5. Determinarea regimului de nutrienți
Azotul este elementul esențial pentru viață, în apă acesta suferă numeroase procese chimice și biochimice. El apare ca azotat, azotit, amoniu, azot gazos și cel fixat în compuși organci transformându-se continuu și formând ciclul azotului.
Ionul amoniu, nitritul și nitratul reprezintă formele reactive cele mai comune ale azotului care se întâlnesc în ecosistemele acvatice. Amoniacul constituie o fază intermediară în ciclul biochimic al azotului.
Pentru determinarea azotului mineral (nitriți, nitrați și amoniu) am folosit multiparametrul Hanna Instruments (Fig. 23) din dotarea laboratorului de Chimia Mediului din cadrul Facultății de Științe Agricole, Industrie Alimentară și Protecția Mediului din Sibiu
Tabelul nr. 11. Valorile medii ale indicatorilor regimului de nutrienți (n=3)
4.3.8. Determinarea indicatorilor chimici toxici. Metalele grele (Cu, Cr și Zn)
Metalele grele sunt considerate importanți poluanți toxici care intrând în circuitul apei pot perturba echilibrul acesteia din punct de vedere al compoziției și calității acesteia.
Am determinat cantitatea de metale grele ( zinc, cupru, crom) aflate în apa prelevată din Pârâul Sărat folosind multiparametrul Hanna din dotarea laboratorului de analize. Am urmat instrucțiunile din indrumarul care însoțeste aparatul și am analizat probele de apă. Am pus apă din proba de analizat în cuva multiparametrului, am adăugat reactivi corespunzători fiecărei determinări, am agitat, am pus cuva în multiparametru și am așteptam un anumit timp pentru a determina concentrația fiecărui metal în apă și am notat-o într-un tabel.
Tabel nr. 12. Valorile medii ale conținutului de Cu, Zn, Cr din apă (mg/l)
CAPITOLUL V
STUDIUL IMPACTULUI EXPLOATĂRII ZĂCĂMINTELOR DE SARE
ASUPRA SOLULUI DIN LOCALITATEA OCNELE MARI
5.1. Analiza probelor de sol
În cadrul analizei solului am prelevat trei probe de sol:
una de lângă mină (proba de sol S1)
una de la 2000 m distanță de mină (proba de sol S2).
În laboratorul de analize am efectuat operațiile de despachetare a probelor, etichetare, numerotare, uscare, mojarare.
Probele din cutiile de recoltare le-am trecut în cutii noi și le-am numerotat. Le-am lăsat la uscat la tempereratura camerei timp de 24 de ore după care le-am mojarat. Am cernut solul mojarat printr-o sită cu diametrul ochiurilor de 2 mm.
5.2. Determinarea reacției solului
5.2.1. Determinarea acidității hidrolitice, sumei bazelor schimbabile și alcalinității
Aciditatea hidrolitică. Se tratează solul cu soluția unei sări ce hidrolizează alcalin și se titrează acidul slab format în urma înlocuirii ionilor de hidrogen din complexul absorbit de către cationul soluției extractive, folosind o soluție a unei baze tari.
Modul de lucru. Am cântărit la balanța analitică 40 g sol uscat la aer, mojarat și cernut prin sita de 2 mm și l-am introdus într-un pahat Erlenmeyer de 250 ml. Am adăugat 100 ml soluție de acetat de sodiu 1N, neutră față de fenolftaleină, cu pH 8,3 în vas și am pus la agitat mecanic timp de o oră. Am filtrat suspensia obținută print-un filtru uscat și cutat. Din extractul obținut am măsurat o parte alicotă de 50 ml și am trecut-o printr-o fiolă de titrare. Am adăugat 2-3 picături de fenolftaleină și am titrat cu o soluție de NaOH 0,1 N, până la apariția culorii slab roz.
Aciditatea hidrolitică, Ah, se exprimă în m.e. la 100 g sol uscat la 105˚ g sol se calculează pe baza formulei:
unde:
n = normalitatea exactă a soluției de NaOH 0, 1 N;
V = volumul soluției de acetat de sodiu folosit la tratarea solului, în ml;
m = cantitatea de sol analizat, în g;
v = partea alicotă de extract luată pentru titrare, în ml;
100 = factor pentru raportarea la 100 grame de sol;
1, 75 = factor de multiplicare.
Determinarea sumei bazelor schimbabile. Cationii reținuți prin absorbție pot fi înlocuiți prin schimb cu alți cationi. Folosindu-se această însușire de schimb a cationilor din starea absorbită cu cei din soluție, se poate determina totalitatea sarcinilor electrice ale coloizilor solului, deci capacitatea de schimb cationic, notată cu C.S.C sau cu T.
Modul de lucru. Am cântărit 10 g sol uscat la aer, mojarat și trecut prin sita de 2 mm. Am introdus într-un pahar Erlenmeyer de 200 ml și am adaugat cu ajutorul unei pipete 50 ml HCl 0, 1 N. Probele astfel obținute le-am agitat mecanic timp de o oră. Suspensia obținută am filtrat-o imediat printr-un filtru uscat și cutat. Din extractul obținut am măsurat o parte alicotă de 25 ml și am trecut-o într-o fiolă de titrare. Am adăugat 2-3 picături de fenolftaleină și am efectuat titrarea cu o soluție de NaOH 0,1 N, până la apariția colorației slab roz persistente.
Suma bazelor schimbabile se calculează cu ajutorul relației:
SB=2[(V1.f1)- (V2.f2)],
în care:
SB = suma bazelor schimbabile, în m.e. la 100 g sol;
V1 = numărul de ml extract cu HCl 0, 1 N folosit pentru analiză;
f1 = factorul soluției de HCl 0, 1 N;
V2 = volumul soluției NaOH 0, 1 N folosită la titrare, în ml;
f2 = factorul soluției NaOH 0, 1 N;
2 = coeficient pentru exprimarea rezultatului în m.e. la 100 g sol.
Pentru a calcula capacitatea totală de schimb cationic (T, m.e./100g sol) și gradul de saturație cu baze, V %,s-a folosit relațiile:
T=2.17Ah+SB
în care:
V% = gradul de saturație cu baze al solului;
SB = suma bazelor schimbabile, m.e. la 100 g sol;
2.17Ah = suma hidrogenilor schimbabili, m.e. la 100 g sol.
Alcalinitatea în sol este dată de prezența carbonaților și bicarbonaților metalelor alcaline și alcalino-pământoase, precum și de sărurile acizilor organici și acidului silicic cu metale alcaline.
Reacția alcalină este provocată de hidroliza sărurilor formate din acizi slabi cu baze tari, spre exemplu:
Datorită mediului alcalin, humusul se solubilizează parțial, formând o soluție coloidală, ceea ce face ca argila să se disperseze și să nu mai formeze microagregate deoarece coloizii minerali sunt distruși, partea aluminosilicată a complexului adsorbant se descompune în acid silicic și aluminat, iar materia organică se debazifică.
Acest lucru contribuie la înrăutățirea însușirilor fizico-chimice ale solului, precum și la schimbarea condițiilor optime pentru creșterea și dezvoltarea plantelor și a microorganismelor folositoare.
Determinarea alcalinității provocate de carbonatul de sodiu. Metoda se bazează pe titrarea extractului apos de sol cu o soluție titrată de acid, folosind ca indicator de neutralizare fenolftaleina. Se observă transformarea carbonatului alcalin în bicarbonat, ceea ce dovedește că prin această titrare se determină numai jumătate din carbonații alcalini.
Calculul rezultatelor
Rezultatele se exprimă în grame de CO3 la 100 g de sol (procente) și se determină după formula:
unde:
2 = coeficient de dublare, deoarece prin titrare se determină numai jumătate din cantitatea totală de carbonat;
a = numărul de ml de soluție H2SO4 N/100 folosiți la titrare;
f = factorul soluției de H2SO4 N/100;
0,0003 = g CO3 corespunzătoare la 1 ml de soluție H2SO4 N/100;
VE = volumul total de extract, în ml;
100 = coeficient pentru a se exprima rezultatul în %;
Vl = numărul de ml extract luați pentru titrare;
g = cantitatea de sol luată pentru obț. a 500 ml extract apos:100 g;
Determinarea alcalinității totale, se determină în aceeași fiolă și pe aceeași probă la care s-a determinat alcalinitatea provocată de carbonați.
Modul de lucru. La proba folosită pentru determinarea alcalinității provocate de carbonați am adaugat 2 3 picături de indicator metilorange și am titrat tot cu o soluție de H2SO4 N/100, până s-a obținut o colorație galben – portocalie, care a indicat sfârșitul titrării.
Calculul rezultatelor
Rezultatul se exprimă în grame de HCO3 la 100 g de sol. Pentru determinarea alcalinității provocată de carbonați, s-au folosit a ml de soluție de H2SO4 N/100 (prima titrare). În continuare s-au mai folosit b ml (a doua titrare). Pentru determinarea alcalinității totale, se va însuma numărul de ml folosiți la prima și la a doua titrare (a + b), care vor fi folosiți în formula:
unde:
a = numărul de ml soluție de H2SO4 N/100 folosiți la prima titrare;
b = numărul de ml soluție de H2SO4 N/100 folosiți la a doua titrare;
f = factorul soluției de H2SO4 N/100;
0,00061 = cantitatea (g) de HCO3 corespunzătoare la 1 ml de soluție
H2SO4 N/100;
VE = volumul total de extract în ml, obținut din 100 g sol;
100 = coeficient pentru a se exprima rezultatul în procente;
Vl = volumul de extract luat pentru titrare în ml;
g = cantitatea de sol luată pentru obținerea a 500 ml extract = 100 g;
5.2.1. Determinarea pH-ului solului
Pentru determinarea ph-ului solului am preparat extracte apoase (raport sol:apă 1:5) și am folosit pH-metrul electronic Hanna Instruments din dotarea laboratorului de agrochimie, facultatea Ș.A.I.A.P.M.
Înainte de a începe determinările am etalonat pH-metrul folosind soluții etalon cu pH de 4.01 , 7.01 și 10.01. După determinarea fiecărei suspensii am clătit ph-metrul cu apă distilată de trei ori. Rezultatele determinărilor pH-ului le-am prezentat într-un tabel.
Pentru aprecierea reacției solului după valoarea pH-ului în extract apos am folosit domeniile de pH din următorul tabel.
Tabelul nr. 13. Aprecierea reacției solurilor după valoarea pH în extract apos [12]
Tabelul nr. 14. Valorile medii ale indicatorilor reacției solului (n=3)
5.3. Determinarea anionilor în extract apos – determinarea anionului Cl-
Conținutul solului în cloruri arată gradul de sărăturare al unui sol. Cele mai întâlnite cloruri întâlnite în colurile sărăturare sunt: NaCl, CaCl2 și MgCl2.
Clorurile solubile din sol, aflate în extractul apos, se precipită cu o soluție de AgNO3 N/100, în prezența cromatului de potasiu, care are rolul de a indica sfârșitul reacției. La începutul reacției apare un precipitat alb de AgCl. Când precipitarea clorului este totală, AgNO3 reacționează cu K2CrO4 formând un precipitat de culoare roșie.
Modul de lucru. Pentru determinarea clorului, am folosit extractul apos de sol (1:5) rămas de la determinarea pH-ului. Într-un pahar Erlenmeyer am introdus 10 ml de extract și am neutralizat cu o soluție de H2SO4 N/100. În extractul neutralizat am adăugat 1 ml dintr-o soluție de K2CrO4 10 % și apoi am titrat cu o soluție de AgNO3 N/100, până la apariția colorației roșii.
Rezultatul analizei se determină după formula:
,
unde:
a = numărul de ml soluție AgNO3 N/100;
f = factorul soluției de AgNO3 N/100;
0, 00035 = g , corespunzătoare la 1 ml de soluție AgNO3 N/100;
VE = volumul în ml de extract total obținut din 100 g sol uscat;
Vl = volumul de extract folosit pentru titrare; g = greutatea solului folosit pentru obținerea extractului: 100 g.
Pentru aprecierea gradului de sărăturare am folosit valorile din următorul tabel :
Tabelul nr. 15. Aprecierea gradului de sărăturare a unui sol în funcție de conținutul în ioni de Cl- [12]
5.4. Determinarea conținutului de carbonați
Am determinat conținutul de carbonați din sol cu ajutorul dispozitivului numit calcimetru, folosind metoda Scheibler, conform standardului ISPO 10693.
Metoda Scheibler presupune determinarea conținutului de carbonat dintr-un material solid (sol, cenușă, amendament), pe baza unei metode gaz-volumetrice. Astfel, carbonații prezenți în probă vor fi convertiți în CO2 prin adăugare de acid clorhidric (7 ml HCl) pentru fiecare probă. Ca urmare a eliberării de CO2, în coloana de apă se exercită o presiune care face ca nivelul apei să descrească, diferența de nivel măsurată reprezentând o indicație pentru volumul de CO2 degajat în urma reacției, pe baza acestuia putându-se calcula conținutul de carbonat, exprimat ca echivalent al conținutului de carbonat de calciu.
Pentru a calcula modificarea de volum de către proba de analizat, modificarea medie pentru cele două determinări de calibrare cu carbonat de calciu și cele goale, poziția finală din biureta de calibrare este scăzută din poziția inițială.
Calculul conținutul de carbonat s-a efectuat după formula :
, unde:
φ (CaCO3)= conținutul de carbonat al solului expimat ca și conținut de carbonat de calciu, în g/Kg în solul de bază uscat în cuptor
m1= masa probei în g
m2= masa medie a cantității de carbonat de calciu folosită pentru calibrare în g
V1= volumul de CO2 dezvoltat de către proba de analizat
V2 = volumul mediu de CO2 dezvoltat din determinările de calibrare cu CaCO3
V3 = modificarea medie de volum a determinărilor goale în ml (aceasta poate fi o valoare negativă)
w = procentul de umiditate al probei originale uscate (%)
Tabelul nr. 16. Valorile medii ale carbonaților și ale ionului Cl- (n=3)
5.7. Determinarea elementelor nutritive din sol
Determinarea conținutului de fosfor (P), potasiu (K), amoniu (NH4), nitrați (NO3) și nitriți (NO2) s-a efectuat cu ajutorul Trusei mobile pentru analiza solului VISOCOLOR (Fig. 30.).
Pentru analiza propriu-zisă a acestora a fost necesară realizarea a 2 extracte:
extract A (cu soluție salină CaCl2) pentru compușii azotului
extract B(cu soluție CAL- Calciu Acetat Lactat ) pentru fosfor și potasiu
Determinarea parametrilor solului s-a efectuat prin metoda colorimetrică sau cu ajutorul baghetei de testare. Aceste metode analitice oferă o precizie destul de ridicată pentru aprecierea conținutului de elemente nutritive în sol.
5.7.1. Azotul
Am determinat concentrația de nitrați și nitriți în extractul de sol folosind baghetele de testare. Am avut nevoie de o fiolă în care am pus extractul de sol, baghete de testare și un ceas. Am introdus bagheta cca o secundă în extractul de sol, iar după 60 de secunde am comparat suprafața de testare cu scara colorată. Dacă sunt prezenți ioni de nitrați sau nitriți, bagheta se colorează în roșu-violet. Capătul baghetei arată cantitatea de nitrați, iar partea de dinăuntru arată cantitatea de nitriți.
5.7.2. Fosforul
Analiza fosforului se efectuează colorimetric. Am folosit : Blocul de comparație, șaiba colorată 1-20 mg P, extractul de sol, 2 eprubete, soluție P-1, soluție P-2, soluție P-K, seringă de 1 ml, ceas.
Cu seringa de 1 ml am introdus în ambele eprubete câte 1,6 ml extract de sol, apoi am adăugat apă distilată până la marcaj. Am așezat cele două eprubete în blocul de comparare, am pus într-o eprubetă 6 picături de P-1 și am amestecat, apoi am adăugat 6 picături P-2 și am amestecat din nou. În cealaltă eprubetă am adăugat 6 picături P-K și am amestecat.
După 10 minute am citit rezultatele privind de sus și am comparat culoarea din ambele eprubete cu șaiba colorată, rotind până am observat egalitate între culori.
5.7.3. Potasiul
Pentru determinarea potasiului am folosit extractul de sol, 2 eprubete (una gradată pentru măsurare K), soluția K-1, pulbere K-2, o linguriță, o seringă de 5ml, ceas.
Am luat o eprubetă și am umplut-o cu extract de sol până la marcaj. Apoi am adăugat 15 picături de soluție K-1, am închis și am amestecat. Am adăugat o linguriță de K-2 am închis și am agitat cca 30 de secunde, astfel încat să nu mai rămână resturi de pulbere pe fundul eprubetei.
Am luat eprubeta de măsurare a K și am turnat din eprubeta cu soluție încet privind de sus până când crucea neagră de pe fundul eprubetei a devenit invizibilă și am citit valoarea K de pe scara gradată.
Tabelul nr. 17. Valorii medii ale elementelor nutritive din sol
CAPITOLUL VI
INTERPRETAREA REZULTATELOR
6.1. Interpretarea rezultatelor și stabilirea calității apei
În vederea studierii impactului exploatării zăcămintelor de sare asupra factorilor de mediu (apă, sol) din localitatea Ocnele Mari, am efectuat periodic, la date diferite, un set de analize fizico-chimice pe probele de apă și sol prelevate de pe raza localității.
Rezultatele obținute experimental le-am comparat cu valorile impuse prin “Ordinul nr. 161 din februarie 2006 pentru aprobarea Normativului privind clasificarea calității apelor de suprafață în vederea stabilirii stării ecologice a corpurilor de apă”, urmărind încadrarea apei în diferite clase de calitate.
Tabelul nr. 18. Valorile normate de O.M.161/2006 pentru clasificarea apei în clase de calitate
Tabelul nr. 19. Valorile normate de O.M.161/2006 pentru clasificarea apei în clase de calitate – continuare
Principalii indicatori fizici de calitate a apei analizați pe perioada de cercetare (noiembrie 2015 – mai 2016) au fost:
– pH-ul: Valoriile pH-ului, înregistrate pentru secțiunea Pârâului Sărat cercetată în perioada de monitorizare, sunt cuprinse între 7.2 – 8,3, ceea ce sugerează că apa analizată are o reacție slab alcalină spre bazică, fără să existe diferențieri între cele 2 puncte de prelevare, concluzie întărită și prin rezultatele parametrilor alcalinitate și aciditate (Tabelele nr. 5 și 6). Toate valorile înregistrate pentru acest parametru (Fig. 34) se încadrează în intervalul 6,5 – 8,5 normat prin O.M. nr. 161/2006 și alte normative care fac referire la calitatea apelor de suprafață.
– Turbiditatea apei (Fig. 34): este un parametru care nu se poate încadra în clase de calitate deoarece nu se normează în cadru Normativului aprobat prin Ordinul nr. 161/2006. Pe baza rezultatelor obținute experimental s-a constat că în general apa are un cararter murdar, tulbure, valoriile turbidității fiind direct influențate de fenomenele meteorologice, cum ar fi de exemplu precipitațiile.
– Conductivitatea electrică (Fig. 35): valoriile conductivității electrice, densității și rezidului fix (Fig. 36) sunt valori care oferă informații referitoare la prezența în apă a substanțelor dizolvate precum sărurile minerale. La ambele probe de apă analizate s-a observat o puternică încărcare cu substanțe minerale, pentru determinarea conductivității fiind nevoie de diluții repetate pentru ca valorile să se încadreze în scală. Conductivitatea electrică nu se poate încadra în clase de calitate deoarece acest parametru nu se normează.
Reziduul fix, alături de duritatea totală a apei și de conținutul de Ca și Mg (Figurile 36, 37 și 38) sunt alți indicatori ai gradului de mineralizare a apei. Rezultatele experimentale obținute pentru acești parametrii, în cele 2 puncte de prelevare încadrează apa analizată peste valorile maxime admise în clasa a V-a de calitate. Apa analizată din cele 2 puncte de monitorizare prezentând un puternic grad de mineralizare, în general săruri ale Ca și Mg.
Indicatorii regimului de oxigen (Fig. 39.) ai apei pe perioada cercetată au fost:
CBO5 oferă informații privind încărcătura biologică a apei. Valorile înregistrate sunt foarte mici comparativ cu valorile normate, ceea ce sugerează ca nu există pericolul poluării biologice a apei. Parametrul CBO5 încadrează apa analizată în clasa I de calitate.
Oxigenul dizolvat nu este un indicator normat pentru această categorie de ape, valorile lui fiind cuprinse în limitele normale ale unei apei de suprafață. Oxigenul dizolvat se încadrează între clase I – III de calitate a apelor de suprafață, deoarece valoriile obținute experimental sunt cuprinse în intervalul 4,6-9 mg/l.
Indicatorii biogeni de calitate a apei urmăriți în perioada de monitorizare (noiembrie 2015 – mai 2016) au fost: formele minerale ale azotului: N-NH4, N-NO3, N-NO2 și fosforul sub formă de fosfați P-PO4 (Tabelul nr. 11.).
Conținutul în azot mineral (mg/l) determinat pe probele de apă prelevate din cele 2 secțiuni ale Pârâului Sărat, investigate pe perioada de monitorizare studiată, se găsește pentru N-NO2 sub valorile maxime normate, iar valorile parametrului N-NO3 cuprinse între 1 mg/l și peste 11,2 mg normate pentru clasa V de calitate și clasa IV pentru N-NH4. Deci, pe baza rezultatelor obținute experimental se poate spune că din punctul de vedere al azotului, apa investigată se încadrează în clasa IV de calitate.
În ceea ce privește conținutul de fosfor (P-PO4), s-a constat că valorile obținute experimental pentru acest parametru în secțiunea de apă analizată se regăsesc între valorile limită normate pentru clasa III și IV de calitate (0,4 -0,9 mg P-PO4/l).
Concentrațiile mari de azotați și fosfați se pot datora apelor uzate menajere încărcate cu detergenți și substanțelor organice (fecaloide), precum și dejectiilor animaliere provenite de la fermele zootehnice din zonă.
Conținutul în Cu, Cr și Zn determinat din probele prelevate din cele 2 secțiuni investigate se găsește mult sub limita maximă impusă de normativul în vigoare privind clasificarea apelor de suprafață în clase de calitate. Se poate spune deci că din punctul de vedere al acestor indicatori chimici de poluare, apa investigată se încadrează în clasa I de calitate
6.2. Interpretarea analizelor chimice și agrochimice ale solului
Rezultatele analizelor chimice și agrochimice efectuate pe solul de la Ocnele Mari, atât pe probele prelevate din apropierea minei, cât și pe cele de la 2 km distanță față de mină indică următoarele:
reacția solului este puternic alcalină provocată în general de prezența unui conținut mare de carbonați (Fig. 41), solul având un pH cuprins între 7,21 și 8,33;
capacitatea totală de schimb cationic (T) este mare, având valori peste 45 m.e./100g sol, ceea ce face ca gradul de fertilitate (V%) al solului să fie peste 90%, valoare specifică pentru un sol cu reacție alcalină și cu un grad înalt de fertilitate;
formele minerale ale azotului (N-NO3 și N-NH4) din stratul de suprafață indică o bună aprovizionare a solului în azot, lucru vizibil și pentru celelalte elemente nutritive, fosforul și potasiul (Fig.. 42.).
CONCLUZII
Zăcământul de sare gemă de la Ocnele Mari a fost exploatat începând cu anul 1959, folosindu-se în acest scop metoda de exploatare prin dizolvare cu ajutorul a zece sonde, iar din anul 1966 procesul s-a intensificat, numărul sondelor ajungând la cincisprezece. Activitatea s-a intensificat având efecte pozitive din punct de vedere al producției, dar și efecte negative în ceea ce privește calitatea factorilor de mediu.
Exploatarea intensivă a sării a avut ca și efect negativ producerea unui accident la mină, în anul 2001, apărut datorită fenomenului de scufundare a suprafeței minei, care a dus în final la prăbușirea întregului teren, cu puternice efecte negative asupra mediului și asupra locuitorilor din zonă.
De asemenea, extracția sării de la Ocnele Mari – Ocnița reprezintă cauza principală a sărăturării și poluării solurilor, constatată pe zone situate în vecinatatea sondelor sau de-a lungul conductelor de transport la beneficiar, respectiv instalațiile de pe platforma chimică.
La ora actuală, în județul Vâlcea fenomenele de prăbușire și de instabilitate a terenurilor din câmpurile de sonde pentru exploatarea sării de la Ocnele Mari, produse în perioada 2001 – 2002 și reactivate recent, evidențiază nu numai gravitatea consecintelor pe care le antrenează, ci și dificultatea abordării unei rezolvări unitare a situației existente, atât din punct de vedere ecologic, cât și economic și social.
Poluarea apei de suprafață și a aerului din zona afectată a fost evaluate recent, prin diferite studii de specialitate, ca fiind redusă, poluarea fiind posibilă cu totul accidental, în condiții de deversare bruscă a saramurii prin surparea pământului, ceea ce ar duce la creșterea mineralității râului Olt. Calitatea apelor subterane este staționară comparativ cu perioadele anilor trecuți, modificarea compoziției acestor ape se efectuează foarte lent.[25]
Pe baza rezultatelor obținute experimental în urma analizei factorilor de mediu (sol și apă) din localitatea Ocnele Mari (perioada: noiembrie 2015 – mai 2016), se desprind următoarele concluzii referitoare la:
Calitatea apei. Valoriile pH-ului, înregistrate pentru secțiunea Pârâului Sărat, sunt cuprinse între 7,2 – 8,3, ceea ce sugerează că apa analizată are o reacție slab alcalină spre bazică, fără să existe diferențieri semnificative între cele 2 puncte de prelevare. Valorile medii obținute la analiza parametrilor fizico-chimici conductivitate, densitate, reziduu fix, alături de duritatea totală a apei și de conținutul de Ca și Mg încadrează apa analizată peste valorile maxime admise în clasa a V-a de calitate, conform Ordinului nr.161/2006, pentru parametrii Ca și Mg, ceea ce ilustrază o puternică sărăturare a apei cu un grad mare de mineralizare, provocat în general prezența clorurilor și altor săruri solubile ale Ca și Mg. La indicatorii regimului de oxigen ai apei (oxigen dizolvat și CBO5) valorile înregistrate sunt foarte mici comparativ cu valorile normate, ceea ce sugerează ca nu există pericolul poluarii biologice a apei, apa analizată încadrându-se în general în clasa I de calitate. Pe baza rezultatelor obținute experimental pentru indicatorii biogeni (azot și fosfor) se poate constata că apa investigată se încadrează în clasa IV de calitate, concentrațiile mari înregistrate datorându-se probabil apelor uzate menajere încărcate cu detergenți și altor substanțelor organice (fecaloide), precum și dejectiilor animaliere provenite de la fermele zootehnice din zonă. Din punctul de vedere al indicatorilor chimici de poluare, apa investigată se încadrează în clasa I de calitate, nefiind sesizată o încărcare semnificativă cu metale grele (Cu, Zn sau Cr).
Calitatea solului. Rezultatele determinărilor agrochimice efectuate pe solul din imediata apropiere de exploatarea de sare din Ocnele Mari, precum și pe solul prelevat de la o distanță de aproximativ 2 km față de mină, evidențiază un sol cu o reacție puternic alcalină, cu o capacitatea mare de schimb cationic și un conținut foarte mare de carbonat, datorat probabil administrării de amendamente calcice din anul 2005 pentru corectarea reacției acide a solurilor.[26] La fel ca și în cazul apei, se constată un puternic grad de mineralizare al solurilor și concentrație foarte mare de săruri, în general cloruri, ceea ce poate grăbi îmbătrânirea plantelor și provoaca o moarte timpurie a frunzelor. Analiza elementelor nutritive (N, P și K) din stratul de suprafață al solului (20 cm), indică o bună aprovizionare a solului cu elemente nutritive și un grad de fertilitate ridicat.
Apa se încadrează în general în clasa II de calitate, dar la indicatorii de salinitate depășesc valorile maxime admise pentru clasa V, ceea ce face ca această apă să fie improprie pentru utilizare în instalații pentru irigare sau alimentarea industriilor pentru scopuri diverse.
Ca măsuri viitoare, se impune ca situația de la Ocnele Mari să fie stăpânită și dirijată spre o extindere cât mai mică posibil, întrucât camerele de dizolvare a sării au deasupra drumuri, poduri, ape curgătoare, rețele electrice, o întreagă rețea de conducte subterane pentru apă, motorină, saramură, precum și numeroase locuințe.
Prinicipalele măsuri impuse pentru protecția factorilor de mediu analizați sunt:[25]
pentru sol
eliminarea scurgerilor accidentale la transportul saramurii și stabilizarea exploatărilor (pentru protejarea populației);
înlocuirea conductelor de transport la Ocnele Mari – monitorizare și control.
pentru apă
– reabilitare rețelei de canalizare, extindere și modernizare a stație de epurare din orașul Ocnele Mari.
BIBLIOGRAFIE
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Analiza Factorilor DE Mediu Apă ȘI Sol ÎN Localitatea Ocnele Mari, Jud.vâlcea (ID: 109301)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.