Cercetări Privind Influența Micropolunaților Anorganici CU Grad Ridicat DE Toxicitate Asupra Stării Ecosistemelor Acvatice. Studiu DE Caz Râul Argeș Zona 1 Decembrie, Județ Ilfov

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCUREȘTI

FACULTATEA ȘTIINȚA ȘI INGINERIA MATERIALELOR

CERCETĂRI PRIVIND INFLUENȚA MICROPOLUNAȚILOR ANORGANICI CU GRAD RIDICAT DE TOXICITATE ASUPRA STĂRII ECOSISTEMELOR ACVATICE. STUDIU DE CAZ RÂUL ARGEȘ- ZONA 1 DECEMBRIE, JUDEȚ ILFOV

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:

Prof. Univ. Dr. Ing PREDESCU Cristian

ABSOLVENT:

BURLACU P. Iasmina-Florina

BUCUREȘTI

2016

FACULTATEA DE ȘTIINȚA ȘI INGINERIA MATERIALELOR Departamentul de Procesarea Materialelor Metalice si Ecometalurgie

Director departament,

Prof. Dr. Ing Florin Ștefănescu

Vizat,

LUCRARE DE DISERTAȚIE

A. Enunțul temei: Cercetări privind influența micropolunaților anorganici cu grad ridicat de toxicitate asupra stării ecosistemelor acvatice. Studiu de caz Râul Argeș- zona 1 Decembrie, județ Ilfov.

B. Cuprinsul temei:

CAP.I. LOCALIZAREA ȘI CARACTERISTICILE FIZICO-GEOGRAFICE ALE ZONEI DE STUDIU

CAP. II. EVALUAREA CALITĂȚII APEI ÎN ZONA DE STUDIU

CAP. III. SIMULAREA NUMERICĂ A POLUANȚILOR ANORGANICI

C. Contribuții personale constând în:

II. CERCETĂRII DE LABORATOR PRIVIND EVALUAREA CALITĂȚII APEI ÎN ZONA DE STUDIU

Măsurători și prelevări de probe din teren

Efectuarea analizelor de laborator și încadrarea rezultatelor obținute în clase de calitate a apei

Influența micropoluanților anorganici asupra ecosistemelor acvatice în zona de studiu

III. SIMULAREA NUMERICĂ A POLUANȚILOR ANORGANICI

Descrierea conceptuală a modelului utilizat

Prezentare scenariului de simulare numerică în zona de studiu

Măsuri de prevenire a poluării în zona de studiu

CONCLUZII ȘI RECOMANDĂRI

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:

Prof.Univ.Dr.Ing. PREDESCU Cristian

ABSOLVENT:

BURLACU P. Iasmina-Florina

Mulțumiri

Studiul de cercetare, realizat în efectuarea acestei lucrări, a fost elaborat cu sprijinul departamentelor: Laboratoare, Evaluarea Calității Mediului, Modelare Numerică și Sisteme Informațioanle Geografice, Hazarde Naturale și Tehnologice din cadrul Institutului Național de Cercetare- Dezvoltare pentru Protecția Mediului (INCDPM), cu sprijinul echipei de cercetători a INCDPM.

Mulțumirile mele sincere, Domnului Cristian Predescu, Profesor Universitar Doctor Inginer, la Universitatea Politehnica București, Facultatea de Știința și Ingineria Materialelor, Catedra Procesarea Materialelor și Ecometalurgie, pentru interesul pe care l-a arătat în realizarea acestei lucrări cât și pentru sprijinul științific ce mi l-a acordat, de asemeni pe această cale doresc să împărtășesc sentimentele mele de respect și de mare considerație ce i le port.

Totodată pe această cale, doresc ca echipa de cercetători care a fost implicată cât și echipa care s-a deplasat în teren pentru prelevări de probe să poată găsi aici mulțumirile mele sincere și nu în ultimul rând doresc să mulțumesc Domnului Director General Doctor Inginer György DEÁK a Institutului Național de Cercetare- Dezvoltare pentru Protecția Mediului- București pentru că mi s-a permis să realizez acest studiu utilizând infrastructura de cercetare din cadrul INCDPM.

CUPRINS

INTRODUCERE

Obiectivul general al studiului constă în evaluarea stării ecosistemelor acvatice privind prezența micropoluanților anorganici cu grad ridicat de toxicitate în lanțul trofic acvatic în zona București, Ilfov, râul Argeș în zona 1 Decembrie. Astfel pentru îndeplinirea obiectivului general al lucrării au fost efectuate prelevări de probe de apă, sedimente și biologice și ulterior analizate aceste probe în laborator pentru determinarea concentrațiilor micorpoluanților anorganici și gradul de toxicitate în zona de studiu finalizată printr-o simulare numerică pentru întreaga zonă studiată.

Obiectivele specifice ale acestei lucrări sunt:

identificarea stării și a tendințelor de evoluție a ecosistemelor acvatice;

identificarea unor poluanți prioritari care determină probleme specifice de mediu: eutrofizare, poluare cu metale grele, cu compuși anorganici;

prelucrarea datelor si compararea cu standardele în vigoare a concentrațiilor la anumiți poluanți identificați pentru a permite adoptarea măsurilor de protecție și de conservare corespunzătoare.

Rezultatele privind realizarea studiului:

– determinarea influenței concentrațiilor micropoluanților anorganici asupra ecosistemelor acvatice în zona de studiu;

– efectuarea unei simulări numerice privind distribuția concentrațiilor parametrilor analizați în laborator pe secțiunea analizată în studiu;

Scopul studiilor de evaluare a calității apei:

Evaluarea calității apelor de suprafață constă în monitorizarea parametrilor fizico-chimici, biologici, hidromorfologici, a poluanților prioritari sau evacuați în cantități importante și se realizează, la nivel național, prin secțiuni de control în flux rapid (zilnic și săptămânal, circa 12 indicatori de calitate, în peste 60 de secțiuni) și în flux lent (lunar pentru 50-60 de indicatori de calitate). Determinările se desfășoară în cadrul laboratoarelor de analize fizico-chimice, biologice și bacteriologice organizate la nivelul Direcțiilor bazinale și a Sistemelor de Gospodărirea Apelor.

Apa stă la baza vieții. Este o resursă crucială pentru umanitate, generând și sprijinind creșterea economică și prosperitatea. De asemenea, apa este esențială pentru ecosistemele naturale și pentru reglarea climei. Apa nu este un produs comercial ci este un patrimoniu care trebuie protejat, tratat și apărat ca atare, o resursă epuizabilă, vulnerabilă pentru societate, materie primă pentru activitățile productive, sursă de energie și cale de transport, precum și factor determinant în menținerea echilibrului ecologic (KM1).

Evaluarea calității apei râului Argeș, în zona 1 Decembrie, Județul Ilfov, București, prezintă interes spre a fi studiată dat fiind profilul complex al activităților socio-economice, sursele de poluare existente în zonă fiind foarte diverse. Activitățile sunt dominate de cultivarea agricolă a plantelor, însă sunt prezente și activitățile industriale de anvergură mică. Extinderea rapidă și neplanificată a spațiului construit a determinat degradarea zonei și crearea unor probleme în ceea ce privește alimentarea cu apă, lipsa unor sisteme de canalizare eficiente și apariția depozitelor necontrolate de deșeuri, aspecte care prin acțiunea sinergică duc la poluarea sistemului acvatic al râului Argeș și perturbarea ecosistemelor acvatice locale.

Așadar necesitatea efectuării unor studii cu privire la calitatea apei în această zonă reprezintă un punct ce trebuie luat în considerație, în vederea unei conservări durabile a ecosistemelor acvatice. Am avut ca și referință în realizarea acestei lucrări studiile realizate în cadrul Programului Nucleu 09 06 02 47.2., în cadrul INCDPM.

CAPITOLUL 1. LOCALIZAREA ȘI CARACTERISTICILE FIZICO-GEOGRAFICE ALE ZONEI DE STUDIU

Râul Argeș – zona 1 Decembrie, județul Ilfov

Zona de studiu este localizată pe teritoriul comunei 1 Decembrie, județul Ilfov, coordonate aproximative 44°16`12„ latitudine nordică – 26°03`14„ longitudine estică, pe cursul inferior al râului Argeș, la altitudinea de circa 60 metri.

Argeșul izvorăște din partea centrală a Munților Făgăraș, prin confluența izvoarelor Buda și Capra, drenează versanții sudici ai masivului, apoi trece în sectorul Muscelelor Argeșului și Dealurilor Argeșului, unde primește o serie de afluenți importanți (Vâlsan, Râul Doamnei, Râul Târgului), înainte de a intra în sectorul de câmpie, pe care o străbate în direcția NE-SV până la confluența cu Dunărea. Are o lungime totală de 350 km, și un bazin de 12 550 km2 (Atlasul Cadastrului Apelor din România).

Fig.1. Localizarea râului Argeș, zona 1 Decembrie, județul Ilfov

(sursa:INCDPM)

1.1.1. Localizarea si descrierea caracteristicilor fizico-geografice ale Râului Argeș in zona 1 Decembrie

Caracteristici geologice și geomorfologice

Zona de studiu se află localizată în subunitatea Câmpiei Române, denumită Lunca Argeș-Sabar, la altitudini de 50-70 m. Cele mai recente depozite geologice sunt cele ale Cuaternarului, reprezentate de strate sedimentare de pietrișuri, nisipuri și marne (strate de Frătești), cu grosimi de 20 – 100 m (Planul de Management al spațiului hidrografic Argeș-Vedea).

Profilul luncii este asimetric, cu fronturi de terase abrupte pe partea dreaptă a râului și versanți puțin înclinați în partea opusă. Existența depozitelor neconsolidate de nisipuri și pietrișuri permite infiltrarea ușoară a apelor meteorice și favorizează procesele de tasare și sufoziune.

Caracteristici climatice

Climatul temperat continental de tranziție cu nuanțe de excesivitate este caracterizat printr-o medie anuală a temperaturii aerului de 10-12°C, o amplitudine a temperaturilor maximă/minimă ce poate atinge ecartul de 50°C în timpul unui an. Vânturile predominante bat din partea de NE (22.4% la Băneasa) și SV (14.8% la Băneasa). Precipitațiile au valori medii de 550 – 600 mm/an. În perioada de primăvară sunt frecvente aversele cu valori ce pot depăși 100 mm/24 h (Planul de Management al spațiului hidrografic Argeș-Vedea).

Fig. 2. Variația temperaturii medii multianuale a aerului (°C) la stația București Filaret (1961-2000) (sursa: după ANM)

Caracteristici hidrologice

Pe teritoriul județului Ilfov, Argeșul este caracterizat de pante scăzute ale talvegului, cu valori de 1m/km, luncă largă cu numeroase zone înmlăștinite, pavaj hidraulic fin, constituit din silt/nisip și debit ce variază între 50 – 70 m3/s. Scurgerea maximă este realizată în sezonul de primăvară, când sunt frecvente inundațiile în zona de luncă, la debite de viitură de peste 100 m3/s. Lățimea albiei în zona analizată variază între 30 – 50 m. Transportul de sedimente și debitul mediu multianual de suspensii măsurate la stația Malu Spart arată valori de 41,74 kg/s pentru debitul de suspensii, respectiv un debit specific de 3,47 t/ha/an (Bratosin M., 2014).

Nivelul piezometric variază de la – 2 m în zona de terasă, până la -0.5 m în zona de luncă, fapt ce permite ajungerea poluanților în apa subterană foarte ușor, permițând o contaminare rapidă a apelor râului.

În amonte de zona de studiu, la aproximativ 12 km distanță, este amenajată Acumularea Mihăilești-Cornetu, lac artificial cu scopul de atenuare a viiturilor și producerea energiei electrice. Suprafața lacului este de aproximativ 1000 hectare, lungimea este de 8 km, lățimea maximă de 3 km iar adâncimea maximă de 22 metri. Volumul stocat este de 100 milioane de metri cubi de apă. Lacul este prevăzut cu diguri longitudinale de 2100 m lungime în partea dreaptă și 11 800 m pe cea stângă (Avădanei C., 2012).

Fig.3. Barajul Mihăilești

(sursa: http://musca.ro/wp-content/uploads/2014/05/Barajul-Mihailesti.jpg)

Din punct de vedere chimic, râul Argeș prezintă următoarele caracteristici principale (după Bratosin M., 2014): masa de materiale în suspensie atinge valori de 1869,8 mg/l la Amonte Priza Crivina (aprox. 30 km amonte de zona de studiu), representând depășiri ale valorilor limită ca urmare a deversărilor de ape uzate; alcalinitatea apei ajunge la valoarea de 1,64 mvl/l la Amonte Lacul Morii. Valorile parametrilor CCO (consumul chimic de oxigen) și CBO (Mn și Cr) arată depășiri ale limitelor claselor de calitate I și II. În ceea ce privește parametrii nutritivi, s-au observat depășiri ale limitelor admise pentru N total (1.4 – 3.3 mg/l între Am. Priza Crivina și Clătești (aprox. 50 km aval de sit), azotiți (0.125 mg/l) la punctul Am. Lacul Morii, azotați (1.56 mg/l) la Clătești și NH4 cu valori de 2.6 mg/l în punctul Clătești.

Caracteristici pedologice

Solurile au ca importanță în circuitul hidrologic capacitatea de limitare a infiltrării poluanților, dependentă de tipul de constituienți și starea ecologică a solului. În sectorul analizat sunt prezente luvisolurile, caracterizate prin migrarea slabă a argilei și cantitate de humus de 7-8%. În zona de luncă înmlăștinită apar gelisolurile, caracterizate prin stagnarea apei în profil și intense procese de reducere a substanțelor constituente din sol (Iojă, 2009).

Analiza vecinătăților

Zona adiacentă sitului este caracterizată de eterogenitate în ceea ce privește utilizarea terenurilor și activitățile socio-economice, cât și de o dinamică accentuată a modificărilor suprafețelor construite.

În partea nordică este localizată comuna 1 Decembrie, caracterizată prin dinamismul modificărilor antropice:

Spațiu rezidențial compact, de tip case

Terenuri abandonate și terenuri agricole în imediata vecinătate a albiei râului (10 ha)

Suprafețe supraumectate eutrofizate la marginea complexelor rezidențiale

Unități industriale: APLAST, ROMCOLOR

Canalizare pentru 90% din spațiul rezidențial

Extindere rapidă a spațiilor construite

Partea estică este una mai puțin dinamică, întrucât se află la limita între două localități și județe, aspectele importante fiind:

Teritoriu aparținător comunelor Adunații – Copăceni și Varlaam

Spațiu rezidențial discontinuu de tip case

Terenuri agricole extinse (aprox. 200 ha) pe terasele și lunca râului

Suprafețe supraumectate eutrofizate (aprox. 50 ha) în lunca râului

În partea sudică, spațiul este mult mai omogen, caracterizat prin:

Teritoriu aparținător comunei Adunații – Copăceni

Spațiu rezidențial compact de tip case

Terenuri agricole fragmentate

Acces incomplet la canalizare

Partea vestică are caracter semi-agricol, și este caracterizată prin:

Teritoriu aparținător comunelor Adunații – Copăceni și Dărăști-Vlașca

Spațiu rezidențial discontinuu

Terenuri agricole

Suprafețe supraumectate eutrofizate în lunca râului (aprox. 10 ha)

1.2. Descrierea ecosistemelor acvatice din zona de studiu

Importanța ecosistemelor acvatice din zona de studiu este una ridicată, întrucât aceasta se constituie ca și zonă de legătură cu arii protejate de interes national și european. Astfel, există dependențe de ordin ecologic ale biocenozelor din ariile protejate cu cele din zona analizată. Ariile protejate existente în zona adiacentă sit-ului analizat sunt diverse, și protejează specii de interes european și internațional.

Ariile protejate existene în apropiere:

ROSCI 0138 Pădurea Bolintin – 20 km NV, în amonte, lunca Argeșului

ROSCI 0106 Luna Mijlocie a Argeșului – 20 km amonte

Parcul Natural Comana – 10 km SV, în aval

ROSCI 0043 Comana – 10 km SV în aval

ROSPA 0022 Comana – 10 km SV în aval

Cunoașterea stadiului poluării în zonă este util pentru analiza impactului atât asupra ecosistemelor acvatice locale, dar în special asupra biodiversității și habitatelor din aval, anume cea protejată în Parcului Natural Comana (extremitatea nord-estică), în situl de importanță comunitară SCI 0043 Comana și în situl de protecție avifaunistică SPA 0022 Comana.

Descrierea ecosistemelor prezente

Starea ecologică a ecosistemelor acvatice este direct dependentă de condițiile ecologice din mediul terestru, impunându-se și cunoașterea acestuia (calitatea factorilor de mediu, dinamismul lanțurilor trofice, schimburile de energie, etc) pentru asigurarea protecției integrale a biodiversității și habitatelor.

Habitate

Habitatele prezente în zona adiacentă sit-ului sunt protejate la nivel european prin Directiva 92/43/EEC pentru conservarea habitatelor naturale, Anexa II, și anume:

Cod Habitat: 91E0

Păduri aluviale cu Alnus glutinosa și Fraxinus excelsior (Alno-Padion, Alnion incanae, Salicion albae).

Fig.4. Alnus glutinosa

(sursa: http://www.complete-encyclopedie.nl/Bomen+en+struiken/Zwarte+Els/)

Fig.5. Fraxinus excelsior

(sursa: https://davisla3.files.wordpress.com)

Cod Habitat: 91F0

Păduri ripariene mixte cu Quercus robur, Ulmus laevis și Ulmus minor, Fraxinus excelsior sau Fraxinus angustifolia și Ulmenion minoris.

Fig.6. Quercus robur

(sursa: http://newfs.s3.amazonaws.com)

Fig. 7. Fraxinus excelsior

(sursa: http://www.biolib.cz)

Cod Habitat: 92A0

Asociații de Salix alba și Populus alba.

Fig.8. Salix alba

(http://warehouse1.indicia.org.uk)

Fig.9. Populus alba

(http://www.swcoloradowildflowers.com)

Specii

Specii protejate conform Articolului 4 al Directivei 2009/147/EC pentru conservarea păsărilor sălbatice, listată în Anexa II a Directivei 92/43/EEC pentru conservarea habitatelor naturale:

Bombina bombina (Amfibian)

Fig.10. Bombina bombina

(sursa: zoologysp.blogspot.com)

Aspius aspius (Pește)

Fig.11. Aspius aspius

(sursa: https:// commons.wikimedia.org)

Cobitis taenia (Pește)

Fig. 12. Cobitis taenia

(sursa: http:// www.oerred.dk )

Gobio kessleri (Pește)

Fig.13. Gobio kessleri

(sursa: www.primariabailesti.ro)

Sabanejewia aurata (Pește)

Fig.14. Sabanejewia aurata

(sursa: http:// enfo.agt.bme.hu)

Emys orbicularis (Reptilă)

Triturus cristatus (Reptilă)

Lutra lutra (Mamifer)

Specii de pești identificate de Bănărescu (1964) în bazinul mijlociu al Argeșului, menționate în Ureche, 2007:

Sabanejewia romanica (Lista Roșie IUCN)

Squalis cephalus

Alburnus alburnus

Pseudorasbora parva

Barbus petenyi

Orthrias barbatulus

Lepomis gibbosus

Perca fluviatilis

Stocul numeric estimat după Ureche 2007 este de 6.86 exemplare/100 mp, iar stocul gravimetric este de 83g/ mp și este aflat în clasa de integritate V (moderată).

1.3. Descrierea surselor de poluare existente în zona 1 Decembrie – râul Argeș, județul Ilfov și influența acestor surse de poluare asupra ecosistemelor acvatice

Dat fiind profilul complex al activităților socio-economice, sursele de poluare existente în zonă sunt foarte diverse. Activitățile sunt dominate de cultivarea agricolă a plantelor, însă sunt prezente și activitățile industriale de anvergură mică. Extinderea rapidă și neplanificată a spațiului construit a determinat degradarea zonei și crearea unor probleme în ceea ce privește alimentarea cu apă, lipsa unor sisteme de canalizare eficiente și apariția depozitelor necontrolate de deșeuri, aspecte care prin acțiunea sinergică duc la poluarea sistemului acvatic al râului Argeș și perturbarea ecosistemelor acvatice locale.

Sursele de poluare potențiale indentificate în zona studiată:

Deversări de ape uzate de la spațiile rezidențiale din zonă:

Cartierul Green City din Comuna 1 Decembrie se află localizat în lunca Argeșului, la 100 metri de albia minoră. Lipsa sistemelor de canalizare eficiente duc la infiltrarea de substanțe poluante în apele subterane și în final în Argeș.

Comuna Adunații Copăceni, în care lipsește canalizarea eficientă

Localitățile din amonte: Dărăști-Vlașca, Dărăști-Ilfov, Dumitrana, Mihăilești, Cornetu, Buda, Buturugeni, Bolintin Vale, Malu Spart etc.

Poluare cu detergenți, metale grele, substanțe organice

Deversări de ape uzate de la ferme piscicole

Poluare cu nutrienți – N, P, și compuși ai acestora

Scurgerea apelor pluviale de pe suprafețele agricole:

Acumulare de nutrienți (N, P, compuși secundari)

Pesticide, biocide, îngrășăminte

Metale grele

Alți compuși anorganici (materiale de construcție, produse industriale)

Sedimente, pulberi

Depozitarea neconformă a deșeurilor

Poluare fizică (ocuparea/distrugerea habitatelor)

Gamă largă de compuși (metale grele, uleiuri, materiale de construcție, resturi organice)

Depuneri aeriene din surse fixe sau mobile (depuneri directe sau spălate pluvial):

Traficul. Zona se află la intersecția unor artere de transport importante (E85, E70, DJ 412A, DJ 401D). Substanțe poluante: metale grele (Pb, Cd, Hg), PM10, PM2,5, NOx, SO2, COV, CO.

Centralele termice din localitățile adiacente și cele ale Municipiului București (SO2, NOx, pulberi metalice de Pb, CO)

Emisii de la unitățile industriale din zonă (în situația funcționării neconforme); APLAST, ROMCOLOR: metale grele, COV, pulberi, substanțe secundare de producție

Activitățile de extracție a agregatelor de râu (balastiere) în amonte de sit:

Balastierele de la Dărăști, Bolintin Vale, Mihăilești

Perturbarea habitatelor acvatice și a scurgerii prin excavații și transport de material

Scurgeri potențiale de uleiuri sau alte substanțe de la utilaje

Poluare transmisă din amonte (în afara zonei adiacente studiului):

Deversări de la unitățile industriale și complexele rezidențiale de la orașele mari (Pitești, Topoloveni)

Scurgeri pluviale de pe ternurile agricole și alte spații poluate

Depozite neconforme de deșeuri

Impactul acestor surse de poluare și degradare asupra ecosistemelor acvatice este unul complex întrucât afectează circuitele biogeochimice stabilite la nivelul mediului. Aceste impacte sunt atât directe, prin distrugeri de habitat cât și indirecte prin contaminarea apei cu diverse substanțe poluante.

Impactul asupra ecosistemelor se realizează prin infiltrarea poluanților în apa râului, atât pe cale directă (deversări, infiltrații), cât și indirectă (depuneri aeriene). Afectarea biocenozelor acvatice se realizează prin procesele de bioacumulare, ce reprezintă acumularea de substanțe poluante în organisme acvatice) și biomagnifiere, definită ca transferul de substanțe poluante de la un organism la altul prin lanțul trofic (Pritchard, 1993).

Impactul metalelor grele

Bioacumularea metalelor grele (Pb, Cd, Hg, Ni, Zn etc.) în organismele acvatice duce la gamă foarte largă de efecte negative, dintre care cele mai importante sunt (Abbasi, 2010; Nwamaka, 2013; Zeitoun, 2014): reducerea creșterii, apariția anomaliilor în perioada de dezvoltare (deformații), apariția anomaliilor locomotorii, afectarea sistemului nervos, creșterea susceptibilității la boli, modificări genetice și creșterea mortalității.

Impactul nutrienților

Input-ul de N și P în apele râului, ca urmare a deversării apelor uzate și a spălării pluviale a terenurilor agricole duce la fenomentul de eutrofizare a apei. Existența suprafețelor mlăștinoase în zona de luncă constituie spațiu de acumulare a acestor nutrienți, care ajung în cele din urmă în apa râului. Creșterea concentrației de N și P din apa râului are o serie de efecte negative, cum sunt (Smith, 1999; Schwarzenbach, 2006): schimbarea pH-ului apei, ce afectează speciile sensibile, eutrofizarea apelor sau înflorirea algală, cu specii din genurile Oscillatoria ssp. sau Microcystis ssp. Proliferarea acestor alge în ape duce la scăderea concentrației de oxigen dizolvat din apă, reducerea clarității apei, perturbarea circuitelor de autoepurare a apei. Toate aceste efecte determină creșterea foarte accentuată a mortalității la pești (Camargo, 2006).

Impactul pesticidelor

Pesticidele sunt dăunătoare peștilor atât ca și compus integru, cât și prin substanțele rezultate din degradarea acestuia prin diverse procese (fotodescompunere, descompunere termică). Diversitatea mare a produselor (pesticide, fungicide, insecticide) folosite duce la difucultate în ceea ce privește evaluarea clară a impactului întrucât se folosește o gamă foarte largă de substanțe chimice. Efectele principale sunt reprezentate de: scăderea greutății peștilor, scăderea rezistenței la boli, sterilitate, scăderea vigilenței la prădători și creșterea mortalității (Jhonson, 1980).

Impactul deșeurilor

Persistența deșeurilor în mediul acvatic determină impact continuu și foarte divers asupra speciilor de pești (Vasanthi, 2007 et.al.). Deșeurile afectează ecosistemele acvatice atât direct, prin ocuparea habitatelor și perturbarea proceselor de autoepurare, cât și indirect, prin gama foarte largă de substanțe plouante provenite prin descompunerea ulterioară a acestora în mediul acvatic.

CAPITOLUL 2. EVALUAREA CALITĂȚII APEI ÎN ZONA DE STUDIU

2.1. Măsurători si prelevări de probe din teren

Pentru realizarea Proiectului de Disertație cu titlul Cercetări privind influența micropolunaților anorganici cu grad ridicat de toxicitate asupra stării ecosistemelor acvatice. Studiu de caz Râul Argeș- zona 1 Decembrie, județ Ilfov au fost organizate măsurători de teren, prelevări de probe și observații directe asupra componentelor naturale și antropice locale.

Activitățile de teren au constat în :

Prelevare de probe de apă

Prelevare de sedimente din albia minoră a râului

Prelevare de probe biologice (plante)

Observații directe în teren

Probele astfel prelevate au fost etichetate, codificate și transportate în condiții de maximă siguranță la laboratorul institutului pentru analiză.

Operațiunea de prelevare a probelor a respectat criteriile esențiale privind asigurarea calității: depozitarea probelor, transportul și analiza cât mai rapidă a probelor.

În tabelul 1 sunt prezentate caracteristicile punctelor de prelevare:

Tabel 1. Sinteza punctelor de prelevare

Prelevarea probelor de apă

Probele de apă au fost colectate din 6 puncte, din care 5 distribuite longitudinal pe malul stâng al râului Argeș, iar unul pe malul drept. Punctele au fost alese la distanțe egale de 500 metri, pe o rază de 2 km (Fig. 15). A fost realizată marcarea cu spray a punctelor de colectare spre identificarea mai facilă a acestora în cazul unor campanii viitoare.

Fig.15. Localizarea punctelor de colectare

(sursa:INCDPM)

Fig.16. Marcarea punctelor de prelevare

(sursa:INCDPM)

Pentru prelevarea probelor de apă, au fost utilizate bidoane de plastic de 5000 ml decontaminate în prealabil și codificate (Fig.17.), de la aproximativ 1 metru distanță de mal și 0,5 m adâncime. Probele au fost aduse la laborator în aceeași zi pentru a preveni degradarea proprietăților apei, ce poate duce la rezultate eronate după realizarea analizelor chimice.

Fig.17. Recipienții de plastic utilizați

(sursa: INCDPM)

Prelevarea sedimentelor

Sedimentele târâte (din albia minoră) au fost prelevate din tot de la aceeași distanță de mal și din aceleași puncte. Probele s-au prelevat în recipiente din polietilenă de 750 ml (spălate cu detergent și clătite cu apă distilată). Pentru colectarea acestora s-a utilizat un dispozitiv format dintr-un pol și o cupă de prelevare (Fig.18). Solul a fost apoi depozitat în recipienți de plastic cu capac, etichetați.

Fig.18. Prelevare probe de sediment

(sursa: INCDPM)

Colectarea de probe biologice

Plantele acvatice au fost prelevate de la malul apei (Phragmites australis) din aceleași 6 puncte din care s-au colectat și celelalte probe. Probele de stuf au fost depozitate în pungi de plastic înscripționate (Fig. 19), porționate (rădăcină, tulpină, frunză, floare).

Fig. 19. Prelevare probe de plante

(sursa: INCDPM )

Observațiile directe

A fost realizată o analiză vizuală a sit-ului în vederea identificării surselor de poluare potențiale și examinarea condițiilor topografice și hidrologice locale. Au fost realizate fotografii ale aspectelor importante și un montaj video în profilul longitudinal al râului pe distanța studiată de 2 km.

Fig.20. Fotografie a zonei podului, sit-ul de colectare a primelor două probe

(sursa: INCDPM)

Fig.21 Fotografie a unui deversor inundat

(sursa: INCDPM)

Fig.22. Canal de evacuare a apelor uzate pe malul stâng al râului Argeș

(sursa: INCDPM)

Fig.23. Canal de evacuare a apelor uzate pe malul drept al râului Argeș

(sursa: INCDPM)

2.1.1.Pregătirea probelor pentru analiza metalelor

Pentru determinarea micropoluanților anorganici probele de apă ajunse în laborator, au fost eșantionate și stabilizate cu acid azotic (0,5 ml%) în vederea determinării concentrației totale de metal și a fracției dizolvate.

Probele de sediment au fost lăsate să se usuce la temperatura camerei, apoi mojarate și sitate prin sita cu dimensiunea ochiurilor de 63µm. Pentru mineralizare s-a folosit apă regală (9 ml HCL 37% și 3 ml HNO3 65%). Metoda de digestie folosită a fost cea prevăzută în librăria de date a digestorului cu microunde tip Berghoff MWS4 la temperatura de 200oC timp de 30 minute. După mineralizare au fost filtrate și aduse la balon cotat de 100 ml cu acid azotic 0.5% v/v.

Probele de plante au fost spălate cu apă bidistilată, după care au fost lăsate la temperatura camerei pentru uscare. După câteva zile, plantele au fost mărunțite și apoi uscate la etuvă la 60oC. După uscare au fost mojarate pentru a obține o probă cât mai omogenă.

Fig.24. Pregătirea plantelor acvatice pentru analiză

(sursa INCDPM)

Pentru mineralizare s-a folosit acid azotic 65%. Instalația de mineralizare folosită este de tip VELP scientific, fierbere la presiune atmosferică cu reflux, 150oC, timp de 2 h, prezentată în figura 25. După mineralizare probele cu metalele în soluție au fost filtrate și aduse la balon cotat de 100 ml, cu acid azotic 0.5% v/v.

Fig. 25. Mineralizarea probelor de plante acvatice

(sursa: INCDPM)

Concentrațiile micropoluanților anorganici din probele astfel obținute au fost analizate conform procedurii de lucru specifică Spectrometrului de absorbție atomică ContrAA 700, Analytikjena.

2.2 Efectuarea analizelor de laborator și încadrarea rezultatelor obținute în clase de calitate a apei

2.2.1. Caracterizarea fizico-chimică a calității apei

Evaluarea din punct de vedere fizico-chimic a calității apei rîului Argeș s-a realizat comparând valorile obținute ale fiecărui indicator, din fiecare punct de prelevare, cu valorile limită ale claselor de calitate prevăzute în Ordinul 161/2006 – „Normativ privind clasificarea calității apelor de suprafață în vederea stabilirii stării ecologice a corpurilor de apă”. Acest normativ prevede clasificarea apei în cinci clase de calitate.

Indicatorii de caracterizare fizico-chimică a calității apei lacurilor au fost repartizați în șase grupe principale:

grupa „regim termic și al acidifierii”: temperatură, pH;

grupa „regim de oxigen” – indicatori: CBO5, CCO-Mn, CCO-Cr;

grupa „nutrienți” – indicatori: amoniu, azotiți, azotați, azot total, ortofosfați, fosfor total, clorofila „a”;

grupa „salinitate” – indicatori: conductivitate, reziduu filtrabil, cloruri, sulfați, magneziu, calciu;

grupa „poluanți toxici specifici de origine naturală”– indicatori: cadmiu, crom, cupru, plumb, cobalt, zinc, fier, mangan și sodiu atât forma totală (T) cât și forma dizolvată (D);

grupa „alți indicatori chimici relevanți” – indicatori: indice de fenoli și detergenți.

În tabelul 2 sunt prezentate rezultatele analizelor fizico-chimice ale probelor de apă prelevate din râul Argeș, pentru cele șase puncte de prelevare: P1MD, P1MS, P2MS, P3MS, P4MS și P5MS.

Tabelul 2. Rezultatele indicatorilor fizico-chimici analizați

Rezultatele analizelor fizico-chimice efectuate pentru probele de apă prelevate din râul Argeș evidențiază următoarele aspecte cu privire la încadrarea în clasele de calitate conform Ordinului 161/2006:

pH-ul a înregistrat valori cuprinse între 8,1 și 8,18, un pH ușor alcalin, caracteristic apelor de suprafață, încadrându-se în domeniul de variație prevăzut în Ordinul 161/2006;

valorile CCO-Cr au încadrat râul în clasa I-II de calitate cu un maxim de 16,8 mg O2/L în punctul P1 MS;

valorile nutrienților au fost relativ scăzute încadrând lacul în clasele I și II de calitate cu excepția azotului amoniacal ale cărui valori au încadrat râul în clasa III de calitate;

valorile indicatorilor de salinitate au încadrat râul în clasele de calitate I și II;

concentrațiile metalelor grele, atât în forma totală cât și în forma dizolvată, au încadrat apa râului în clasa I de calitate cu excepția fierului în forma totală care s-a încadrat în clasa de calitate II;

indicele de fenol și detergenții au înregistrat valori care s-au situat în clasele I și II de calitate.

Apa râului Argeș s-a încadrat în ansamblu în clasele I – II de calitate, cu excepția azotului amoniacal pentru care s-au înregistrat valori caracteristice clasei a III-a de calitate.

În tabelul 3 este prezentată variația concentrațiilor metalelor grele totale, din apă, în cele 6 puncte de prelevare.

Tabel 3. Variația concentrațiilor metalelor grele totale din apă, în sectorul studiat.

Concentrațiile metalelor grele totale din apă, în punctele studiate au variat astfel: cadmiul – între 0,003µg/L (P4MS) și 0,054µg/L (P1MS); cromul- între 0,425µg/L (P1MD) și 0,754µg/L (P5MS); cuprul – între 1,703µg/L (P3MS) și 2,009µg/L (P2MS); plumbul – între 0,413µg/L (P4MS) și 0,684µg/L (P2MS); cobaltul- între 0,006µg/L (P1MD) și 0,277µg/L (P1MS); zincul – între 0,201µg/L (P5MS) și 0,312µg/L (P2MS); fierul tot. – între 0,272µg/L (P1MD) și 0,546 µg/L (P1MS); manganul – între 0,036µg/L (P1MD) și 0,050µg/L (P1MS și P2MS); sodiul – între 11,832µg/L (P1MS și P2MS) și 11,902µg/L (P4MS).

2.2.2. Evaluarea calității sedimentelor din punct de vedere al concentrațiilor micropoluanților anorganici

Din probele de sediment au fost determinate concentrațiile micropoluanților anorganici: cadmiu, crom, cupru, plumb, nichel și zinc. Valorile concentrațiilor, exprimate în mg/Kg, au fost comparate cu concentrațiile maxim admise (CMA) conform Ordinul 161/2006.

Tabel 4. Dinamica metalelor grele din sediment în cele șase puncte de prelevare.

Fig. 26. Variația concentrațiilor metalelor grele în probele de sediment în sectorul studiat

În urma rezultatelor obținute se observă o variație uniformă a micropoluanților anorganici în cele 6 puncte de prelevare. Concentrațiile metalelor scad de la punctul P1MD până la punctul P4MS, iar apoi cresc ușor în punctul P5MS. Valorile obținute nu depășesc concentrațiile maxim admise din Ordinul 161/2006, cu excepția nichelului din punctele P1MD și P2MS care au înregistrat depășiri nesemnificative ale limitei impuse (35 mg/Kg).

2.2.3. Caracterizarea plantelor din punct de vedere al conținutului de metale grele.

Plantele acvatice mineralizate, specia Phragmites australis, au fost analizate din punct de vedere al metalelor grele: cadmiu, crom total, cupru, plumb, nichel și zinc

Tabelul 5. Concentrațiile metalelor grele pe porțiuni din plantă.

Tabel 6. Variația concentrațiilor metalelor grele în rădăcina plantelor acvatice

În urma rezultatelor obținute se observă că cea mai mare concentrație de metale grele în rădăcină, s-a obținut la zinc în toate punctele de prelevare și la cupru în punctul P2MS.

Tabel 7. Variația concentrațiilor metalelor grele în tulpina plantelor acvatice

În cazul tulpinei de Phragmites australis, valorile cele mai ridicate s-au înregistrat în punctul P5MS la toate metalele mai puțin la cadmiu unde concentrația cea mai mare s-a regăsit în tulpina prelevață din punctul P1MD.

Tabel 8. Variația concentrațiilor metalelor grele în frunza plantelor acvatice

Concentrația metalelor grele regăsită în frunza plantelor acvatice prelevate a variat foarte mult, însă o valoare extrem de mare a zincului s-a regăsit în frunza plantei prelevate din punctul P1MS (103.992 mg/Kg).

Tabel 9. Variația concentrațiilor metalelor grele în floarea de Phragmites australis

Floarea de Phragmites australis prelevată din punctul P3MS a inregistrat cea mai mare concentrație de metale grele la zinc (49.059 mg/Kg) și cea mai mică concentrație la cadmiu (0.149 mg/Kg).

2.3. Influența micropoluanților anorganici asupra ecosistemelor acvatice în zona de studiu

În ultimul timp poluarea mediului înconjurător cu metale grele a atras atenția din cauza problematicii deosebit de complexe ridicate de acest fenomen deoarece, majoritatea metalelor grele nu se găsesc sub formă solubilă în apă sau, dacă într-adevăr există, speciile chimice respective sunt complexate cu liganzi organici sau anorganici, fapt care influențează radical toxicitatea acestora (C. Popescu, 2010).

Pentru evaluarea toxicității metalelor asupra unui ecosistem, analiza metalelor grele în organismele acvatice reprezintă o activitate principală. În organismele acvatice, metalele se pot acumula prin contact direct, prin consumul de hrană sau în mod combinat. Conform Agenției pentru Protecția Mediului, SUA (J.C.Aka et al., 2012).

Factorul de bioconcentrare (BCF) reprezintă raportul dintre concentrația contaminantului în organism și concentrația din mediul în care acesta trăiește (apa contaminată).

La nivelul ecosistemului acvatic, bioacumularea metalelor grele depinde atât de natura metalului, cât și de veriga din lanțul trofic.

Din analiza comparativă a factorului de bioacumulare în raport cu sedimentul a celor două părți din planta acvatică, rezultă că rădăcăna are capacitatea cea mai mare de a acumula metale grele în ordinea următoare Zn>Cu>Pb>Ni>Cr, iar tulpina în ordinea Zn>Cr>Ni>Pb>Cu.

Fig. 27. Factorul BCF rădăcină/sediment

Fig.28. Factorul BCF tulpină/sediment

Comparând factorul de bioacumulare în raport cu apa a celor două părți din planta acvatică (rădăcină și tulpină), rezultă că rădăcina are capacitatea cea mai mare de a acumula metale grele în ordinea următoare Cd > Cr>Cu>Pb, iar tulpina în ordinea Cr>Pb>Cd>Cu.

Fig.29. Factorul BCF radacină/apă (mg/kg/mg/L)

Fig.30. Factorul BCF tulpină/apă (mg/kg /mg/L)

Cuprul este un microelement esențial pentru fotosinteză, dar în concentrații mari devine toxic. Cadmiul este translocat în țesuturile vegetale ca urmare a înlocuirii unor elemente esențiale cum ar fi calciul și potasiul devenind toxic atunci cînd este acumulat în concentrații ridicate (Jitar O. A., 2015).

Din analiza comparativă a factorului de bioacumulare în raport cu apa și a factorului de bioacumulare în raport cu sedimentul a porțiunilor din planta acvatică, specia Phragmites australis, rezultă că aceasta prezintă capacitatea de a acumula metale în cantitate mai mare în tulpină față de rădăcină.

În concluzie factorul de bioacumulare la nivelul apei este mai mare decât cel la nivelul sedimentului, ceea ce arată că bioconcentrarea, bioacumularea de către plantele acvatice este mai mare în apă decât în sediment.

CAPITOLUL 3. SIMULAREA NUMERICĂ A POLUANȚILOR ANORGANICI

3.1. Descrierea conceptuală a modelului utilizat (simularea numerică 2D a poluanților in softul ArcGIS®)

Simularea numerică reprezintă o componentă a modelării matematice ce constă în reproducerea computerizată a comportamentului unei variabile sau sistem (Khaner et.al., 1989).

Metodele de simulare a poluanților din mediul acvatic permit extrapolarea rezultatelor măsurătorilor punctuale la nivelul arealului sau ecosistemului analizat. Acest lucru este foarte util pentru estimarea mult mai exactă a impactului poluării asupra habitatelor și speciilor, întrucât informația este analizată la o scară superioară, cea a ecosistemlului.

Pentru zona de studiu 1 Decembrie, Râul Argeș, a fost realizată o simulare numerică 2D în mediul de lucru ArcGIS®, folosind produsul ArcMap™, dezvoltat de Esri (www.esri.com).

Metoda de interpolare

Simularea numerică a fost realizată prin metoda matematică a interpolării spațiale. Interpolarea este un procedeu matematic care constă în realizarea predicției unor valori pe baza altor valori din aceeași mulțime sau șir de numere (Khaner et.al., 1989, Fig. 31).

Fig. 31. Exemplu de interpolare a valorilor de temperatură

(sursa :www.esri.com)

Interpolarea spațială reprezintă aplicarea procedeului matematic al interpolării însă pentru date spațiale. În cazul acestei metode, pornind de la puncte cu valoare cunoscută (măsurate în teren), se realizează o predicție a altor puncte de valoare necunoscută. Rezultatul interpolării spațiale îl constituie o suprafață (raster) sau o mulțime de puncte care acoperă un areal predefinit (Huisman, 2009). Predicția se realizează prin aplicarea asupra valorilor punctelor cunoscute a unei funcții matematice bazată pe metode statistice (Fig. 32).

Fig.32. Schema metodei de interpolare spațială IDW

(după Huisman, 2009)

Metoda de interpolare Inverse Distance Weighted (IDW) reprezintă o metodă de interpolare bazată pe conceptul conform căruia valorile punctelor mai apropiate sunt mai corelate decât valorile punctelor mai îndepărtate. Pentru măsurarea valorilor punctelor necunoscute, IDW folosește valorile punctelor apropiate cărora le sunt aplicate greutăți statistice. Valorile punctelor cele mai apropiate de punctul de valoare necunoscută vor avea influență mai mare decât punctele mai îndepărtate, astfel, fiecare punct are o influență care descrește cu distanța (ArcGIS Help). Atribuirea acestor greutăți se aplică printr-o funcție de putere (Fig. 33). ai căror parametri pot fi manipulați în unealta de interpolare IDW ArcGIS.

Fig.33. Reprezentare schematică a funcției de putere (resources.argis.com)

Interpolarea se poate relaționa mai bine cu condițiile reale și prin modificarea zonei de vecinătate pe baza căreia se realizează atribuirea greutăților. Prin aceasta se pot include în simulare și influențele direcționale, ca în exemplul de mai jos pentru interpolarea pentru Cadmiu.

Fig.34. Exemplu de modificare a zonei de vecinătate pentru interpolarea concentrațiilor de Cd

3.2. Prezentarea scenariului simulării numerice în zona de studiu

În prezentul studiu, pentru zona 1 Decembrie, Râul Argeș, a fost realizată o simulare numerică 2D a poluanților Cadmiu, Crom, Cupru, Plumb, Cobalt, Zinc, Fier, Mangan si Sodiu în mediul de lucru ArcGIS®, folosind produsul ArcMap™, dezvoltat de Esri (www.esri.com). Simularea numerică a fost efectuată pe valorile concentrațiilor totale ale poluanților toxici specifici de origine naturală menționați anterior, cu scopul reprezentări distribuției concentrațiilor de compuși anorganici pe secțiunea de studiu.

Fig.35. Reprezentarea concentrației de Cadmiu total în secțiunea analizată

Fig.36. Reprezentarea concentrației de Natriu total în secțiunea analizată

Fig.37. Reprezentarea concentrației de Plumb total în secțiunea analizată

Fig. 38. Reprezentarea concentrației de Zinc Total în secțiunea analizată

Fig.39. Reprezentarea concentrației de Crom total în secțiunea analizată

Fig.40. Reprezentarea concentrației de Cupru total în secțiunea analizată

Fig.41. Reprezentarea concentrației de Fier total în secțiunea analizată

Fig.42. Reprezentarea concentrației de Mangan total în secțiunea analizată

Fig.43. Reprezentarea concentrației de Cobalt total în secțiunea analizată

3.3. Măsuri de prevenire a poluării în zona de studiu

În domeniul de gestiune și prevenție a poluării se pot implementa o serie de măsuri bazate pe instrumente de management. Aceste instrumente aparțin diferitelor domenii (tehnologic, socio-economic, legislativ, juridic), iar pentru a a asigura eficiența în ceea ce privește prevenirea și controlul poluării, se recomandă aplicarea integrată a acestora întrucât respectă principiile de protecția mediului și cele de dezvoltare durabilă (UNEP Guide for Water Pollution Control). Protecția apelor de suprafațǎ și a ecosistemelor acvatice are ca obiect menținerea și ameliorarea calitǎții și productivitǎții naturale ale acestora în scopul evitǎrii unor efecte negative asupra mediului, sǎnǎtǎții umane și bunurilor materiale prin:

interzicerea evacuǎrii a reziduurilor de orice fel care ar putea polua apa și, în primul rând, a apelor reziduale, comunale și industriale;

construirea de stații de epurare pentru reținerea și degradarea substanțelor organice din apele reziduale ale localiților și din zootehnie înainte de eliminarea lor în apǎ;

distrugerea prin dezinfecție a germenilor patogeni conținuți în ape reziduale;

înzestrarea cu sisteme de reținere și colectare a substanțelor radioactive din ape reziduale;

construirea de stații de epurare pentru apele reziduale ale unitǎților industriale in vederea reținerii și neutralizǎrii substanțelor chimice potențial toxice;

controlul depozitǎrii deșeurilor solide pentru a nu fi antrenate în apa de suprafațǎ.

Măsurile de prevenire a poluării au importanță vitală în conservarea ecosistemelor locale și în menținerea legăturilor ecologice stabilite atât între speciile și habitatele existene în zona de studiu, dar și menținerea conexiunilor cu ecosistemele adiacente (cele ale ariilor protejate). Astfel prevenirea poluării în sit-ul analizat aduce o îmbunătățire generală și în habitatele conexe. Totuși, pentru asigurarea unor condiții ecologice stabile pe termen lung, sunt necesare măsuri de prevenire a poluării, precum și de reecologizare a zonelor în amonte de sit-ul analizat, întrucât sistemele acvatice sunt caracterizate de un dinamism accentuat, astfel că perturbarea condițiilor ecologice în amonte, are consecințe asupra întreg cursului de apă în aval.

Pentru prevenirea poluării in zona de studiu, se recomandă următoarele măsuri:

Organizarea unor acțiuni de reecologizare a spațiilor adiacente sit-ului, cât și a zonelor din amonte.

Extinderea sistemelor de canalizare existente din comunele adiacente către spațiile rezidențiale cărora le lipsește această infrastructură (zonele periferice ale comunelor 1 Decembrie, Adunații-Copăceni, Dărăști-Vlașca).

Reabilitarea sistemelor de canalizare aferente localităților din zona de studiu prin lucrări de îmbunătățire a conductelor.

Construirea unor stații de epurare a apelor uzate (sau îmbunătățirea celor existente), care să preia substanțele deversate în sistemul de canalizare.

Controlul poluantilor din activitățile de piscicultură prin implementarea unor măsuri de epurare a apelor uzate (tratamente chimice, biologice sau fizice), de reciclare a apei folosite în heleștee precum și implementarea unui management eficient al deșeurilor generate în urma activității.

Controlul intrărilor de nutrienți și alte substanțe poluante din activitățile de cultivare agricolă. Se recomandă reducerea cantităților de îngrășăminte chimice folosite, sau înlocuirea acestora cu fertilizatori ecologici.

Implementarea de măsuri pentru prevenirea sau reducerea eroziunii terenurilor cultivate

Reducerea cantităților de pesticide folosite în activitățile agricole sau înlocuirea acestora cu substanțe ecologice sau ușor asimilabile în mediu.

Implementarea unui sistem intergrat de gestiune a deșeurilor în localitățile aferente sit-ului studiat.

Asigurarea respectării de către agenții economici a normelor legislative cu privire la emisiile de substanțe poluante în apă, sol și aer prin implementarea unor proceduri de control.

Verificarea activităților de extracție a agregatelor de râu în scopul relevării nivelului de conformare la normele de a protecție a mediului.

Monitorizarea regulată a parametrilor fizico-chimici de calitare ai apei din zona studiată.

Utilizarea celor mai bune tehnici existente în activitățile economice cu impact asupra mediului, specificate în documentul BAT (Best Available Techniques) al Uniunii Europene.

Corelarea măsurilor de prevenție a poluării în sit-ul analizat, cu cele ale zonelor din amonte.

Acțiuni de conștientizare a importanței resurselor de apă pentru populația din comunele adiacente.

CONCLUZII ȘI RECOMANDĂRI

În cadrul studiului ,,Cercetări privind influența micropolunaților anorganici cu grad ridicat de toxicitate asupra stării ecosistemelor acvatice. Studiu de caz Râul Argeș- zona 1 Decembrie, județ Ilfov.” au fost efectuate analize fizico- chimice pentru probe de apă, sedimente și plante prelevate din râul Argeș, realizându-se și o simulare numerică a distribuției concentrațiilor de substanțe anorganice. În urma acestor analize a fost relevat impactul micropoluanților anorganici asupra ecosistemelor acvatice din zona de studiu.

În urma analizelor fizico-chimice efectuate pentru probele de apă se evidențiază următoarele aspecte cu privire la încadrarea în clasele de calitate conform Ordinului 161/2006: pH-ul a înregistrat valori cuprinse între 8,1 și 8,18, un pH ușor alcalin, caracteristic apelor de suprafață. Valorile CCO-Cr au încadrat râul în clasa I-II de calitate cu un maxim de 16,8 mg O2/L în punctul P1 MS. Valorile nutrienților au fost relativ scăzute încadrând râul în clasele I și II de calitate cu excepția azotului amoniacal ale cărui valori au încadrat râul în clasa III de calitate. Valorile indicatorilor de salinitate au încadrat râul în clasele de calitate I și II. Concentrațiile metalelor grele, atât în forma totală cât și în forma dizolvată, au încadrat apa râului în clasa I de calitate cu excepția fierului în forma totală care s-a încadrat în clasa de calitate II. Indicele de fenol și detergenții au înregistrat valori care s-au situat în clasele I și II de calitate.

Apa râului Argeș s-a încadrat în ansamblu în clasele I – II de calitate, cu excepția azotului amoniacal pentru care s-au înregistrat valori caracteristice clasei a III-a de calitate.

Din probele de sediment au fost determinate concentrațiile micropoluanților anorganici: cadmiu, crom, cupru, plumb, nichel și zinc.Valorile concentrațiilor, exprimate în mg/Kg, au fost comparate cu concentrațiile maxim admise (CMA) conform Ordinului 161/2006. În urma analizelor de laborator, se observă o variație uniformă a micropoluanților anorganici în cele 6 puncte de prelevare. Concentrațiile metalelor scad de la punctul P1MD până la punctul P4MS, iar apoi cresc ușor în punctul P5MS. Valorile obținute nu depășesc concentrațiile maxim admise din Ordinul 161/2006, cu excepția nichelului din punctele P1MD și P2MS care au înregistrat depășiri nesemnificative ale limitei impuse (35 mg/Kg).

Plantele acvatice mineralizate, specia Phragmites australis, au fost analizate din punct de vedere al metalelor grele: cadmiu, crom total, cupru, plumb, nichel și zinc. În urma rezultatelor obținute se observă că cea mai mare concentrație de metale grele în rădăcină, s-a obținut la zinc în toate punctele de prelevare și la cupru în punctul P2MS. În cazul tulpinei de Phragmites australis, valorile cele mai ridicate s-au înregistrat în punctul P5MS la toate metalele mai puțin la cadmiu unde concentrația cea mai mare s-a regăsit în tulpina prelevață din punctul P1MD. Concentrația metalelor grele regăsită în frunza plantelor acvatice prelevate a variat foarte mult, însă o valoare extrem de mare a zincului s-a regăsit în frunza plantei prelevate din punctul P1MS (103.992 mg/Kg). Floarea de Phragmites australis prelevată din punctul P3MS a inregistrat cea mai mare concentrație de metale grele la zinc (49.059 mg/Kg) și cea mai mică concentrație la cadmiu (0.149 mg/Kg).

Din analiza comparativă a factorului de bioacumulare în raport cu sedimentul a celor două părți din planta acvatică, rezultă că rădăcina are capacitatea cea mai mare de a acumula metale grele în ordinea următoare Zn>Cu>Pb>Ni>Cr, iar tulpina în ordinea Zn>Cr>Ni>Pb>Cu. În concluzie factorul de bioacumulare la nivelul apei este mai mare decât cel la nivelul sedimentului, ceea ce arată că bioconcentrarea, bioacumularea de către plantele acvatice este mai mare în apă decât în sediment.

În urma simulărilor numerice s-a observat distrbuția concentrației la nivelul întregii albii minore a râului Argeș pentru secțiunea 1 Decembrie. Reprezentarea grafică evidențiază spațial calitatea bună a apei râului, în care se pot observa diferențele mici ale valorilor măsurate la fiecare dintre puncte.

La nivel general, în urma studiului efectuat, nu s-a observat un impact semnificativ asupra ecosistemelor acvatice, dar se recomandă pe viitor aprofundarea studiilor cu noi măsurători în teren și o diversificare a factorilor analizați.

Bibliografie

Abbasi, K., 2010, The effects of heavy metals on aquatic animals, The 1st International Applied Geological Congress, Department of Geology, Islamic Azad University – Mashad Branch, Iran

Aka J.C., 2012, S.Mohmoud, B,S.Yikala, V.O.Ogugbuaja, Bioacumulation of Some Heavy Metals in Fish Samples from River Benue in Vinikilang, Adamawa State, Nigeria, American Journal of Analytical Chemistry, vol. 3, 2012, pp. 727-736

Avădanei C., 2012, Amenajarea râurilor Argeș și Dâmbovița pentru navigație și alte folosințe, Lucrarile editiei a VII-a a conferintei anuale „Zilele Academice ale A.S.T.R.„, Bucuresti, 11-12 octombrie

Bratosin (Soare) Mariana, 2014, Bazinul inferior al râului Argeș. Studiu de hidrologie și calitatea apelor – teză de doctorat, Universitatea din București, Facultatea de Geografie, București

Camargo J.A., 2006, Ecological and toxicological effects of inorganic nitrogen pollution in aquatic ecosystems: A global assessment, Environment International, 32: 831-849

Cristian Ioja, 2009, Methods and Techniques in order to Environmental Quality Assessment of Bucharest Metropolitan Areas (in Romanian), Editura Universității din București, București

Huisman O., de By R.A., 2009, Principles of Geographic Information Systems. An introductory textbook, ITC Educational Textbook Series, Enschede, The Netherlands

Jhonson W., Finley M., 1980, Handbook of Acute Toxicity of Chemicals to Fish and Aquatic Invertebrates, United Stated Department of the Interior, Fish and Wildlife Service, Resource Publication

Jitar O. A. , 2015 ,Impactul asupra mediului și bioacumularea metalelor grele în organismele acvatice din sectorul românesc al Mării Negre, Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi din Iași, teză de doctorat

Khaner D., Moler C., Nash S., 1989, Numerical Methods and Software, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1989

Nwamaka I., 2013, Bioaccumulation and toxic effects of some heavy metals in fishwater fishes, Animal Research International, 10(3): 1792 – 1798

Popescu C., 2010, Poluarea cu metale grele – factor major în deteriorarea ecosistemelor, Revista de ecologie, ECOS 22

Prichard J.B., 1993, Aquatic Toxicology: Past, Present and Prospects, Environmental Health Prospectives, Vol. 100, pp. 249-257

Zamfir Ștefan, Burlacu Iasmina- Florina, Bogdan Urițescu, Marcu Ecaterina, Program Nucleu 09 06 02 47.2/2015 Cercetări privind influența micropoluanților anorganici asupra ecosistemelor acvatice. Studiu de caz Râul Argeș- zona 1 Decembrie, județ Ilfov.

Smith V., Tilman, G., Nekola J., 1999, Eutrophication: impacts of excess nutrient inputs on freshwater, marine, and terrestrial ecosystems, Environmental Pollution, 100: 179-196

Schwarzenbach R., Escher B., Fenner K, Hofstette B., Jhonson C., Gunten U., Wehrli B., 2006, The Challenge of Micropollutants in Aquatic Systems, Science, Vol. 313

Vsanthi P., Kaliappan S., Srinivasaraghavan R., 2007, Impact of poor solid waste management on ground water, Environmental Monitoring and Assessment, Vol. 143, Issue 1: 227-238

Zeitoun M., 2014, Impact of Water Pollution with Heavy Metals on Fish Health: Overview and Updates, Global Veterinaria, 12(2): 219-231

***Atlasul Cadastrului Apelor din România

***Planul de Management al spațiului hidrografic Argeș-Vedea

***Guidelines for Interpretation of the Biological Effects of Selected Constituents in Biota, Water, and Sediment, United States Department of the Interior, National Irrigation Water Quality Program Information Report No. 3

***UNEP (United Nations Environmental Programme) – Water Pollution Control – A Guide to the Use of Water Quality Management Principles

http://natura2000.eea.europa.eu/Natura2000/SDF.aspx?site=ROSCI0138

http://natura2000.eea.europa.eu/Natura2000/SDF.aspx?site=ROSCI0106

http://natura2000.eea.europa.eu/Natura2000/SDF.aspx?site=ROSCI0043

http://natura2000.eea.europa.eu/Natura2000/SDF.aspx?site=ROSPA0022#6

http://usm.md/chimie/wp-content/uploads/2014/04/Chimie-Ecologic%C4%83-Capitolul-9-11.pdf