Controlul Microbiologic al Apelor Reziduale

Controlul microbiologic al apelor reziduale

INTRODUCERE

Microbiologia acvatică studiază comunitățile de microorganisme prezente în izvoare, râuri și fluvii, lacuri, bălți, mări și oceane. Ea studiază interacțiunile dintre microorganismele componente sau cu alte organisme (plante sau animale), rolul lor în fluxul de materie și energie și în circuitul biogeochimic al elementelor în apă și sedimente, precum și comportamentul formelor terestre în mediile acvatice (Pag 46 apa-mediu pt org).

În prezent, calitatea apelor se stabilește în mod complex, indicatorii fizico-chimici, biologici și bacteriologici contribuind împreună la stabilirea cât mai completă a caracteristicilor unei ape. Indicatorii biologici și bacteriologici au o importanță deosebită din punc de vedere igienico-sanitar (mediu pt microorg pag 46).

Atunci când se studiază microorganismenele din apă care au o influență patogenă asupra omului, spunem că este o activitate a microbiologiei sanitare. Atunci când se studiază microorganismele din apă în raport cu producția piscicolă, ea intră în sfera microbiologiei agricole, în sfera microbiologiei tehnice intră studiul microorganismelor din apă în raport cu diverse scopuri tehnice (explorări geologice, procese de coroziune, procese microbiologice în epurarea apelor reziduale etc.) (mediu pentru microorg pag 46).

În multe zone ale planetei apele de suprafață sunt din ce în ce mai poluate datorită activităților antropice, care însă au consecințe nefaste asupra ecosistemelor (Țuțuianu, 2011).

Contaminarea apei reprezintă pătrunderea în apă a unor microbi patogeni care o fac inutilizabilă din punct de vedere potabil.

Poluarea apei se realizează atunci când sunt introduse în apă substanțe care au proprietăți specifice, astfel încât îi modifică caracterele organoleptice sau fizico-chimice. Termenul de poluare este mai utilizat decât cel de contaminare, deoarece el include și posibilitatea de contaminare (mediu pt microorg pag 46).

În acest scop se folosesc indicatori, cei mai frecvenți fiind: grupul bacteriilor coliforme și numărul total de germeni. (mediu pt microorg pag 46).

Apa reziduală este definită ca o sursă de apă care a fost utilizată în diferite activități (menajere, industriale, agrozootehnice etc.), în urma cărora caracteristicile fizice, chimice sau microbiologice ale acesteia au fost modificate în mod semnificativ, astfel încât a devenit improprie pentru a fi folosită în continuare (Petre, M., 2013, pag 145).

Autoepurarea este un proces complex, care implică intervenția unor mecanisme fizice, chimice și biologice, care conferă unui bazin acvatic poluat capacitatea de revenire la echilibrul natural caracteristic, prin degradarea și eliminarea poluanților (Popa, D., 2006, pag 234).

1.Directiva Cadru privind Apa

Apele în cadrul Uniunii Europene (UE) se află sub o presiune tot mai mare, având în vedere creșterea continuă a cererii de apă de bună calitate în cantități suficiente pentru o serie întreagă de utilizări. Obiectivul acestei directive este de a proteja și a îmbunătăți calitatea apei.

ROLUL ACESTEI DIRECTIVE

Directiva stabilește norme pentru stoparea deteriorării tuturor corpurilor de apă din UE și atingerea „stării bune” a râurilor, a lacurilor și a apelor subterane ale Europei.

Concret, printre aceste norme se numără:

protejarea tuturor formelor de apă: apele interioare (*), de suprafață (*), de tranziție (*), de coastă și subterane (*);

redresarea ecosistemelor din aceste ape și din jurul acestora;

reducerea poluării în corpurile de apă;

garantarea unei utilizări durabile a apei de către persoanele fizice și de către întreprinderi.

(*) Ape interioare: toate apele stătătoare sau curgătoare de pe suprafața solului.

(*) Ape de suprafață: toate apele interioare, cu excepția apelor subterane, a apelor de tranziție sau a apelor de coastă.

(*) Ape de tranziție: corpurile de apă de suprafață aflate în vecinătatea gurilor de râu care au un caracter parțial salin, dar conțin fluxuri substanțiale de apă dulce.

(*) Ape subterane: toate apele care se găsesc sub suprafața solului.

( http://eur-lex.europa.eu/legal-content/RO/TXT/?uri=URISERV:l28002b ) –la 18-oct-2015

Obiectivele Directivei Cadru Ape sunt:

prevenirea și reducerii poluării;

promovarea utilizării durabile a apei;

protecția mediului;

îmbunătățirea ecosistemelor acvatice;

atenuarea efectelor inundațiilor și ale secetei.

(http://ec.europa.eu/environment/water/water-framework/index_en.html ) la 23-11-2015

România și-a luat angajamentul să implementeze Directiva Cadru privind Apa (2000/60/EC), adoptată de Parlamentul European și Consiliul Uniunii Europene la 23 octombrie 2000, în același timp cu celelalte state membre ale Uniunii Europene și deține astăzi o poziție avansată în ceea ce privește etapele care trebuie parcurse în cadrul acestui proces.

Directiva Cadru privind Apa stabilește termenul limită până la care apele trebuie sa atingă un prag minim al calității, prin reducerea emisiilor provenite din activitatea umană, industrială și agricolă. (http://www.mmediu.ro/beta/domenii/managementul-apelor-2/managementul-resurselor-de-apa/cooperarea-internationala-in-domeniul-apelor/directiva-cadru-pentru-apa/ )-la 24 oct 2015

Calitatea apelor din România este urmărită conform structurii și principiilor metodologice ale Sistemului de Monitoring Integrat al Apelor din România (S.M.I.A.R.), restructurat în conformitate cu cerințele Directivelor Europene. (http://www.mmediu.ro/beta/domenii/managementul-apelor-2/managementul-resurselor-de-apa/) la 24-oct-2015

Conform legislației noastre, mediul este definit ca: “ansamblul de condiții și elemente naturale ale Terrei: aerul, apa, solul și subsolul, toate straturile atmosferice, toate materiile organice și anorganice, precum și ființele vii, sistemele naturale în interacțiune cuprinzând elementele enumerate anterior, inclusiv valorile materiale și spirituale” (Legea nr. 137/1995).

2. Ecosistemele acvatice

2.1. Circuitul apei în natură

Conform scrierii lui Negulescu M., din anul 1982, circuitul apei în natură este unul dintre factorii care influențează autoepurarea.

Apa este supusă unui schimb continuu de circulație, având:

o componentă atmosferică, în care predomină faza gazoasă;

o componentă terestră, în care predomină fazele lichidă și solidă.

Circuitul apei implică un schimb continuu de energie între atmosferă și suprafața terestră. Toată energia care dirijează această circulație permanentă a apei provine de la soare, exceptând participarea unei cantități neglijabile de energie provenită din interiorul pământului. (managementul capitalului natural, pag 99 si apa-mediu pentru microorganisme 2006daniela popa).

Acest circuit între diferitele componente ale ecosferei antrenează alte elemente chimice și duce la sporirea complexității celorlalte circuite biogeochimice esențiale. Deasemenea reprezintă un important factor de control al climei. O foarte mică parte din apă este accesibilă direct omului, majoritatea este fie sărată fie înghețată.(managementul capitalului natural, pag 99 si apa-mediu pentru microorganisme 2006 daniela popa)

Evaporarea apei din mări și oceane constituie principala sursă de apă din atmosferă, căreia i se adaugă cea provenită din lacuri, râuri, zăpezi, ghețari, sol, rezervoare acvatice create de om. Ea este transportată, prin fluxul circulației generale, din atmosferă, atât în stare gazoasă, cât și în stare condensată (nori) și revine pe pământ sub formă de precipitații lichide sau solide. (G. Zarnea, vol. V, pag. 666).

Apa acoperă 70% din suprafața Pământului fiind în volum foarte mare, respectiv 13,7 miliarde , din care 98% constituie mări și oceane (Banu, Radovici, 2007).

2.2. Prezența microorganismelor în apele naturale

Prezența microorganismelor în apele naturale este prea puțin studiată, deoarece se întâmpină atât dificultăți tehnice cât și diferențe ale particularităților variabile în funcție de natura apelor.(apa-mediu pt microorg.)

Cele mai multe bacterii din apele naturale trăiesc legate de plancton, de diferite detritusuri sau sunt agregate, iar în cazul în care acestea sunt prezente în stare liberă în apele dulci sunt rar autohtone, cel mai adesea fiind în tranzit dintr-o localizare în alta. Deplasarea lor se realizează pe distanțe foarte mici, fiind una puțin semnificativă. Microorganismele se deosebesc în apele dulci si cele marine (G. Zarnea, vol. V).

În apele marine, microorganismele sunt purtate pe suprafețe mari prin deplasări laterale ale curenților orizontali și prin mișcările verticale prin amestecul apelor de suprafață. Aceste microorganisme au o rezistență crescută la salinitate, temperatură, presiune etc. (G. Zarnea, vol. V).

În apele dulci, microorganismele au caractere comune cu cele terestre.

În apele curgătoare, microorganismele sunt luate din sol și transpotate pe distanțe mari, datorită vitezei și pantei, si odată ajunse în mări mor datorită condițiilor nefavorabile (G. Zarnea, vol. V).

Apele freatice de regulă sunt lipsite de microorganisme, deoarece acestea sunt reținute de straturile solului. Prezente sunt doar atunci când solul este foarte poluat, și acestea se infiltrează, însă încărcătura microbiană este mică față de cele din apele de suprafață (G. Zarnea, vol. V).

Factorii care influențează natura și activitatea microorganismelor din mediile acvatice sunt: lumina, temperatura, presiunea hidrostatică, turbiditatea, curenții, gaze dizolvate și valoarea pH, sedimente marine, salinitatea etc. (G. Zarnea, vol. V)

2.3.Tipuri de ecosisteme acvatice

În funcție de natura habitatelor caracteristice, mediile acvatice naturale sunt :

Ape de suprafață- reprezintă medii adecvate pentru numeroase microorganisme. Sunt susceptibile de contaminare din aer (prin precipitații), din sol, din ape reziduale etc. Aceste ape de suprafață sunt de două tipuri:

Ape dulci (limnetice): – ape lentice: lacuri, bălți, mlaștini;

– ape lotice: izvoare, râuri și fluvii.

Ape marine și oceanice (saline) (Zarnea, vol V, pag 666).

Ape subterane (freatice sau acvifere). (G. Zarnea, vol. V, pag. 666)

Din punct de vedere chimic, apele subterane sunt puternic mineralizate, pot fi mai mult sau mai puțin gazoase și se găsesc la adâncimi diferite în sol, cunoscute și sub denumirea de strat acvifer. După adâncimea la care se găsesc straturile acvifere, apele subterane sunt: ape freatice și ape de adâncime. Apa freatică poate fi ușor impurificată în urma pătrunderii în sol a unor ape reziduale sau industriale, dejecții din care se pot elimina nitrații. Apele de adâncime sunt ideale pentru consumul uman, deoarece au o temperatură constantă și o încărcătură microbiană și minerală redusă (Șumălan, 2012 pag 129)

2.4. Poluarea ecosistemelor acvatice

În perioada contemporană, poluarea reprezintă una din problemele majore ale umanității și este consecința ruperii echilibrului ecologic dintre om și natură. (pag 165din Terra CV)

Prin poluare, apele se depreciază și devin improprii pentru utilizare, într-un grad mai mic sau mai mare. Poluarea apelor de suprafață a provocat uneori dispariția florei și a faunei acvatice, poluarea apelor freatice afectează foarte mult resursele de apă potabilă, iar poluarea mărilor și oceanelor se realizează prin apele curgătoare poluate care se varsă în acestea, prin deversări, aruncare, scufundarea navelor etc. (Oprean și Suciu, pag 46).

În noțiunea de poluare a ecosistemelor acvatice se include aspectul de modificare a calității acestora (fizice, chimice sau biologice), produsă de activitățile umane în mod direct sau indirect, schimbănd calitatea apelor până în stadiul în care reprezintă un pericol pentru sănătatea umană. Numărul de elemente poluante din apă este nelimitat: substanțe minerale, organice, sintetice, radioactive etc (Banu, Radovici, 2007).

2.5. Principalele surse de poluare

Factori perburbatori ai mediului care provoacă disconfort sau au acțiune toxică asupra organismelor și degradează componentele abiotice ale mediului, producând dezechilibre ecologice (Țuțuianu, 2006 pag 90-91).

După modul în care se evacuează poluantul în apă, spunem că există surse punctiforme (cu evacuări controlate prin canalizări) și surse difuze (cu evacuări necontrolate, răspândite pe arii mari) (Țuțuianu, 2006 pag 90-91).

Surse de poluare a apelor:

Substanțele organice (țițeiul, lignita, hidrații de carbon, biotoxinele marine).

Se numără printre cei mai frecvenți impurificatori ai apei. Acestea pot avea origine naturală sau artificiată, provin din prelucrarea diferitelor materii prime: rafinării, industria chimică organică, industria petrochimică, industria celulozei și hârtiei, industria alimentară, mijloace de transport, zootehnie (Țuțuianu 2011).

Substanțele anorganice (metalele grele, cloruri, sulfatul de magneziu, fierul etc.)

Aflate în stare de suspensie sau dizolvate, exercită o presiune mai redusă asupra apei, comparativ cu cele organice. Principale surse antropice sunt: industria chimică anorganică, industria produselor clorosodice, industria metalurgică, prepararea minereurilor (Țuțuianu 2011).

Substanțele în suspensie

Poluanții ajunși în apă se pot dizolva (solubili), pot forma dispersii coloidale sau suspensii (substanțe insolubile), din ultima categorie pot face parte apele uzate menajere sau cele industriale (Țuțuianu 2011).

Substanțele toxice

Pot fi organice sau anorganice, dar printre cele mai periculoase se numără:

Pesticidele, care sunt antrenate de precipitații și ajung direct în apele de suprafață, în apele subterane sau în cele marine;

Metale grele;

Mercurul;

Surse pentru aceste substanțe sunt: industria farmaceutică, fabricarea pigmenților, maselor plastice, hârtiei și fabricarea și utilizarea pesticidelor (Țuțuianu 2011).

Substanțele radioactive

Poluarea radioactivă poate fi generată de apele uzate radioactive evacuate din:centrale nuclearoelectrice, activități de extracție și transport al minereului radioactiv, prelucrearea și depozitarea deșeurilor radioactive (Țuțuianu 2011).

Substanțele cu aciditate sau alcalinitate pronunțată

Atât substanțele cu valori extreme ale indicatorului pH (exemplu: acidul sulfuric), cât și cele care prezintă variații mari ale acestuia exercită presiuni importante asupra mediului (Țuțuianu 2011).

Apele uzate, cu conținut ridicat de căldură

Reprezintă categoriile de ape, folosite mai ales în procesele industriale de răcire, care acumulează cantități importante de căldură. Chiar dacă temperaturile acestora la evacuarea în apele de suprafață nu depășesc 50ºC/323 K, ele pot provoca poluarea termică a emisarilor. Poluarea termică se datorează scăpărilor și evacuărilor de ape din: centrale termoelectrice, industria petrochimică, industria metalurgică (Țuțuianu 2011).

Microorganismele

Toate categoriile de ape sunt susceptibile la poluarea de către microorganisme. Acestea pot trăi pe fundul apei și pe suprafața obiectelor scufundate, formând bentosul, sau se pot menține în suspensie în apă, determinând planctonul.

Organismele care determină indicatorii biologici ai apei sunt:

catarobe, care trăiesc în apă curată;

saprobe, care se află în ape poluate.

Potrivit clasificării lui Kolkowitz și Marsson, zonele saprobe pot fi diferențiate în:

oligosaprobe, cu număr mic de bacterii dar abundență de plante verzi. Apa are conținut ridicat de oxigen, lipsesc azotiții și hidrogenul sulfurat;

mezosaprobe, cu număr mic de plante verzi și număr relativ mare de microorganisme. Apa are o cantitate apreciabilă de S, N și și intervin procesele de oxido-reducere.

polisaprobe, cu un număr mare de bacterii și conținut ridicat de S, C. Este zona cu cea mai puternică poluare. (pag 88)

O astfel de poluare poate fi produsă de unele activități, cum ar fi: menajere, zootehnice, abatoare (Țuțuianu 2011, pag. 87-95).

Clasificarea surselor de poluare a apei în raport cu diferite criterii (naturale, artificiale, permanente, accidentale etc.), au facilitat o clarificare a tipurilor de poluanți.

În funcție de apele pe care le poluează, aceste surse se împart în poluanți ai apelor de suprafață și poluanți ai apelor subterane.

Poluanți ai apelor de suprafață

Poluarea apelor de suprafață a dus uneori la dispariția florei și a faunei specifice acestui mediu de viață.

În realitate, apele de suprafață sunt cele mai expuse poluării, în ele deversându-se apele reziduale încărcate de substanțe chimice, solvenți, hidrocarburi, resturi organice, anorganice, vegetale, animale și biologice, precum și ape la temperaturi ridicate, mult peste valorile uzuale ale acestora (Oprean și Suciu, 2003 pag 142).

Principalii poluanți de suprafață sunt proveniți din:

industria extractivă (rezultată din procesul de extracție a cărbunilor și minereurilor, dar mai ales din procesul de prelucrare a acestora);

industria siderurgică, care este considerată cea mai importantă sursă de poluatori;

industria metalurgică: rezultă din acoperiri de suprafață, prelucrări la rece, tratamente termice, vopsiri și lăcuiri etc.

termocentrale și centrale nuclearo-electrice: ducând la ape cu un conținut ridicat în sulfați și un pH ridicat.

industria chimică și petrochimică: sunt extrem de numeroși și cu efecte care pot fi de multe ori catastrofale dacă nu sunt controlați într-un mod corespunzător.

industria materialelor de construcții: rezultate în cadrul proceselor de fabricație a cimentului, asfaltului, sticlei etc. (Oprean și Suciu, 2003 pag 142).

EUTROFIZAREA

În momentul în care concentrațiile de substanțe nutritive (N și P) în apă cresc, calitatea apei se degradează prin proliferarea algelor, diminuarea oxigenului dizolvat și toată fauna acvatică este afectată (Țuțuianu, 2011).

Fenomenul de eutrofizare a lacurilor, trebuie considerată tot ca o formă de poluare, datorată în cea mai mare parte activităților umane: defrișarea pădurilor din preajma lacurilor, deversarea de reziduri și poluanți industriali în apele acestora, construirea zonelor urbane în apropierea acestora și distrugerea echilibrelor ecologice specifice. Toate aceste aspecte duc la îmbătrânirea lacului, distrugerea florei și a faunei acestuia (Oprean și Suciu, 2003 pag 142).

O formă gravă de poluare întâlnită din ce în ce mai des, se datorează accidentelor provocate de deversările de substanțe chimice, produsele petroliere, reziduurile de la centralele nuclearo-electrice în apele mărilor și oceanelor. Astfel de accidente și incidente se soldează cu dezastre ecologice care afectează zone întinse și au un impact negativ asupra florei și faunei respective (Oprean și Suciu, 2003 pag 142).

Eutrofizarea afectează în general apele de suprafață, apele subterane și apele marine, dar poate pătrunde și în sol sau în sedimente (Țuțuianu, 2011).

Poluanți ai apelor subterane

Poluarea apei freatice afectează extrem de grav resursele de apă potabilă a comunităților care se aprovizionează din aceste surse.

Pătrunderea poluanților în straturile de apă subterană se realizează ca urmare a permeabilității straturilor geologice pe care sunt depozitați sau unde se află aceștia (depozite de reziduuri, reziduuri agricole etc.).

Intensitatea și gravitatea poluării depind de modul de amplasare a sursei de poluare, modul de izolare a acestuia față de sol, natura stratului acvifer, adâncimea stratului acvifer (Oprean și Suciu, 2003 pag 142).

3. Apele reziduale

Apele reziduale (uzate) sunt apele evacuate după utilizarea lor în diverse activități menajere, industriale sau agro-zootehnice, care conțin o cantitate mare de reziduuri suspendate sau dizolvate. Aceste ape nu pot fi deversate direct în bazinele acvatice naturale, deoarece ele produc modificări negative ale parametrilor fizico-chimici ai apelor receptoare, precum și perturbări grave ale echilibrului ecologic, cu efecte nocive asupra faunei florei și microbiotei specifice. Evacuarea acestor ape în ecosistemele acvatice sau terestre este permisă doar după tratarea lor prin diferite metode fizice, chimice și biologice (Petre, 2013 pag 144).

Poluarea apelor se realizează pe trei mari căi, care nu se exclud reciproc:

Introducerea de materiale biogene, anume: substanțe organice poluate, produși ai metabolismului unor organisme etc. Acestea sunt introduse în concentrații neobișnuit de mari, atfel că modifică negativ echilibrul natural al populațiilor din ecosistem. (Popa, D., 2006 pag 232)

Introducerea substanțelor normal absente din apele naturale (ex. Pesticidele) sau determinarea unor concentrații anormale, cu efect nociv ale unor compuși (Popa, D., 2006 pag 232).

Introducerea de agenți patogeni sau a altor microorganisme nedorite în bazinul acvatic (Popa, D., 2006 pag 232).

3.1.Tipuri de ape uzate

Clasificarea apelor reziduale

După originea lor, apele reziduale se clasifică astfel:

ape menajere;

ape uzate industriale;

ape uzate din zootehnie.

După caracteristicile fizico-chimice, apele reziduale sunt:

ape cu conținut predominant de materii organice; ele cuprind apele menajere și unele ape industriale, cum sunt cele evactate din industria alimentară;

ape cu conținut predominant de materii anorganice, în care se situează majoritatea apelor industriale.

Apele orășenești ocupă o poziție mijlocie, în care pot predomina fie substanțele organice, fie cele anorganice, după gradul de industrializare a orașului respectiv (Popa, D., 2006, pag 243).

Apele menajere sau fecaloid menajere sunt apele reziduale evacuate din centrele populate, prin sisteme de canalizare, cu ritmul de producere corespunzător activității colectivității respective (Banu, Radovici, 2007). Acestea conțin materiale organice vegetale sau animale, aflate în stare brută (ex. Celuloze) sau în diferite grade de descompunere (fecale, urină, detergenți, grăsimi etc.), precum și foarte multe microorganisme, chiar și agenți patogeni. În funcție de durata perioadei de stagnare a acestor substanțe organice, gradul de degradare este diferit (Petre, M., 2013).

Apele reziduale industriale sunt acele ape provenite din diferite industrii, și care pot fi biodegradabile, așa cum sunt cele din industria celulozei și hârtiei, a industriei alimentare sau nebiodegradabile cum sunt industriile de fabricare a cauciucului sintetic, a îngrășămintelor chimice, a produselor petrochimice, metalurgice etc. Aceste ape trebuie tratate prin metode biologice de epurare, deoarece conțin cantități mari de hidrocarburi, uleiuri etc (Petre, M., 2013).

Apele uzate industriale provoacă unele probleme specifice, de aceea amestecul lor cu apele orășenești este de nedorit, deoarece procedeele de apurare sunt incompatibile. Acestea pot conține frecvent substanțe care împiedică dezvoltarea microorganismelor (Popa, D., 2006, pag 244).

Apele reziduale din zootehnie sunt apele provenite de la marile ferme de creștere a porcinelor, bovinelor și păsărilor și care conțin o cantitate mare de substanțe organice recalcitrante, respectiv, rezistente la biodegradare (Petre, M., 2013).

3.2. Impactul apelor reziduale asupra mediului

Dacă în apă se constată prezența bacteriilor coliforme, rezultă faptul că apa a fost contaminată cu fecale umane sau animale, așadar, sursa de apă poate fi contaminată de bacterii și virusuri patogene din fecale. Aceste bacterii pot ajunge în mediul acvativ prin reziduurile menajere sau prin sursele de poluare difuză. (apa-mediu pt microorg, pag 50-51).

Efectele poluanților evacuați în apă

Efecte ale substanțelor organice

Hidrocarburile din titei sau produsele petroliere se ridică la suprafață datorită nemiscibilității cu apa, și formează o peliculă uleioasă care oprește difuzia aerului atmosferic, deteriorând astfel flora și fauna, iar un alt efect al acestora este pătrunderea în lanțurile trofice unde sunt acumulate ca și pesticidele. Detergenții ajunși în ape formează o spumă pe suprafață și așa nu se mai poate realiza autoepurarea emisarilor și dezvoltarea normală a proceselor de tratare din stațiile de epurare ( Țuțuianu, 2006).

Fenolii sunt toxice nervoase pentru pești, în urma infectării ei capătă un miros și gust neplăcut ( Țuțuianu, 2006).

Efectele substanțelor anorganice

Sulfatul de magneziu, sporește depunerea sărurilor pe conducte și contribuie la duritatea apei. Clorurile în cantități mari fac apa inutilă, fierul prezent în apă face ca procesele de albire să fie afectate, cum ar fi industria textilă și cea a hârtiei. Eutrofizarea apei apare atunci când sunt prezente săruri de azot și fosfor ( Țuțuianu, 2006).

Efectele substanțelor în suspensie

Impiedică absorbția oxigenuluide la suprafața apei (autoepurarea) se depun pe fundul apei, pe anumite instalații, colmatează filtrele pentru tratarea apei ( Țuțuianu, 2006).

Efecte ale substanțelor toxice

Indiferent de cantitatea și concentrația lor, substanțele toxice distrug flora și fauna acvatică. Pesticidele contaminează apele și ajung în lanțurile metabolice (trec în plancton, la nevertebrate, pești și în final la om). Mercurul se numără printre cele mai periculoase substanțe toxice, efectul lui este accentuat prin lanțul trofic, cea mai mare concentrație ajungând la om, care este ultima verigă ( Țuțuianu, 2006).

Efectele substanțelor radioactive

În cazul ingerării produselor contaminate, iradierea internă este mult mai puternică decât cea externă. Și aceste substanțe cuprind întregul lanț trofic ( Țuțuianu, 2006).

Efectele apelor uzate cu conținut ridicat de căldură

Temperatura crescută a apei duce la o scădere a oxigenului, fauna este afectată imediat și stimulează apariția eutrofizării ( Țuțuianu, 2006).

Efectele microorganismelor

Apariția microorganismelor în ape poate dăuna prin faptul ca dereglează alte microorganisme sau organisme, sau prin faptul ca se dezvolta necorespunzător ( Țuțuianu, 2006).

Acțiunea indirectă a poluării se manifestă asupra florei și faunei, asupra construcțiilor etc. Datorită acestor efecte nedorite ale poluării a fost necesară aplicarea unor măsuri de protecție a mediului și s-au elaborat limite și concentrații maxime admise ale poluanților din mediu, controlate și asigurate de organisme specializate.

3.3. Autoepurarea apelor poluate

Apa își poate reduce singură conținutul de poluanți prin fenomenul numit autoepurare.

Autoepurarea este influențată de anumiți factori care contribuie la păstrarea calității apei (circuitul apei în natură, factorii climatologici, debitul receptorului și caracteristicile albiei), cei mai importanți fiind factorii climatologici și hidrologici (Negulescu, 1982……… pag 62)

Autoepurarea se poate realiza prin mai multe procese:

Fizice, precum: diluția prin dispersare în receptor sau sedimentarea particulelor la fundul apei.

Chimice: de oxidare (datorită oxigenului dizolvat în apă), de reducere (între poluanții existenți) sau de precipitare (finalizate prin depuneri).

Biologice: de epurare aerobă (în prezența oxigenului dizolvat în apă) sau de epurare anaerobă (cu ajutorul unor bacterii care prin descompunerea unor substanțe existente în apă, îsi procură oxigenul necesar). ( Țuțuianu, 2006).

Autoepurarea apei nu se mai realizează dacă este o poluare intensă și de durată, fiind necesari mulți ani pentru eliminarea poluanților și repopularea emisarului ( Țuțuianu, 2006 pag 35).

Evoluția autoepurării este influențată de gradul de poluare și de diluție, de viteza de scurgere a apei care determină un amestec mai mult sau mai puțin rapid, de turbulență și de temperatură (apele tropicale se autoepurează mai repede decât cele polare) ( Țuțuianu, 2006 și Popa, D., 2006).

În condiții aerobe, microorganismele degradează substanțele dizolvate până la CO2, apă și săruri anorganice, asigurând mineralizarea poluanților organici. La început sunt degradate substanțele ușor asimilabile (glucide, proteine, lipide), apoi cele rezistente, cum este celuloza. De exemplul, la un râu, pe măsură ce acesta înaintează, gradul de autoepurare progresează, numărul microorganismelor saprofite scade, iar cel al microorganismelor celulozolitice crește ( Țuțuianu, 2006, și Popa, D., 2006, pag 235).

Când un râu este poluat cu ape de canal proaspete, apar o serie de modificări ce se mențin o anumită distanță în aval, după care dispar (Popa, D., 2006).

În acest proces, materia organică vegetală sau animală este transformată de microorganismele aerobe în săruri anorganice simple, care sunt folosite ulterior ca nutrienți de microorganisme și organismele vegetale.

Oxigenul din apă este convertit la CO2, care sub influența luminii este preluat de plante. Carbonul este folosit pentru sinteza de constituenți vegetali, prin conversie la substanțe organice, iarr oxigenul se reîntoarce în apă. Prezența oxigenului în apă este esențială pentru realizarea ciclului de autopurificare. Oxigenul este necesar pentru activitatea bacteriilor, care degradând substanțele organice, produc CO2 și substanțe minerale, asigurând astfel dezvoltarea organismelor fotosintetizante ce redau apei oxigenul necesar, închizând ciclul acestuia.( Țuțuianu, 2006, pag 135 și Popa, D.,2006, pag 235).

După o anumită distanță în aval, numărul bacteriilor heterotrofe scade considerabil sub influența unor cauze complexe, care includ, pe lângă efectul de diluție fenomenele de sedimentare, inactivarea sub acțiunea radiațiilor UV, temperatura neadecvată, oligotrofia, intervenția prădătorilor (Popa, D., 2006, pag 236).

Sisteme de colectare și tratare a apelor uzate în România

Tratamentul chimic al apei

Tratamentul fizico-chimic se împarte în trei tipuri principale, în funcție de natura apei și de modul ei de utilizare:

Tratamentul apei municipale potabile și de uz menajer;

Tratamentul apei industriale cu utilizări specifice;

Tratamentul apei uzate (Banu, Radovici, 2007).

Tratamentul apelor municipale – reprezintă apa provenită din râuri sau lacuri, folosită în zonele urbane, și are nevoie de o serie de tratamente înaintea utilizării. În general, tratamentele cele mai des folosite pentru astfel de ape sunt: decantarea simplă, floculare decantare, filtrare, sterilizarea apei și oxidarea materiilor organice, pentru apele salmastre este nevoie de desalinizare (Banu, Radovici, 2007).

Etapele acestui tip de tratament sunt:

Precipitarea

Coagularea (flocularea cu sulfat de aluminiu și polielectroliți)

Limpezirea (balbotare de , urmată de scăderea pH-ului)

Sterilizarea (tratare cu clor, ozon)

Filtrare finală

Apa potabilă (Banu, Radovici 2007).

Tratarea apelor industriale- apa reprezintă materia primă pentru orice activitate industrială. Acest tratament al apei se realizează după necesitatea specifică ramurii industriale.

Pentru a obține apa industrială cu calități corespunzătoare necesităților specifice, sunt folosite două tipuri de tratamente chimice:

Tratamentul extern care se realizează la fel ca tratamentul apelor municipale;

Tratementul intern care constă într-o tratare specială în vederea obținerii unei ape cu proprietăți speciale de utilizare:

Obținerea unei ape complet lipsită de aer sau dezoxigenate, folosită în energetică.

Tratarea cu dispersanți, pentru a preveni depunerile minerale în sistemele de transfer termic.

Tratarea cu inhibitori de coroziune, pentru prevenirea coroziunii sistemelor.

Tratare cu biocizi, pentru prevenirea depunerilor biologice în siistem.

Tratamentul pentru obținerea apei ultrapure, fiind necesară diverselor procese tehnologice (Banu, Radovici, 2007).

Tratarea apelor uzate constă în purificarea apelor uzate prin procedeee chimice și biologice care au ca rol biodegradarea unor substanțe organice.

Tratamentul primar se realizează prin procedeele chimice, însă pot fi utilizate și reacții de precipitare și reacții de electrodepunere.

Tratamentul secundar, dacă apele conțin substanțe organice. Acesta se face în două etape: apa uzată este trecută prin filtre de picurare și tratamentul cu nămol activat (Banu, Radovici, 2007).

Metode de epurare a apelor reziduale

Epurarea apei reprezintă o succesiune de procedee tehnologice prin care sunt reținute, neutralizate și îndepărtate elementele de impurificare existente în compoziția unor influenți rezultați în urma desfășurării unor activități antropice (Petre, M., 2013).

Microbiota apelor reziduale

Din punct de vedere ecologic, apele de canal reprezintă unul din cele mai complexe medii în care populațiile totale și diferitele grupuri fiziologice sunt expuse la mari fluctuații cantitative și calitative, precum și la interacțiuni dintre cele mai complexe.

Popa D., 2006: “Microbiota apelor menajere cel mai mult studiată include un număr mare de bacterii heterotrofe (Pseudomonas fluorescens, P. aeruginosa, Bacillus cereus, B. Subtilis, Enterobacter, Zoogloea, coliformi, Strectococcus faecalis) și numeroase alte specii care degradează glucidele, proteinele, grăsimile, celuloza etc.

Alături de bacterii sunt prezente numeroase levuri (Saccharomyces sp., Candida sp., Cryptococcus sp., Rhodotorula sp.) sau similare levurilor (,,Yeast-like microorganisms’’), precum și spori și hife de Leptomites lacteus și Fusarium aquaeductum.”

Virusuri și microorganisme patogene din ape

Adesea, apele uzate pot conține anumiți agenți patogeni pentru om și animale, sursa majoră de impurificare fiind reprezentată de materiile fecale ale omului sau animalelor bolnave (Popa D., 2006 pag 249).

Anual 500 de milioane de oameni sunt afectați de boli asociate cu consumul apei infectate. Dintre aceștia, aproximativ 10 milioane mor. Principalii agenți patogeni semnalați sunt:

virusuri: Poliovirus, Coxsackie, virusul hepatitei.

bacterii: Salmonella sp., Brucella sp., Vibrio cholerae, V. alginoliticus, Mycobacterium tuberculosis, spori de Clostridium perfringens, C. septicum.

fungi: numeroși fungi imperfecți.

protozoare: Entamoeba histolytica (Poole, Hobson, 1979)

Aceste microorganisme patogene nu se pot dezvolta nici în apele uzate și nici în râurile, lacurile, marile în care sunt deversate, ele având aici doar condiții de supraviețuire temporară cu menținerea virulenței. Înainte de a fi distruse, ele pot declanșa epidemii hidrice prin consumul apei contaminate, prin scăldat sau după consumul de alimente infectate neprelucrate termic (Popa D., 2006 pag 250).

Concluzii

Păstrarea nealterată a mediului este practic imposibilă și echivalează cu stagnarea evoluției speciei umane. Capacitatea de adaptare a omului la mediu s-a dovedit a se produce în timp și a fi totuși limitată. În acest proces complex și parțial controlabil, microorganismele joacă un rol important.

BIBLIOGRAFIE

ZARNEA, G., 1994, Tratat de microbiologie generală, vol. V, Edit. Academiei, București.

ȚUȚUIANU, O., 2011, Evaluarea și raportarea performanței de mediu INDICATORI DE MEDIU, ediția a III-a, Edit. AGIR, București.

ȚUȚUIANU, O., 2006, Evaluarea și raportarea performanței de mediu INDICATORI DE MEDIU, Edit. AGIR, București.

BRAN, F., IOAN, I., 2013, Terra – casa vieții, Edit. Universitară, București.

POPA, D., 2006, Apa- mediu pentru microorganisme, Edit. Universitaria, Craiova.

COGĂLNICEANU, D., 1999, Managementul capitalului natural, Edit. ARS Docendi, București.

OPREAN, C., SUCIU, O., 2003, Managementul calității mediului, Edit. Academiei Române, București.

NEGULESCU, M., ANTONIU, R., RUSU, G., CUȘA, E., 1982, Protecția calității apelor, Edit. Tehnică, București.

ȘUMĂLAN, R., M., 2012, Biologia și microbiologia solului și a apei- Note de curs, Edit. EUROBIT, Timișoara.

PETRE, M., 2013, Biotehnologia microorganismelor cu aplicații în bioremediere, Edit. CD PRESS.

http://eur-lex.europa.eu/legal-content/RO/TXT/?uri=URISERV:l28002b

Banu, A., Radovici, O., M., 2007, Elemente de ingineria și protecția mediului., Editura Tehnică, București, capitol 4. Depoluarea apei, pag 71, 88.