Analiza Fizico Chimica a Apelor de Foraj de pe Raza Localitatii Husasau de Tinca

CUPRINS

Introducere……………………………………………………………………………………………………………………..4

CAPITOL I. Importanța apei…………………………………………………………………………………………..5

I.1. Generalități…………………………………………………………………………………………………….5

I.2. Monitorizarea apei…. ……………………………………………………………………………………..5

I.3. Apa ca resursă naturală… ……………………………………………………………………………….6

I.4. Poluarea apei…. ……………………………………………………………………………………………..6

I.4.1. Poluarea apelor subterane… ……………………………………………………………….7

I.5. Energetica surselor regeneratoare… ………………………………………………………………..9

CAPITOL II. Apa subterană și caracteristicile ei.. …………………………………………………………10

II.1. Generalități…. ……………………………………………………………………………………………..10

II.2. Formarea apelor subterane…. ……………………………………………………………………..10

II.3. Sursa apelor subterane…. …………………………………………………………………………….11

II.4. Clasificarea apelor subterane… ……………………………………………………………………12

II.4.1. Clasificarea bazată pe un singur criteriu… ……………………………………..12

II.4.2. Clasificarea bazată pe mai multe criterii………………………………………….13

II.5. Apele subterane în directiva apelor… …………………………………………………………..13

CAPITOL III. Prezentarea localității Husasău de Tinca…………………………………….15

III.1. Așezarea……………………………………………………………………………15

III.2. Relief……………………………………………………………………………….16

III.3. Clima și condițiile atmosferice……………………………………………………17

III.4. Hidrografia…..……………………………………………………………………17

III.4.1. Apele freatice…..………………………………………………………..17

III.4.2. Apele de suprafață………………………………………………………18

III.5. Structura și compoziția solului……………………………………………………18

III.6. Flora și fauna………………………………………………………………………19

CAPITOL IV. Partea practică….………………………………………………………………20

IV.1. Prelevarea probelor……………………………………………………………….20

IV.2. Metode de determinare a parametrilor fizico-chimici ai apei………………….27

IV.2.1. Determinarea temperaturii….………………………………………….27

IV.2.2. Determinarea oxigenului dizolvat și a deficitului de oxigen………….27

IV.2.3. Determinarea pH-ului…………………………………………………..28

IV.2.4. Determinarea conductivității……………………………………………28

IV.2.5. Determinarea densității….………………………………………………29

IV.2.6. Determinarea consumului chimic de oxigen prin metoda CCO-Mn………………………………………………………………………………………………..29

IV.2.7. Determinarea concentrației de cloruri…………………………………30

IV.2.8. Determinarea alcalinității și concentrației de carbonați și bicarbonați.. ……………………………………………………………………………………………………31

IV.2.9. Determinarea durității parțiale și totale……………………………….32

IV.2.10. Determinarea concentrației ionului de calciu………………………..34

IV.2.11. Determinarea concentrației de magneziu…………………………….35

IV.2.12. Determinarea ionilor de amoniu………………………………………35

IV.2.13. Determinarea concentrației de nitriți…………………………………36

IV.2.14. Determinarea concentrației de nitrați………………………………..37

IV.3. Rezultate și discuții……………………………………………………………….38

Concluzii….………………………………………………………………………………………47

Bibliografie…..…………………………………………………………………………………..49

INTRODUCERE

În lucrarea de licență cu titlul ”Analiza fizico-chimică a apelor de foraj de pe raza localității Husasău de Tinca” ne-am propus să facem analizele fizco-chimice ale apelor prelevate din cinci foraje, patru fântâni și un puț cu pompă situate în satul Husasău de Tinca și în afara sa. Punctele de prelevare au fost alese din locații diferite, de exemplu una dintre probe este situată în afara localității lângă o stână. Apa din aceste foraje are un spectru larg de utilizare: apă de băut, apă pentru adăparea animalelor, apă pentru activități casnice sau apă care a fost scoasă din uz. Adâncimea la care sunt săpate forajele este diferit pentru cele cinci probe.

Pentru realizarea părții practice a lucrării s-a acordat o atenție deosebită respectării condițiilor de prelevare, conservare și transport a probelor la laborator, iar determinările fizico-chimice au fost efectuate cu o mare atenție și acuratețe, respectând procedurile recomandate de standardele interne specifice analizei apelor.

Pentru interpretarea rezultatelor obținute s-au consultat normele legislative în vigoare, pentru ape. Pentru parametrii cei mai importanți s-a realizat un studiu în paralel între cele cinci probe analizate și s-au făcut observații pe marginea situațiilor apărute.

Analiza fizico-chimică a acestor ape vine să ne atragă atenția asupra importanței monitorizării calității apelor din fântânile săpate în curțile caselor, mai ales că apa acestora este consumată de oameni și animale.

CAPITOL I. IMPORTANȚA APEI

I.1. Generalități

Apa reprezintă un element important pentru existența vieții și dezvoltarea colectivităților umane. Faptul că primele forme de viață au luat naștere în mediu acvatic, că primele așezări omenești s-au stabilit în apropierea râurilor și fluviilor, pentru a avea apa necesară pentru băut și nevoile gospodărești, că apa reprezintă mediul în care se desfășoară toate procesele metabolice, că țesuturile și organele tuturor viețuitoarelor conțin apă într-o mare proporție, dovedește rolul de primordială importanță al apei în apariția și menținerea vieții ca și în dezvoltarea colectivităților umane de-a lungul timpurilor.

În multe țări, datele fizico-chimice au un scop important in evaluarea calității apei în scopul administrării ei. In anii ’70 metodele de evaluare biologică au fost acceptate în totalitate, ca urmare a schimbării problemelor întâlnite la calitățile apei de la încărcătura anorganică și organică.

I.2. Monitorizarea apei

Monitorizarea calității apei a început după 1973 și sistemele de clasificare erau, până nu demult pe baza unui set de analize chimice și fizice, indicând variabile care au furnizat date pur descriptive, dar nu și pentru cele de predicție. În aceste condiții, calitatea și analiza cost-eficiență au afectat semnificativ implementarea programelor de management al apei prin așa/zisele date bogate în informații.

Ca urmare a unei abordări sectoriale tehnologice, multe ecosisteme de apă dulce au fost degradate sau deteriorate. Cu toate acestea, Managementului Integrat al Resurselor de Apă lansat în 1990 a ajutat politicienii și managerii să înțeleagă necesitatea de a avea grijă de ecosistemele acvatice, precum și resursele și serviciile pe care le pot oferi pe termen lung pentru viabilitatea economică și securitatea socială.

În conformitate cu acest program și instrumente juridice, IWRM ar trebui să fie aplicat în lacuri de acumulare și în bazine hidrografice. După anul 2000, în procesul de negocieri de aderare și din ianuarie 2007 ca un stat membru al UE, România se luptă să se adapteze și să dezvolte în continuare infrastructura operațională care ar trebui să permită IWRM în conformitate cu prevederile Directivei Cadru Apă.

I.3. Apa ca resursă naturală

Un fapt recent efectuat în evaluarea biologică este abordarea ecologică în care se consideră calitatea ecosistemului acvatic ca fiind un tot-unitar. Aici se clasifică nu doar zona de apă sau cursul de apă propriu zis, ci și sistemul acvatic corelat, zonele riverane și terestre precum și fauna și flora existente.[2]

În zilele noastre, apa potabilă are ca surse apele de suprafață și apele subterane. Apele de suprafață au compoziții foarte variate și variabile în timp. Parametrii care influențează compoziția acestora sunt: natura rocilor care alcătuiesc albia, afluenții și precipitațiile, deversările curente sau accidentale de ape reziduale, fenomenele fizice, chimice și biologice care au loc.

Apele subterane prezintă parametri relativ constanți. Ele se caracterizează prin mineralizare ridicată, conținut bogat de dioxid de carbon și concentrație scăzută a oxigenului.

Din punct de vedere calitativ, apele freatice sunt considerare curate și se înscriu în normele de potabilitate sau pentru utilizări industriale foarte pretențioase.

I.4. Poluarea apei

Poluarea apei reprezintă, după o definiție generală, modificarea în mod direct sau indirect a compoziției normale a acesteia, ca urmare a activității omului, într-o astfel de măsură, încât afectează toate celelalte folosințe la care apa ar putea servi în starea sa naturală. Poluarea apei implică poluarea biologică, fizică și chimică și determină, în ultimă instanță, modificarea echilibrului ecologic.

Poluarea se poate diferenția în mai multe tipuri:

Poluarea biologică: bacteriologică, virusologică, parazitologică, legată în mod direct de prezența omului.

Poluarea fizică: se referă la poluarea cu substanțe radioactive, dar apare o poluare termică și o poluare determinată de elemente insolubile plutitoare sau sedimentabile.

Poluarea chimică: se referă la pătrunderea unor substanțe chimice diverse în apă, de la cele organice ușor degradabile, până la cele toxice.

Sursele de poluare a apelor se clasifică datorită diversității lor, astfel:

după proveniență: activități menajere, industriale, agricultură;

după aria de răspândire a poluanților: surse locale (conducte de canalizare) sau difuze (când poluanții se răspândesc pe o arie mare);

după poziția lor: fixe sau mobile (autovehicule, locuințe).

Poluarea chimică favorizează dezvoltarea microorganismelor sau distrugerea organismelor ce prezintă o toleranță mică. Unii detergenți anionactivi prezintă o creștere a numărului total de germeni, creșterea fiind favorizată de conținutul de carbon și de conținutul fosfaților ca produși de condiționare.[12]

Poluarea biologică a apelor dulci reprezintă diverse microorganisme care există în mod natural sau sunt introduse în apă, precum și printr-o serie de materii organice de fermentație.

Starea poluării unui râu poate fi determinată prin analiza studiului biocenozelor care poluează râul respectiv. În ecosistemul acvatic deversarea apelor industriale poate provoca o perturbare totală, astfel apar trei zone: zona de jet, zona de tranziție și zona de dispersie.

În apropierea locului de deversare dispar marea majoritate a speciilor de pești, dar în special cele nevertebrate din zooplancton, iar fitoplanctonul se reduce la bacterii și cianotice.

La dinamica poluării și autoepurării a apelor contribuie o serie de fenomene precum: difuzia, dispersia și diluția. Autoepurarea apei este influențată de natura și concentrația poluanților, dar și de temperatura și radiațiile ultraviolete care au efect bactericid sau bacteriostatic.

Autoepurarea fizico-chimică (neutralizare, sedimentare, absorbție, floculare) și autoepurarea biologică (oxidarea biochimică a materiilor organice).

Plantele acvatice absorb dioxid de carbon și săruri din apă, degajând oxigen. Spre deosebire de acestea, animalele acvatice rețin unii poluanți contribuind la autoepurarea apei, dar aceștia devin nocivi pentru alte animale și chiar și pentru om.

I.4.1. Poluarea apelor subterane

Apele subterane pot conține și elemente a căror concentrație depășește normele admise pentru utilizarea în scop potabil sau industrial. Acestea depind de compoziția terenului și se referă de obicei la conținutul de fier, mangan, calciu, magneziu, hidrogen sulfurat, fluoruri, carbonat, bicarbonat, amoniu, azotit, azotat etc. În acest caz se impune abordarea unor sisteme de tratare, mai ales dacă apa este destinată consumului uman.

În cazul resurselor de apă subterană, poluarea se produce prin infiltrarea substanțelor impurificatoare solide și lichide datorită apelor meteorice, care spală deșeurile de pe sol în mod organizat sau dezorganizat și a apelor de canalizare care pătrund în sol prin neetanșeitățile rețelei de conducte.

Sursele de impurificare în cazul apelor subterane pot fi:

– impurificări produse ca urmare a unor lucrări miniere sau foraje de ape saline, gaze sau hidrocarburi;

– impurificări produse de infiltrații de la suprafața solului a tuturor categoriilor de ape care produc și impurificarea dispersată a surselor de suprafață;

– impurificarea produsă în secțiunea de captare datorită nerespectării zonei de protecție sanitară sau a condițiilor de execuție.

Calitatea apelor subterane este determinată de structura geologică a stratului străbătut și de factorii hidrodinamici. Gradul de poluare a apelor subterane depinde de asemenea de caracteristicile mediului poros din zona de pătrundere spre pânza de apă subterană, de caracteristicile și cantitatea substanțelor poluante.

După originea sa, poluarea apelor subterane poate fi:

– punctiformă (locală), datorată deversării și depozitării necontrolate a unor substanțe poluante, precum și exploatării defectuoase a instalațiilor de extracție a apelor subterane, pe un spațiu relativ redus;

– liniară, care se manifestă de-a lungul șoselelor, căilor ferate, cursurilor de ape și canalelor de evacuare a apelor uzate;

– difuză, care rezultă în urma aplicării îngrășămintelor și produselor fitosanitare, determinând poluarea masivă a solului și apelor subterane. Activitățile care generează poluarea apelor subterane permit identificarea a patru forme principale de poluare: poluarea menajeră, industrială, agricolă și prin transporturi.

Activitățile care generează poluarea apelor subterane permit identificarea a patru forme principale de poluare: poluarea menajeră, industrială, agricolă și prin transporturi.

I.5. Energetica surselor regenerabile

Avertizările din ce în ce mai alarmante privind încălzirea globală, fenomen datorat arderii combustibililor fosili (cărbune, petrol și gaze naturale), cei mai mari producători de dioxid de carbon, principalul gaz prezent în atmosferă responsabil de efectul de seră care stă la baza încălzirii globale, pune în evidență cu pregnanță interesul pentru sursele regenerabile de energie, care sunt reînnoite după un interval mai lung sau mai scurt de timp sub influența energiei solare, a gravitației terestre ți a activității radioactive.

Sursele regenerabile generatoare de energie sunt: hidroenergetica, energia solară, bioconversia energiei. Hidroenergetica cuprinde ansamblul procedeelor tehnice aplicate la utilizarea resurselor hidroenergetice și la construcția și exploatarea instalațiilor de transmitere, transformare și utilizare a energiei hidraulice.

Uzina hidroelectrică este ansamblul amenajărilor, construcțiilor și instalațiilor de pe un anumit sector hidraulic, care asigură transformarea energiei potențiale și cinetice a apei în energie mecanică și apoi în energie electrică. La o uzină hidraulică se disting caracteristici hidraulice și caracteristici hidroelectrice.

Caracteristicile hidraulice principale sunt: debitul modul (debitul mediu pe mai mulți ani) și căderea naturală totală (diferența de cotă topografică între extremitatea superioară a amenajării și nivelul apei de restituție). Caracteristicile hidroelectrice principale sunt: debitul instalat, volumul util de acumulare, energie medie anuală, puterea disponibilă și puterea instalată.

Centralele hidroelectrice se clasifică după diferite criterii. Astfel, după sursa de energie hidraulică utilizată, se deosebesc: uzine hidraulice care folosesc apele curgătoare captate în lacuri de acumulare, cum este centrala de la Vidraru, Bicaz, sau uzinele hidroelectrice fluviale, cum sunt centralele de la Porțile de Fier pe Dunăre, uzine folosind apa mărilor și ale oceanelor cu flux și reflux.

După căderea uzinei, se deosebesc uzine cu joasă cădere, uzine cu medie cădere și uzine cu înaltă cădere. În primele, căderea are loc în interiorul construcției centralei, la cele cu cădere mijlocie se mai adaugă o conductă forțată care se află tot în clădirea uzinei, iar cele cu cădere înaltă au conductă forțată în afara clădirii.

CAPITOL II. APA SUBTERANĂ ȘI CARACTERISTICILE EI

II.1. Generalități

Apele subterane se produc datorită precipitațiilor care se infiltrează în pământ, sau datorită infiltrațiilor de apă din albia râurilor, a fluviilor și a lacurilor. Această pătrundere prin straturile permeabile este oprită de o rocă impermeabilă care prezintă rolul unui canal, acest sistem poate fi supraetajat.

Nivelul apei freatice se poate observa în fântâni, unde acesta este caracterizat ca fiind un indicator al cantității de apă subterană, având un potențial hidrologic. Aceste ape subterane se află sub presiune, fapt ce explică formarea fântânilor arteziene.

Aceste ape ies la suprafață sub formă de izvoare, a căror apă este filtrată și are o concentrație diferită de minerale. Ajungând la primul strat de roci impermeabile, acestea se acumulează formând primul strat de ape subterane care se numesc ape freatice. În funcție de condițiile locale, adâncimea stratului de la suprafața solului oscilează de la 1-2 metri până la câțiva zeci de metri.

II.2. Formarea apelor subterane

Formarea acestor ape subterane este explicată prin numeroase teorii generate de o gamă largă ce constă din condițiile climatice din zonele de alimentare ale acviferelor, vârsta diferitelor ape subterane si calitatea fizico-chimică a acestora.

Conform teoriei originea acestor ape poate fi clasificată astfel:

– teorii exogene: reprezintă apele subterane provenite din precipitațiile de la suprafața pământului

– teorii endogene: reprezintă sursa de apă condensată vaporilor de apă rezultată din procesele fizico-chimice de adâncime.

Apele subterane în integralitatea lor au o origine mixtă, astfel ponderea celor două surse fiind condiționată de caracteristicile hidrostructurii. Transportul apelor subterane în scoarța terestră se reprezintă prin trei tipuri de forme geologice aflate în mișcare:

– mișcarea meteogenă a apei care e localizată în partea superioară a scoarței terestre, cu o adâncime de 0,5-1 km, dar în condiții favorabile se dezvoltă până la 5 km.

– mișcarea litogenă a apei care se produce în cadrul proceselor de diageneză a complexelor sedimentare, la adâncimi cuprinse între 1-3 km.

– mișcarea magmatogenă a apei care se caracterizează prin domeniile de mare adâncime acolo unde se formează sistemele hidrominerale.

II. 3. Sursa apelor subterane

Cea mai importantă sursă a apelor subterane sunt precipitațiile generate de vaporii de apă aflați în atmosferă, o mare parte din aceste precipitații tind să se transforme în apă subterană având surse endrogene.

Precipitațiile sunt reținute sub formă de umiditate în atmosferă sau în zonele unde se produce aerarea acviferelor. Această formă de umiditate contribuie la alimentarea acviferelor prin condensare și infiltrare, în condiții hidrogeologice favorabile, formării acviferelor 1,5% – 20% din precipitații se transformă în apă subterană.

În țara noastră, pentru valorile extreme ale precipitațiilor rezultă că: precipitațiile minime de până la 360 mm/an, infiltrarea este de 72 mm/an, iar în cazul precipitațiilor cu maxime de până la 1200 mm/an, infiltrarea este de 240 mm/an.

Când are loc contactul precipitațiilor cu suprafața terestră, începe o distribuție continua a acestora între scurgerea de suprafață, scurgerea hipodermică, refacerea umidității și scurgerea subterană. Toate aceste scurgeri constituie o infiltrare totală, adică acea parte din precipitații care se transformă în apă subterană.

Această alimentare se face în principal prin infiltrarea precipitațiilor în zonele de florare ale formațiunilor permeabile sau prin drenajul corpurilor de suprafață. Relația dintre apele de suprafață și apele subterane evidențiază faptul că sunt permanente și au o dinamică activă, in special pentru acviferele de mică adâncime. Efectul relației hidrodinamice între acestea se resimt vizibil în varietatea debitelor relației hidrologice și cantitatea apelor subterane.

Râurile alimentate din subteran au un caracter permanent și o varietate redusă a debitului, pe când râurile care nu prezintă p alimentare din subteran au o variabilitate mare a debitului și un caracter sezonier. Evaluarea cantitativă a contribuției acviferelor la alimentarea cursurilor de apă se face cu ajutorul hidrografului debitelor scurgerii totale. Metodologia de separare a scurgerii subterane se bazează pe relația dintre evoluția nivelului apei din râu și a nivelului apei în acviferul pe care îl alimentează. Odată cu creșterea cotei în acvifer aflată în raport cu cota nivelului apei în râu, atunci alimentarea râului din acvifer este mai importantă.

Vulnerabilitatea la poluare a apelor de suprafață fiind mai mare în raport cu cea a apelor subterane, în acest caz comunicarea acviferelor cu apele de suprafață este în detrimentul calității apelor subterane. Efectele cantitative și calitative ale relațiilor hidrodinamice între apele de suprafață și cele subterane sunt exprimate prin parametrii care permit o primă evaluare a extinderii.

II. 4. Clasificarea apelor subterane

Multitudinea criteriilor luate în considerare face ca în prezent să nu existe o clasificare unitară a apelor subterane. Astfel, dintre numeroasele clasificări menționăm cele mai des întâlnite.

II.4.1 Clasificări bazate pe un singur criteriu

a) În funcție de starea fizică și raportul apelor față de roca colectoare se disting:

ape legate chimic (de constituție, de cristalizare, zeolitică) și ape legale fizic (higroscopică, peliculară);

ape libere: capilară și gravifică;

apă în stare solidă, ca gheața;

apă în stare de vapori.

b) După geneză:

ape vadoase: provenite prin infiltrare, condensare și de sedimentare;

ape juvenile: datorită condensării vaporilor care provin din degazeificarea magmelor și procesele de metamorfism.

c) După caracterele litologice ale rocilor:

ape de pori: apele din rocile poroase;

ape de fisurație: apele din rocile fisurate;

ape de carst: apele din rocile carstificate.

d) După raportul straturilor acvifere cu relieful și colectoarele superficiale:

ape subterane situate deasupra nivelului bazei de eroziune. Sunt cantonate în structuri deschise și cu aeraj puternic;

ape subterane situate sub nivelul bazei de eroziune. Sunt localizate în structuri închise, lipsite de drenaj sau cu drenaj redus.

După temperatură:

ape reci, cu temperatură sub 20ºC;

ape termale, cu temperatură peste 20ºC.

f) După mineralizație:

ape dulci, cu până la 1 g/l săruri;

ape salmastre, cu 1—10 g/l săruri;

ape sărate, cu 10—50 g/l săruri;

ape saramuri, cu peste 50 g/l săruri.

II.4.2. Clasificări bazate pe mai multe criterii (genetice, condiții de așezare, caracterul hidraulic, proprietăți fizico-chimice)

Din analiza lor se poate considera că apele subterane pot fi separate în trei grupe mari:

ape în zona de aerație;

ape freatice;

ape captive (de stratificație) cu nivel liber și ape captive de adâncime (arteziene).

Această clasificare fiind acceptată de mai mulți cercetători, este adoptată și în cursul de față pentru descrierea apelor subterane.

II.5. Apele subterane în directiva apelor

Părțile referitoare la apele subterane ale Directivei a apelor subterane acoperă un anumit număr de etape pentru atingerea stării cantitative și chimice până în 2015. Această directivă urmărește să obțină definirea și caracterizarea corpurilor de apă subterană în cadrul bazinelor hidrografice. Astfel, această caracterizare se bazează pe înțelegerea sistemului, în special pe cunoașterea factorilor directori(D), a presiunii (P), a stării (S), a impactului (I) și a răspunsurilor (R), care constituie coloana verticală a planificării managementului pe bazinele hidrografice.

Directiva tratării apelor uzate urbane, are ca scop protejarea mediului față de efectele negative ale evacuării de ape uzate urbane și a apelor uzate provenite din anumite sectoare industriale.

Directiva produselor de protecția a plantelor, se referă la autorizarea, utilizarea și controlul produselor comerciale de protecție a plantelor și a pesticidelor, ierbicidele sau fungicidele.

Referitor la apele subterane, autorizația se acordă numai dacă produsele nu au un efect nociv asupra sănătății umane sau asupra apelor subterane și dacă nu au efecte nedorite asupra mediului. Aceste directive ale apelor subterane fixează concentrațiile maxime admisibile sub forma unor standarde de calitate pentru apele subterane.

Directiva apelor subterane mai stabilește un regim caracterizat prin standarde de calitate a apelor subterane și prin măsuri de prevenire sau limitare a introducerii de poluanți în apele subterane, criteriile de calitate luate în considerare permit aducerea viitoarelor îmbunătățiri pe baza datelor de monitoring.

III. PREZENTAREA LOCALITĂȚII HUSASĂU DE TINCA

III.1 Așezarea

În partea de nord-vest a României, în județul Bihor, pe drumul județean ce leagă municipiu Oradea de orașul Ineu din județul Arad, la contactul acestuia cu Dealurile Piemontane Vestice, ascunsă într-o zonă joasă unde se află așezată localitatea Husasău de Tinca (Fig. III.1).

Localitatea Husasău de Tinca este un centru de comună. În actuala structură administrativ-teritorială a comunei, sunt cuprinse cinci sate: Husasău de Tinca – reședința comunei, Fonău – la 6 km distanță, Miersig – la 10 km distanță, Oșand – la 7 km distanță și Sititelec – la 9 km distanță de centrul comunal.

Legătura între satele comunei și centrul de comună se face cu mijloace auto (autobuze sau autoturisme personale). La fel și cu alte localități, în special cu municipiul Oradea care este aflat la o distanță de 33 km față de satul Husasău de Tinca.

Suprafața întregii comune Husasău de Tinca este de 117 km2, ceea ce permite comunei să fie considerate printre cele mai întinse din județul Bihor.

Fig. III.1. Imagine a localității Husasău de Tinca

III.2. Relieful

Principalele forme de relief sunt dispuse în sens longitudinal. În est sunt dealurile (prelungiri ale Dealurilor Tășadului, componente ale Dealurilor Pădurii Craiului din cadrul Dealurilor de Vest), iar la marginea acestora spre vest, începe Câmpia Înaltă a Miersigului-componentă a Câmpiei de Vest din România.

Relieful este reprezentat printr-o câmpie, care coboară de la vest spre est și de la nord spre sud, fiind străbătută de o serie de vâlcele, uneori abia schițate în suprafața câmpiei, dealuri joase și lunci înșirate în lungul văilor (Fig. III.2.).

Dealurile s-au format prin sculptarea unui material acumulat sub formă piemontană de râuri cu regim torențial. Această unitate de relief reprezintă ultima treaptă care a apărut de sub apele Lacului Panonic, ea este fragmentată de văile secundare care o traversează, împărțind-o în numeroase câmpuri interfluviale.

Fig. III.2. Imagine a împrejurimilor localității Husasău de Tinca

III.3. Clima și condițiile atmosferice

Fiind o unitate administrativ-teritorială cu suprafața redusă, localitatea Husasău de Tinca nu poate face excepție de la climatul temperat-continental de tranziție, caracteristic întregii țări.

Caracterul de tranziție este dat de faptul că, aici se resimt influențe ale maselor de aer polar-maritime și polar-continentale din nord-vestul, respectiv nord și nord-estul continentului. De asemenea de resimt deplasări ale maselor de aer dinspre Atlanticul de Nord, masa de aer oferind timpului un caracter variabil.

Temperatura medie anuală este cuprinsă între 10,3-9,2 °C. Temperaturile medii lunare au un demers normal, cu un minim în luna ianuarie și un maxim în luna iulie.

În general iernile sunt moderate fără geruri puternice, primăvara dezghețul se produce mai devreme, deci o desprimăvărare timpurie, vara este o temperatură medie a aerului nu prea ridicată, iar toamna începând din octombrie temperaturile descresc brusc.

Prin așezarea sa geografică în cadrul Câmpiei Crișurilor și la contactul cu zona piemontana, localitatea Husasău de Tinca beneficiază de adăpostul oferit de către Dealurile Pădurii Craiului în partea estică și largă deschidere către circulația maselor de aer mai umede din vest, ceea ce face ca precipitațiile să fie mai abundente. Anotimpul cu cele mai multe precipitații este vara, 260 mm, iar cele mai puține precipitații sunt iarna 113,6 mm.

Stratul de zăpadă prezintă o importanță practică și teoretică, în special în activitățile umane, stratul de zăpadă se menține cca 40-41 zile, dar sunt ierni în care zăpada a durat mai puțin de 10 zile.

III.4. Hidrografia

Pentru a prezenta acest capitol, trebuie explicate problemele legate de existența apelor subterane și apele de suprafață.

III.4.1. Apele freatice

Constituie una din principalele elemente ale peisajului geografic. Prezența lor condiționează anumite tipuri de sol, de vegetație, factori meteorologici, modul de utilizare a terenurilor.

Adâncimea apelor freatice depășește 25 metri în câmpia înaltă, iar în câmpia aluvială este cuprinsă între 10-15 metri. Alimentarea pânzei freatice se face prin precipitații și mai puțin din râuri.

III.4.2. Apele de suprafață

Fac parte din bazinul hidrografic al râului Crișul Negru. Apele curgătoare din teritoriul satului sunt puternic influențate de condițiile climatice și au caracter pluvionival cu scurgere temporară și de aceea nu pot fi numite râuri, ci doar pârâuri, pe care localnicii le numesc simplu ,,văi”.

Principalul curs de apă îl reprezintă pârâul numit ,,Valea Nouă” (Fig. III. 3) cu afluenți săi pe partea stânga: ,,Valea de Oșand”, ,,Valea de Fonău” și ,,Sărazul”, iar pe dreapta are ca afluent ,,Vălceaua”. Chiar în vatra satului are loc confluența ,,Valea de Oșand” cu ,,Valea de Fonău” care având un debit mai mic, este estompată la viituri de cantitatea de apă adusă de ,,Valea de Oșand”. Acest fenomen a determinat de multe ori că la intrarea în sat, Valea de Fonău să-și părăsească propria albie și să năvălească pe străzile satului, prin grădinile oamenilor și locuințe.

Fig. III.3. Imagine a pârâului Valea Nouă

III.5. Structura și compoziția solului

Ele reprezintă consecința acțiunii în timp a unui complex de factori naturali ca: roca, relieful, clima, vegetația și fauna, apa freatică și factorul antropic.

În zona de câmpie se întâlnesc solurile silvestre gleizate sau uneori podzolite, cu o textură grea și cu un deranj defectuos. În lunca pârâului Valea Nouă și a afluenților acestuia apar solurile aluvionare și lacoviștile.

III.6. Flora și fauna

În harta zonelor de vegetație a României, localitatea Husasău de Tinca este inclusă în zona forestieră, sub zona stejarului și în zona de silvostepa. Biocenozele primare de silvostepa și pădure au fost modificate prin activitate umană, în urma transformări lor în terenuri agricole.

Pe teritoriul comunei Husasău de Tinca vegetația lemnoasă ocupă o suprafață de 3806 ha, dar nu este dispusă compact, ci răspândită în trupuri de pădure.

Cunoașterea faunei din zona localității are o importanță mare, întrucât reprezintă un fond cinegetic cu pondere atât în activitatea umană, cât și în economie.

IV. PARTEA PRACTICĂ

În această lucrare a fost determinată calitatea apei în probe provenite din foraje săpate la adâncimi diferite și poziționate în locații diferite pe raza localității Husasău de Tinca. Lucrarea are drept scop urmărirea impactului factorilor de mediu naturali și a celor datorați activităților umane asupra calității apei. De aceea s-au ales fântâni poziționate în vecinătatea locuinței, a terenurilor agricole sau a locurilor de creștere a animalelor. Apa acestor fântâni este utilizată la ora actuală diferențiat: apa unora este utilizată pentru consumul zilnic, al altora doar pentru adăparea animalelor, sau strict pentru activități casnice, inclusiv irigații, în timp ce din diferite motive, unele fântâni au fost chiar dezafectate. Determinarea parametrilor fizico-chimici ai acestor ape provenite din pânza freatică de pe raza localității Husasău de Tinca permite realizarea unui tablou general cu privire la gradul de potabilitate al apei din aceste fântâni.

IV.1. Prelevarea probelor

Prelevarea probelor constituie o etapă importantă și decisivă în acuratețea determinării ulterioare a parametrilor fizic-chimici ai apelor. Probele prelevate trebuie să fie reprezentative pentru fiecare sursă de apă analizată, de aceea este necesară respectarea cu strictețe a unei proceduri standardizate.

Prelevarea probelor trebuie realizată cu o exigență deosebită, deoarece apa își poate schimba compoziția. Modificări ale compoziției apei pot să apară pe parcursul prelevării, în timpul transportului probelor sau chiar în timpul efectuării determinărilor.

Prelevarea apei pentru analiza fizico-chimice s-a realizat în flacoane de polietilenă, închise ermetic. Vasele de prelevare au fost spălate foarte bine cu detergenți pentru a se evita contaminarea cu impurități care ar putea denatura compoziția probei de apă, apoi au fost limpezite și uscate.

În momentul prelevării probelor de apă, flaconul a fost clătit de câteva ori cu apa de recoltare. Abia dup aceea s-a umplut flaconul cu apa de analizat până la refuz, astfel că la închiderea recipientului să nu rămână goluri de aer în interiorul vasului.

În cazul probelor prelevate din fântână cu găleată, primul pas a fost introducerea găleții la 10-30 cm sub nivelul apei, iar apoi proba de apă a fost transvazată din găleată în flaconul de prelevare. În cazul probei recoltate din foraj săpat prevăzut cu pompă și furtun, proba de apă a fost prelevată la primul jet de apă. După aceea s-a trecut la umplerea flaconului până la refuz cu apă, astfel că la închiderea ermetică cu dopul să nu rămână nici o bulă de aer în recipient.

Fiecare probă a fost etichetată. Pe etichetă s-a notat codul probei. În fișa de observații care a însoțit proba în dreptul codului au fost notate următoarele date:

– numele și prenumele persoanei care a făcut prelevarea probei;

– numele localității de pe raza căreia s-a prelevat proba;

– data și ora la care s-a efectuat prelevarea probei;

– sursa de proveniență a probei și scopul în care este ea utilizată;

– adâncimea fântânii până la oglinda apei și starea fântânii;

– dispozitivul de scoatere a apei;

– scopul la care este utilizată apa din fântână

– distanța față de sursele posibile de impurificare a apei;

– temperatura apei;

– temperatura aerului în ziua recoltării probei.

Probele au fost transportate în cel mai scurt timp la laborator, în ladă frigorifică, la o temperatură constantă de 4-6 °C. Majoritatea analizelor efectuate nu necesită conservarea probei, dar vor fi efectuate chiar în ziua recoltării. Probele utilizate la determinarea amoniacului, nitriților, azotaților se recoltează într-un flacon separat și se conservă prin adăugarea unui mL de H2SO4 1:3.

De pe raza localității Husasău de Tinca au fost prelevate cinci probe de apă. Pentru fiecare probă au fost folosite două flacoane de apă pe care s-a menționat numărul probei și analizele pentru care s-a recoltat proba respectivă. În flaconul cu apa pentru compuși cu azot s-a introdus conservantul, H2SO4 1:3. Flacoanele au fost însoțite de fișa de observație, pe care s-au notat toate datele menționate în paragraful anterior. Probele astfel pregătite au fost transportate direct la laborator în geantă frigorifică.

Prima probă (Fig. IV.1) a fost recoltată dintr-o fântână cu găleată, situată în curtea casei, cu o adâncime de 15 m până la oglinda apei. Temperatura apei în momentul prelevării a fost de 14 °C, iar cea a aerului de 17 °C. Apa se folosește ca apă potabilă, pentru consum.

Fig. IV.1 Prelevarea probei 1 de apă

Proba 2 a fost prelevată dintr-o fântână situată în mijlocul satului, la drum, cu o adâncime de 17 m până la oglinda apei. Apa nu este folosită pentru consum. Temperatura apei a fost de 15 °C în ziua recoltării, iar a aerului a fost de 17 °C. Prelevarea probei 2 de apă este prezentată în Fig. IV.2.

Fig. IV.2 Prelevarea probei 2 de apă

Cea de a treia probă a fost recoltată dintr-o fântână mai veche situată în curtea casei la 50 de metri de punctul de prelevare a probei 1. Această fântână a fost dezafectată deoarece în urmă cu șapte ani, din cauza ploilor abundente s-a surpat. În Fig. IV.3 se poate vedea această fântână, la care adâncimea până la oglinda apei este de 11 m. În momentul recoltării probei 3, temperatura apei a fost de 14 °C, iar a aerului a fost de 15 °C.

Fig. IV.3 Prelevarea probei 3 de apă

În Fig. IV.4 este prezentată o imagine de la al patrulea punct de recoltare, o fântână din curtea altei case, cu o adâncime de 30 m până la oglinda apei. Temperatura probei 4 de apă la recoltare a fost de 14 °C, în condițiile unei temperaturi a aerului de 25 °C. Apa din această fântână este utilizată pentru consum.

Fig. IV.4 Prelevarea probei 4 de apă

Proba 5 a fost prelevată dintr-un foraj săpat în pământ, cu o adâncime de 28 m până la oglinda apei. Apa este scoasă intermitent cu ajutorul unei pompe. Forajul este prezentat în Fig. IV. 5 și este poziționat în afara localității ,în câmp în vecinătatea unei stâne, la 50 m de pădure. La momentul prelevării temperatura în aer a fost de 20 °C, iar temperatura apei a fost de 15 °C. Apa din foraj este utilizată pentru adăparea animalelor și a fost săpată în urmă cu trei ani. Prelevarea probei s-a realizat în flacoane de plastic la primul jet de apă, iar vasele au fost umplute până la refuz și capacul a fost închis ermetic.

Fig. IV.5 Prelevarea probei 5 de apă

IV.2. Metode de determinarea parametrilor fizico-chimici ai apei

IV.2.1. Determinarea temperaturii

Primul parametru determinat chiar la locul prelevării probelor a fost temperatura. Măsurarea temperaturii s-a realizat cu un termometru de laborator. Pentru determinarea temperaturii aerului termometrul a fost lăsat timp de 10 minute în aer, până când nu s-a mai observat o modificare a valorii afișate. La măsurarea temperaturii apei, vârful termometrului a fost scufundat în apa din găleată și ținut astfel încât să nu atingă pereții vasului. Temperaturile obținute au fost înregistrate.

Restul determinărilor au fost efectuate la laborator.

IV.2.2. Determinarea oxigenului dizolvat și a deficitului de oxigen

Cantitatea de oxigen dizolvată în apă depinde de temperatura apei , de compoziția chimică a apei și este un indicator al gradului de prospețime al apei. O apă care un conținut ridicat de substanțe oxidabile, atât organice, biologice, cât și anorganice va avea un conținut scăzut de oxigen. Scăderea cantității de oxigen poate reduce capacitatea de autoepurare a apei.

Determinarea cantitativă a oxigenului s-a realizat în laborator, imediat după ce a fost deschis flaconul. Pentru analiză s-a utilizat un senzor pentru determinarea cantitativă a oxigenului din probe, legat la un aparat de măsurare multimetru de tip Multi 720 Inolab. Concentrația s-a exprimat în mg/l.

Cu ajutorul tabelului Winkler, cunoscând temperatura la care s-a realizat determinarea cantitativă a oxigenului, s-a putut stabili și deficitul de oxigen. Deficitul de oxigen se află din diferența dintre cantitatea de oxigen maximă care se poate dizolva la temperatura de lucru și cantitatea de oxigen dizolvată, găsită în proba de apă. Deficitul de oxigen este un indicator foarte bun pentru gradul depoluare al apei.

IV.2.3. Determinarea pH-ului

pH-ul ne arată concentrația ionilor de hidrogen din apă. Valoarea pH-ului în cazul apelor subterane depinde în cea mai mare măsură de echilibrul dintre formele carbonat, bicarbonat și dioxid de carbon. Desigur valoarea pH-ului mai poate fi influențată și de prezența altor compuși sau ioni care înclină balanța spre un pH mai bazic sau mai acid în funcție de influența pe care o au asupra creșterii concentrației de protoni sau de grupări hidroxil în urma dizolvării în apă. Deoarece este vorba de reacții de echilibru foarte sensibile este indicat ca determinarea pH-ului să se realizeze cât mai rapid.

Pentru determinarea pH-ului s-a utilizat multimetru Multi 720 Inolab, la care s-a atașat un electrod combinat și s-a folosit funcția pH a aparatului. Multimetrul a fost calibrat înainte utilizându-se soluțiile standard recomandate de fabricantul aparatului.

IV.2.4. Determinarea conductivității

Conductivitatea apei este dată de concentrația totală de săruri dizolvate în apă, altfel spus a gradului de mineralizare. În cazul conductivității se face diferențiere între substanțele cu grad mare și cele cu grad mic de disociere, adică între substanțele de natură anorganică și organică. În altă ordine de idei, conductivitatea este un indice a încărcăturii cu substanțe anorganice, puternic disociate a apei.

Determinarea conductivității s-a realizat cu același aparat multimetru din laborator, de tip, Multi 720 Inolab. De data aceasta s-a utilizat un senzor pentru măsurarea conductivității electrice și s-a selectat funcția corespunzătoare. Senzorul pentru măsurarea conductivității a fost scos din apă distilată, șters cu o hârtie de filtru și imersat în proba de apă. S-a pornit aparatul, s-a selectat funcția dorită, s-a apăsat tasta M, apoi butonul AR, și s-a pornit măsurătoarea. În momentul în care senzorul nu a sesizat nici o modificare semnificativă, s-a afișat pe ecran valoarea măsurată a conductivității pentru proba în lucru. Rezultatul obținut a fost înregistrat pe fișa probei.

IV.2.5. Determinarea densității

Densitatea este o proprietate fizică a apei care este caracterizată de raportul dintre masă și volum și depinde de temperatura la care se face determinarea. Densitatea apelor naturale crește direct proporțional cu salinitatea, adică cu cantitatea de substanțe dizolvate și este un indicator a concentrației de substanțe dizolvate. În cazul apelor dulci, sărurile dizolvate în apă sunt în general, carbonații, bicarbonații, clorurile și sulfații. Formula de calcul a densității este:

Unde m este masa probei de apă determinată prin cântărire (g);

V este volumul probei de apă cântărit (cm3)

Pentru determinarea densității un volum cunoscut din proba de apă a fost introdus într-un picnometru și cântărit la balanța analitică. S-au efectuat trei determinări succesive pentru fiecare probă, s-a calculat media aritmetică și din formula de calcul s-a determinat densitatea.

IV.2.6. Determinarea consumului chimic de oxigen prin metoda CCO-Mn

Consumul chimic de oxigen este un indicator pentru toate substanțele din apă care se pot oxida.. Substanțele organice sunt oxidate la cald, iar cele anorganice la rece. Creșterea cantității de substanțe oxidabile în apă este sinonimă cu poluarea apei cu germeni patogeni, care însoțesc de obicei substanțele organice. CCO-Mn se poate exprima și în mg O2/L, care se calculează din rezultatele obținute, știind că 1 mg de KMnO4 corespunde la 0,235 mg O2.

Metoda de determinare CCO-Mn se bazează pe capacitatea puternic oxidantă în mediu acid, la cald, a permanganatului de potasiu. Excesul de permanganat nefolosit la oxidare este titrat cu acid oxalic.

2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2 + 8H2O

Într-un pahar, 100 mL probă de apă s-au încălzit până la punctul de fierbere. Peste proba fierbinte s-au adăugat 5 mL H2SO4 1:3 și 10 mL KMnO4 0.01N. Amestecul de reacție s-a fiert timp de zece minute. În cazul în care a dispărut colorația roz s-au mai adăugat 10 mL KMnO4 0.01N. În soluția fierbinte s-au adăugat 10 mL acid oxalic 0.01 N. Soluția decolorată s-a titrat cu KMnO4 0.01N până la apariția colorației slab roz persistente.

Calculul s-a efectuat cu formula următoare:

V este volumul (mL) de permanganat de potasiu adăugată inițial în probă;

V1 este volumul (mL) de permanganat de potasiu 0.01 N folosiți la titrarea probei;

V2 este volumul ( mL) de acid oxalic adăugați în probă pentru decolorare;

f este factorul soluției de permanganat de potasiu;

0,316 este echivalentul în mg KMnO4 a unui mL de soluție de KMnO4 0,01 N;

V3= cantitatea de apă de analizat luată în lucru, în mL.

IV.2.7. Determinarea concentrației de cloruri

Metoda se bazează pe reacția de formare a precipitatului alb de clorură de argint, în urma reacției ionilor clorură din probele de apă cu azotatul de argint. Punctul final al titrării este pus în evidență de prezența cromatului de potasiu în amestecul de reacție, care formează cu excesul de ioni de argint un precipitat roșu-cărămiziu de cromat de argint. Reacția care stau la baza acestei metode este:

AgNO3 + Cl- → AgCl + NO3-

Într-un pahar s-au pregătit 100 mL probă de apă. S-a determinat pH-ul probei. Pentru ca reacția să decurgă în condiții optime trebuie ca pH-ul să fie cuprins între 6.5-7.0. Dacă pH-ul probei a fost mai mare de 7 acesta s-a ajustat cu o soluție de HNO3 0.1 N, dacă pH-ul a fost mai mic de 6.5 s-a folosit soluție de NaOH 0.1 N. Apoi, în probă s-a adăugat 1mL K2CrO4 10% și s-a titrat cu AgNO3 0.1 N până când soluția a devenit brun-roșcată.

Formula de calcul a concentrației clorurilor din proba de apă este următoarea:

unde

 V este volumul soluției de AgNO3 0.1N utilizat pentru titrarea probei (mL)

 f este factorul soluție de azotat de argint 0.1N

n este concentrația soluție AgNO3 0.1N

V1 este volumul probei de analizat (mL)

IV.2.8. Determinarea alcalinității și concentrație de carbonați și bicarbonați

Alcalinitatea apei este datorată prezenței bicarbonaților, carbonaților și hidroxizilor. Alcalinitatea poate fi:

• permanentă (P), care este dată de bazele libere și de carbonații alcalini și se determină prin titrarea probei cu HCl în prezență de fenolftaleină (pH=8.2)

• totală (T), care cuprinde și bicarbonații alcalini și se determină prin titrare cu HCl în prezență de metiloranj (pH = 4.4).

Pentru stabilirea tipului de alcalinitate, în urma efectuării determinărilor, interpretarea rezultatelor se face prin prelucrarea datelor obținute conform Tab. IV.1. Aici care stabilește relația matematică dintre valoarea alcalinității totale (T) și a alcalinității permanente (P).

Tab. IV.1 Stabilirea factorilor determinanți ai alcalinității

Determinarea alcalinității permanente

Peste 100 mL probă de apă s-au adăugat 2 picături de fenolftaleină. Dacă nu a apare colorația roz, alcalinitatea permanentă este zero (pH-ul apei este sub 8.2). În cazul apariției colorației roz, proba se titrează cu HCl 0.1 N până la incolor.

Formula de calcul este următoarea:

Unde

V este volumul în mL HCl 0.1 N folosiți la titrare în prezență de fenolftaleină;

f este factorul soluției de HCl 0.1 N.

Determinarea concentrației de carbonați

Pentru determinarea concentrației de carbonați se utilizează următoarea formulă:

Unde

P este alcaliniatea permanentă în mval/L, calculată cu relația de mai sus.

Determinare alcalinității totale

Peste 100 mL probă de apă s-au adăugat 2-3 picături de metiloranj și s-a titrat cu HCl 0.1 N până ce culoarea a virat de la galben la portocaliu.

Formula de calcul este următoarea:

V este volumul în mL HCl 0.1 N folosiți la titrare în prezență de metiloranj;

f este factorul soluției de HCl 0.1 N.

Determinare concentrației de bicarbonați

Pentru determinarea concentrației de bicarbonați se utilizează următoarea relație matematică:

Unde

T este alcaliniatea temporară exprimată în mval/L, calculată cu relația anterioară

IV.2.9. Determinarea durității parțiale și totale

Duritatea totală, notată cu dT, reprezintă conținutul total în ioni de calciu și de magneziu din apă. În funcție de comportarea la fierbere a sărurilor de calciu și de magneziu se întâlnesc:

Duritate temporară (carbonatată) notată cu dtp care reprezintă conținutul în bicarbonați de calciu și de magneziu, care precipită la fierbere, trecând în săruri insolubile.

Duritate permanentă (necarbonatată) notată cu dp, care reprezintă conținutul de ioni de calciu și de magneziu corespunzător altor săruri (sulfați, cloruri, nitrați, etc.) din apă. Aceste săruri precipită numai când produsul lor de solubilitate este depășit.

Exprimarea durității (conținutul total de săruri de calciu și magneziu) se face în grade de duritate (°d) și în miliechivalenți/l (mval/L).

Relațiile între grad de duritate (°d), mval/l, precum și între alte moduri de exprimare a durităților, sunt următoarele:

1 °d = 10 mg CaO/L = 7.14 mg MgO/L

1 °d = 0.357 mval CaO/L = 0.357 mval MgO/L

1 mval duritate/L = 28 mg CaO/L = 20 mg MgO/L = 2.8°d

Determinarea durității totale (dT)

Metoda constă în complexarea cationilor metalici prezenți în apă, cu excepția ionilor metalelor alcaline, exprimată prin concentrații echivalente de calciu. Complexarea cationilor metalici se realizează cu un reactant chelatic foarte eficient, EDTA (complexon IV), la pH 10 menținut constant datorită utilizării unei soluții tampon amoniacal. Finalul titrării este marcat prin prezența unui indicator chimic, eriocrom T.

Într-un pahar se introduc 25 mL apă de analizat, 1 mL soluție tampon (1) și circa 0.1 g indicator negru de eriocrom și se mai adaugă 25 mL apă distilată. Proba trebuie să fie de culoare roșie și se titrează cu soluție complexon III 0.01M până la obținerea unei colorații albastru net.

Dacă la titrare se consumă mai mult de 5 mL soluție complexon III 0,01M, determinarea se repetă pe o probă diluată 1:1.

Duritatea totală se calculează cu relația:

unde

0.561este cantitatea de oxid de calciu în mg corespunzătoare la 1 mL de soluție de complexon III 0.01M;

V1 este volumul de complexon III 0.01 M utilizat la titrare (mL);

f este factorul soluției de complexon III 0.01 M;

V este volumul de probă utilizat la determinarea durității (mL);

10 este cantitatea de CaO (mg) corespunzătoare la 1 °duritate;

Determinarea durității temporare (dtp)

Duritatea temporară este echivalentă cu alcalinitatea totală, determinate prin titrare cu HCl în prezență de metiloranj.

Duritatea temporară (dtp) = m (mval/L) = 2.8 m (°d)

Unde m este alcalinitatea față de metiloranj, în (mval/L)

Determinarea durității permanente (dp)

Duritatea permanentă (dp) exprimată în mval/L se calculează cu formula:

dp = dT – dtp (mval/L)

unde

dT este duritatea totală determinată în mval/L

dtp este duritatea temporară determinată în mval/L

În cazul în care duritatea totală este mai mică decât duritatea temporară, o probă de 200 mL se fierbe timp de 30 de minute, menținându-se volumul constant prin adăugare de apă distilată, se filtrează printr-un filtru uscat și filtratul se spală de 4-5 ori cu 25 mL apă distilată fiartă. Se iau 25 mL de probă astfel preparată și se repetă procedeul de determinare a durității totale.

IV.2.10. Determinarea concentrației ionilor de calciu

Concentrația cationilor de calciu se determină prin complexarea lor cu EDTA (complexon III), la pH 12-13, când ionii de magneziu sunt precipitați sub formă de hidroxid. Indicatorul chimic utilizat pentru marcarea finalului reacției chimice este murexidul care virează de la roz la violet.

Se ia o probă de 25 mL de apă, se adaugă 1 mL soluție de NaOH 2 N ( pH 12- 13 controlat cu hârtie indicator), apoi se adaugă 0.1 g indicator murexid și se titrează cu soluție de complexon III 0.01 M până la virajul culorii roșii în violet.

Concentrația ionilor de calciu exprimată în mg/L și se calculează cu formula:

unde

0.4008 este cantitatea de calciu în mg, corespunzătoare la 1 mL de soluție complexon III 0.01M

V1 este volumul soluției de complexon III 0,01M folosit la titrare (mL)

f este factorul soluției de complexon III 0,01M

V este volumul probei luate pentru determinare (mL)

IV.2.11. Determinarea concentrației ionilor de magneziu

Concentrația ionilor de magneziu se poate determina prin calcul din diferența dintre duritatea totală și concentrația ionilor de calciu sau practic prin titrarea în continuare a probei.

La determinarea prin calcul matematic se utilizează următoarele relații matematice

Unde

24.305 este masa atomică a magneziului

0.01 este concentrația molară a soluției de complexon III

V2 este volumul soluției de complexon III 0.01M utilizată la titrarea probei de apă pentru determinarea durității totale în prezență de negru de eriocrom T, în mL

V2p este volumul probei de apă luată în lucru la determinarea durității totale, în mL

V1 este volumul soluției de complexon III 0.01M utilizată la titrarea probei de apă pentru determinarea concentrației ionilor de calciu în prezență de murexid, în mL

V1p este volumul probei de apă luată în lucru la determinarea concentrației ionilor de calciu, în mL

IV.2.12. Determinarea concentrației ionilor de amoniu

Amoniacul se găsește în ape sub formă de săruri de amoniu și prezența sa este datorată materialelor biologice intrate în descompunere. Ionii de amoniu pot fi prezenți în ape cu pH cuprins în domeniul 6.5 -8.5. O altă cauză a îmbogățirii apei cu săruri de amoniu poate fi infiltrarea de ape uzate sau ape de ploaie care transportă fertilizatori pe bază de amoniu, uree, etc. În afara acestui domeniu de pH se pot întâlni alte forme ale azotului. Determinarea amoniacului se face în mod obișnuit pentru ape având un pH cuprins între 6,5-8,3, prin analizarea formei ionice NH4+.

Pentru determinarea concentrației de amoniac s-a utilizat metoda fotocolorimetrică bazată pe utilizarea reactivului Nessler, K2[HgI4], cu care formează un complex de culoare galbenă.

Peste 50 mL de probă de apă se adaugă 1 mL de tartrat dublu de sodiu și potasiu de 50% și 1 mL de reactiv Nessler. După 10 minute de reacție, se determină absorbanța la 425 nm fașă de o soluție de referință (blancul). Soluția de referință se prepară prin amestecarea a 50 mL apă distilată cu 1 mL tartrat și 1 mL reactiv Nessler. Pe baza valorii absorbanței se determină concentrația ionilor de amoniu din curba de etalonare. Curba de etalonare pentru ionii de amoniu este cuprinsă în intervalul de concentrații 0.05-4.0 mg NH4+/L și se prepară conform indicațiilor date în metoda standard.

În cazul unei concentrații mai mari de ioni de amoniu, situate în afara curbei de etalonare, se va trece la diluarea probelor de apă cu apă distilată, iar rezultatul final al concentrației se va amplifica cu diluția.

IV.2.13. Determinarea concentrației de nitriți

Nitriții se formează prin oxidarea parțială a sărurilor de amoniu. Azotiții (NO2-) sunt destul de instabili și pot fi ușor de oxidat mai departe la azotat. Datorită stării de oxidare intermediare, nitriții se mai pot forma și prin reducerea nitraților, dacă în mediu sunt prezente substanțe cu acțiune reducătoare. Prezența lor în apă în concentrații oricât de mici este un indicator al existenței în zonă a unei posibile surse de poluare.

Determinarea concentrației de nitriți s-a realizat prin metoda fotocolorimetrică. Metoda folosită de noi s-a bazat pe reacția nitriților în mediu acid cu un derivat de anilină, acidul sulfanilic cu care formează o sare de diazoniu. Sarea de diazoniu se cuplează mai departe cu clorhidratul de naftil amină și rezultă un azoderivat de culoare roz. Amestecul de reacție format din acidul sulfanilic și clorhidratul de naftil amină în mediu de acid acetic se numește reactiv Griess.

Peste 10 mL probă de apă se adaugă 10 ml se adaugă 10 mL reactiv Griess, se amestecă și se lasă să reacționeze timp de 20 minute, după care se măsoară absorbanța la 520 nm față de o soluție de referință, care conține 10 mL apă distilată și 10 mL reactiv Griess. Concentrația se stabilește cu ajutorul curbei de etalonare realizată pentru soluții standard de nitriți cu concentrațiile cuprinse de la 0.05 până la 0.35 mg /L.

IV.2.14. Determinarea concentrației de nitrați

Nitrații pot să rezulte din oxidarea avansată a amoniului, prezența acestora indicând existența unei surse de poluare mai vechi bazate pe săruri cu conținut de ioni de amoniu. Așa cum s-a precizat și la determinarea amoniului, principalele surse pentru ionii azotat sunt materialele biologice, a căror proteine au suferit procese de mineralizare, dar și infiltrațiile datorate ejecțiilor sau fertilizatorilor solului aduși de apele de ploaie.

Metoda spectrofotometrică de analiză a nitraților se bazează pe reacția acestora cu salicilatul de natriu în mediu de acid sulfuric cu formare de acizi 3-nitrosalicilic și 5-nitrosalicilic. Aceștia se trec în săruri de sodiu de culoare galbenă prin neutralizarea acizilor cu NaOH.

Într-o capsulă de porțelan se pun la vaporizat până la sec, pe baia de apă, 10mL de probă de apă tratată cu 1mL de salicilat de natriu 0,5%. Reziduul uscat și răcit rămase se umezește cu 1 mL de acid sulfuric conc. Amestecul se trece cantitativ într-un balon cotat de 50 mL prin spălări succesive cu cuantumuri de 5 mL apă distilată. În balon se introduc 7 mL de NaOH 10 N și se aduce cu apă distilată până la semn. După 10 min. se măsoară absorbanța la λ=410 nm, în raport cu o soluție martor preparată în același mod pentru apă distilată. Concentrația de nitrați se determină din curba de etalonare trasată din soluții standard de nitrați pentru intervalul de concentrații 0,1-20 mg NO3-/L. Pentru concentrații mai mari de nitrați, în afara curbei de etalonare, se realizează diluarea probei de apă și se repetă procedeul de lucru. Valoarea de concentrație obținută se amplifică cu diluția.

IV.3. Rezultate și discuții

Rezultatele obținute în urma analizelor de laborator efectuate pentru cele cinci probe au fost înregistrate în Tab. IV.2. Rezultatele au fost discutate comparativ pentru fiecare parametru în parte și comparate cu normele în vigoare privind calitatea apelor subterane.

Ținând cont că o parte din apa din aceste fântâni este utilizată pentru consumul zilnic de către oameni și animale, pentru aprecierea calității apei și încadrarea ei într-o anumită clasă pe baza analizei proprietăților fizico-chimice s-au consultat mai multe documente legislative: Legea apei potabile 458/2002 cu modificările aduse în Legea 311/2004, Ordinul 161/2006 privind clasificarea calității apelor și Ordinul 621/2014privind aprobarea valorilor de prag pentru apele subterane din România.

În Tab. IV. 2 se poate vedea că pentru toate cele cinci probe s-au obținut valori ale temperaturii apei de 14-15°C, care este o temperatură normală pentru apele subterane, conform STAS-urilor vechi, din 1961, care prevedeau menționarea a cestui parametru.

Următorii doi parametrii menționați face referire la cantitatea de oxigen dizolvat în apă, respectiv la deficitul de oxigen al apei. Conform Legii 458/2002, gradul de saturație cu oxigen este situat peste 30% la probele 1, 2 și 4, ceea ce încadrează aceste ape în categoria A3 a apelor care pot fi folosite la obținerea apei potabile, în timp ce probele de apă 5 și mai ales 3 nu sunt recomandate a fi utilizate ca și ape potabile.

Tab. IV.2 Parametrii fizico-chimici determinași pentru probele de apă 1-5 analizate

Din punct de vedere al valorii pH-ului, toate probele au valori de pH cuprinse în intervalul 6.5-8.5, domeniu corespunzător categoria A1 de ape cu potențial de potabilizare.

Conductivitatea a fost la aproape toate probele de apă sub limita de 1000 µs/cm admisă conform Legii 458/2002, cu excepția probei 4, la care aceasta a fost ușor crescută. Conductivitatea crescută la această probă indică o încărcătură ionică mai ridicată în compoziția acestei ape.

În niciuna din probele de apă analizate nu s-a sesizat o concentrație mare de ioni clorură. Aceasta s-a situat mult sub pragul admis de 200 mg/L conform Legii 458/2002, cu privire la sursele de apă potabilă.

Conform STAS vechi alcalinitatea s-a încadrat sub pragul de 8.15 mval/L pentru aproape toate probele, cu excepția probei 3, unde aceasta este ușor crescută. Valoarea mai mare a alcalinității pentru proba 3 este susținută ulterior de concentrația mai mare de bicarbonați care se găsește în această apă. Datorită pH-ului pe care îl au aceste probe nu au fost identificate forme carbonat, care sunt stabile la un pH > 8.

Consumul chimic de oxigen CCOMn exprimat în mg O2/L a fost foarte mic, ceea ce arată că aceste ape nu sunt încărcate cu o cantitate mare de substanțe oxidabile. Aceste ape pot fi potabile deoarece limita maxim admisă de 10 mg O2/L pentru apele de categoria A1 menționate în Legea 458/2002 nu a fost atinsă de niciuna din probe.

În ceea ce privește conținutul de calciu, conform Ordinului 161/2006, proba de apă 4 se încadrează în categoria III deoarece are o concentrație de calciu între 100 și 200 mg/L, iar restul probelor se încadrează în categoria II, deoarece au Ca+2 de la 50 până la 100 mg/L. În schimb, toate probele de apă au un conținut de magneziu în intervalul 12-50 mg/L, corespunzător apelor de categoria II.

Tab. IV.3 Clasificarea apelor după gradul de duritate

După valoarea durității totale apele pot fi clasificate în moi, slab dure, moderat dure sau foarte dure. Clasele de duritate ale apei sunt prezentate în Tab. IV. 3. Din datele Tab. IV.2 și Tab. IV.3 se poate vedea că apa din toate cele trei fântâni este foarte dură. O apă foarte dură ridică probleme serioase de utilizare atât ca apă potabilă, cât și ca apă menajeră,deoarece își manifestă agresivitatea asupra tuturor corpurilor cu care intră în contact. Pentru o apă potabilă ar fi recomandată o duritate moderată spre slab dură. STAS-urile vechi recomandau o limită a durității totale a apelor subterane de 12 °germane și să fie lipsite de duritate permanentă, dar se poate vedea că aceste ape au valori mult mai ridicate ale durității.

Aceste ape au un conținut foarte scăzut de ioni de amoniu, sub limita de 0.5 mg/L conform Ordinului 621/2014 și intră astfel în categoria A2 de surse de ape potabile (Legea 458/2002). Nitriții se găsesc de asemenea în cantitate scăzută și nu depășesc limitele admise pentru ape potabile și subterane. În schimb nitrații din proba 1 depășesc limita maximă acceptată în condiții excepționale de 50 mg/L pentru apele potabilizabile, în timp ce probele 2, 3 și 5 au concentrații de nitrați în limita recomandată, de 25 mg/L.

Despre proba 1, a cărei apă este folosită pentru consumul zilnic are o încărcătură mare de substanțe oxidabile și un conținut mare de nitrați, ceea ce arată că a existat cândva o sursă de poluare, iar în momentul de față conținutul formelor reduse ale azotului (amoniu și nitriți) sunt în cantitate redusă. Deși toate apele analizate sunt foarte dure, proba 1 are cea mai mică duritate și din acest punct de vedere este cea mai recomandată pentru activitățile casnice.

Apa de la proba 2, care s-a specificat că nu este consumată ca apă potabilă, a avut toți parametrii fizico-chimici în limite normale, cu excepția faptului că este o apă mai dură decât cea de la proba 1. Conform analizelor fizico-chimice această apă are proprietăți corespunzătoare potabilizării.

Apa din fântâna dezafectată 3 are cel mai mare deficit de oxigen dizolvat ceea ce o face din start nerecomandabilă pentru consum, deoarece prezintă un risc crescut de contaminare cu agenți patogeni. Se mai poate observa de asemenea că este o apă cu o duritate extrem de mare, datorită unei concentrații foarte ridicate de bicarbonați și implicit și a unei alcalinității destul de mari. În această apă s-a găsit o cantitate mai mare de ioni de amoniu, ceea ce indică posibilitatea ca în vecinătatea cestei fântâni să existe o sursă de poluare.

În cazul probei 4, s-au observat depășiri ale limitelor admise la conductivitate, ceea ce arată o încărcătură ionică deosebită a acestei ape, confirmată ulterior prin concentrația foarte mare în ioni de calciu și duritatea foarte mare. În ceea ce privește compușii anorganici cu azot s-a găsit o concentrație mai mare pentru nitriți, ți mai redusă pentru nitrați, dar foarte mică pentru ionii de amoniu. Aceste date indică existența unei surse de poluare mai recente decât în cazul probei 1.

Proba 5, care provine din apa unui foraj săpat în vecinătatea unei stâne s-a caracteriza printr-o cantitate mai mare de substanțe oxidabile. Singurul parametru care ar ridica o atenție sporită îl reprezintă concentrația ionilor de amoniu, care arată că există posibilitatea de infiltrare în sursa de apă a forajului a unor reziduuri încărcate cu o sursă pentru acești ioni.

Pentru a putea privi cum variază acești parametrii comparativ de la o probă la alta, am trasat grafice pentru fiecare parametru în parte.

Primul parametru prezentat în Fig. IV.6 este densitatea, care este direct proporțională cu salinitatea, concentrația de săruri solubile. Cea mai mare încărcătură în săruri dizolvate a avut-o proba 1, iar cea mai mică s-a obținut la proba 5.

Fig. IV. 6. Densitatea determinată a probelor de apă 1-5

Cel de al doilea parametru analizat a fost conductivitatea (Fig. IV.7), care ne-a indicat concentrația ionilor liberi transportatori de sarcină electrică din soluție, altfel spus concentrația de ioni anorganici. Valoare mare a conductivității a fost obținută în mod așteptat pentru proba 1, dar în ciuda unei densități moderate cea mai mare conductivitate s-a măsurat la proba 4. Din datele Tab. IV. 2, se poate vedea că proba 4 a avut pH-ul cel mai acid și se știe că la valori mai acide de pH majoritatea cationilor trec în forme mai solubile.

Fig. IV. 7. Conductivitatea determinată a probelor de apă 1-5

Determinările cantității de oxigen dizolvat au arătat că în aproape toate probele, cu excepția probei 4 există o cantitate suficientă de oxigen, pentru a evita contaminarea cu agenți patogeni ai apei (Fig. IV.8).

Fig. IV. 8. Cantitatea de oxigen determinată pentru probele de apă 1-5

În cazul substanțelor oxidabile care se găsesc în aceste ape se poate vedea din Fig, IV.9, că cea mai mare concentrație s-a înregistrat la probele 1 și 5, iar cea mai mică concentrație a fost găsită în proba 4. Substanțele oxidabile pot fi de natură organică și anorganică și sunt substanțele care pot fi consumatoare ale cantității de oxigen din apă.

Fig. IV. 9. Cantitatea de substanțe oxidabile determinată pentru probele de apă 1-5

În Fig. IV.10 se poate vedea că cea mai mare concentrație de bicarbonați a fost obținută pentru proba 3 cu pH cel mai bazic, iar cea mai mică concentrație s-a obținut pentru apa cu pH-ul cel mai acid, proba 4. Acest fenomen este în strânsă legătură cu modul de identificare a concentrație de carbonat acid, prin titrarea probei cu HCl în prezență de metiloranj.

Fig. IV. 10. Concentrația de bicarbonați determinată a probelor de apă 1-5

În Fig. IV.11 se poate vedea că pentru probele 1-3 concentrația ionilor de calciu este aproape constantă, în timp ce la proba 5 aceasta este ușor crescută, în cea de a 4-a probă a suferit o creștere substanțială. Concentrația ionilor de magneziu a fost constantă în aproape toate probele, cu excepția apei 3 din fântâna dezafectată.

Fig. IV. 11. Concentrațiile ionilor de calciu și magneziu determinate în probele de apă 1-5

În ceea ce privește duritatea (Fig.IV.12) s-a tras concluzia că aceste ape sunt extrem de dure, mai ales apa din fântâna dezafectată 3. O problemă majoră este existența unei durități permanente prezente în absolut toate probele, iar care are o valoare foarte ridicată în proba de apă 4, care este utilizată pentru consum și activități zilnice.

Fig. IV. 12. Valorile durităților probelor de apă 1-5

În cazul analizei compoziție de compuși anorganici cu azot (Fig. IV. 13) s-a observat prezența unor surse de poluare pe bază de săruri de amoniu pentru aproape toate probele, cu excepția probei 2. În cazul probelor 3 și 5 sursa de poluare este destul de recentă, deoarece predomină forma amoniu neoxidată a azotului, sursa de poluare a probei 4 este mai veche, deoarece predomină formele oxidate nitriți și nitrați, iar pentru proba 1 s-a găsit aproape întreaga cantitate de azot oxidată sub formă de nitrați, ceea ce arată că poluarea în acest caz are o sursă și mai veche.

Fig. IV. 13. Concentrațiile compușilor anorganici cu azot din probele de apă 1-5

Fig. IV. 13. Concentrația clorurilor în probele de apă 1-5

Concentrația de cloruri a fost asemănătoare în aproape toate probele de apă analizate, cu excepția probei 1, în care concentrația ionilor clorură a fost foarte scăzută (Fig. IV.14). Diferența dintre proba 1 și restul poate fi sesizată ușor ca gust.

Analizele fizico-chimice ale probelor de apă din foraje de pe raza localității Husasău de Tinca ne arată o situație destul de bună a apelor subterane din pânza freatică din zonă. Problema comună sesizată este duritatea foarte mare, ceea ce arată prezența unui sol cu o structură preponderent calcaroasă specifică vecinătății Munților Apuseni.

CONCLUZII

Determinările parametrilor fizico-chimici ale celor cinci probe de apă din foraje au scos la iveală informații cu privire la calitatea și compoziția chimică a apei.

Despre proba 1, a cărei apă este folosită pentru consumul zilnic are o încărcătură mare de substanțe oxidabile și un conținut mare de nitrați, ceea ce arată că a existat cândva o sursă de poluare, iar în momentul de față conținutul formelor reduse ale azotului (amoniu și nitriți) sunt în cantitate redusă. Deși toate apele analizate sunt foarte dure, proba 1 are cea mai mică duritate și din acest punct de vedere este cea mai recomandată pentru activitățile casnice.

Apa de la proba 2, care s-a specificat că nu este consumată ca apă potabilă, a avut toți parametrii fizico-chimici în limite normale, cu excepția faptului că este o apă mai dură decât cea de la proba 1. Conform analizelor fizico-chimice această apă are proprietăți corespunzătoare potabilizării.

Apa din fântâna dezafectată 3 are cel mai mare deficit de oxigen dizolvat ceea ce o face din start nerecomandabilă pentru consum, deoarece prezintă un risc crescut de contaminare cu agenți patogeni. Se mai poate observa de asemenea că este o apă cu o duritate extrem de mare, datorită unei concentrații foarte ridicate de bicarbonați și implicit și a unei alcalinității destul de mari. În această apă s-a găsit o cantitate mai mare de ioni de amoniu, ceea ce indică posibilitatea ca în vecinătatea cestei fântâni să existe o sursă de poluare.

În cazul probei 4, s-au observat depășiri ale limitelor admise la conductivitate, ceea ce arată o încărcătură ionică deosebită a acestei ape, confirmată ulterior prin concentrația foarte mare în ioni de calciu și duritatea foarte mare. În ceea ce privește compușii anorganici cu azot s-a găsit o concentrație mai mare pentru nitriți, ți mai redusă pentru nitrați, dar foarte mică pentru ionii de amoniu. Aceste date indică existența unei surse de poluare mai recente decât în cazul probei 1.

Proba 5, care provine din apa unui foraj săpat în vecinătatea unei stâne s-a caracteriza printr-o cantitate mai mare de substanțe oxidabile. Singurul parametru care ar ridica o atenție sporită îl reprezintă concentrația ionilor de amoniu, care arată că există posibilitatea de infiltrare în sursa de apă a forajului a unor reziduuri încărcate cu o sursă pentru acești ioni.

Duritatea foarte mare înregistrată pentru absolut toate probele, concentrația mare de ioni de calciu și de carbonați arată că aceste ape de foraj provin dintr-o zonă cu un sol calcaros bogat în carbonat de calciu, care ajunge datorită mecanismelor de echilibru în formă solubilă în pânza freatică.

Rezultatele obținute arată cât de importantă ar fi monitorizarea calității apei și vieții în localitățile rurale de pe teritoriul județului nostru. Instruirea consumatorilor și utilizatorilor apei din fântâni ar fi obligatorie. Ei trebui să cunoască nivelul de calitate al apei pe care o folosesc,, cât și și modul ăn care ar putea să evite sau să îndepărteze sursele de poluare.

BIBLIOGRAFIE

PENTRU METODE

http://www.hydrop.pub.ro/PrelevareConservareTransport.pdf

Manescu S., H. Dumitrescu , Z. Barduta , M.L. Diaconescu , 1982, Chimia sanitara a mediului, II, Ed. Medicala, Bucuresti.

STAS 6324-61

STAS 8683-70

STAS 89001-71