PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE REABILITARE A ZONEI CONTAMINATE DE LA S.C. SOMEȘ S.A. DEJ Alina CHIOREAN, Valer MICLE alina_chiorean@yahoo.com,… [302363]

CUPRINS

PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE REABILITARE A ZONEI CONTAMINATE DE LA S.C. SOMEȘ S.A. [anonimizat][anonimizat], [anonimizat].[anonimizat], Str. Blv. Muncii, nr.103-105, Cluj-Napoca, România

REZUMAT

În urma desfășurării activității de producere a [anonimizat], [anonimizat], determinând în timp apariția și extinderea siturilor contaminate care afectează și în prezent sănătatea oamenilor și a mediului.

Astfel, a devenit o [anonimizat] a terenurilor poluate.

Prezenta lucrare analizează impactul activităților fostei intreprinderi S.C. SOMEȘ S.A. [anonimizat] a apei. În urma analizelor efectuate s-a constatat o poluare a solului și a apei cu metale grele: plumb, cadmiu și zinc.

Lucrarea este structurată pe cinci capitole în care se prezintă poluarea cu metale grele și efectele ei asupra factorilor de mediu și a sănătații populației: poluarea solului cu metale grele și efectele ei asupra factorilor de mediu și a polulației, [anonimizat], alegerea metodei de depoluare a [anonimizat]: “Spălarea solului”. În încheierea proiectului sunt relatate concluzile și contribuțile personale.

CUVINTE CHEIE:

[anonimizat], [anonimizat] S.C. SOMEȘ S.A. [anonimizat][anonimizat], [anonimizat].[anonimizat], Str. [anonimizat].103-105, Cluj-Napoca, Romania

ABSTRACT
The result of the work of pulp sulphate bleached / [anonimizat] / [anonimizat], [anonimizat].

It became a [anonimizat].

This paper examines the impact of the former companies S.C. SOMEȘ S.A. Dej on the environment in terms of soil and water contamination. Following the analysis performed it was found to pollution of soil and water with heavy metals: lead, cadmium and zinc.

The paper is divided into five chapters showing heavy metal pollution and its effects on the environment and human health: [anonimizat], [anonimizat]: "soil washing". The end of the project are related conclusions and personal contribution.

KEYWORDS:

INTRODUCERE

Activitățile industriale reprezintă o parte importantă a economiei, [anonimizat]. [anonimizat]le industriale rămân o sursă importantă de poluare a mediului.

Procesele tehnologice de fabricare a celulozei și a hârtiei influențează mediul înconjurător prin emisiile de poluanți în apă, aer și sol.

Industria de celuloză și hârtie a fost tot timpul o mare consumatoare de resurse naturale (lemnul) și energie (combustibili fosili, electricitate), inclusiv de apă și o sursă semnificativă de poluare a mediului.

Agenții de poluare pot proveni din: compușii chimici ai lemnului, chimicalele utilizate la fierberea tocăturii și regenerarea sărurilor sodice, agenții de albire pe bază de clor folosiți la albirea celulozei, precum și din procesele de ardere pentru obținerea aburului tehnologic.

Solul este reprezentat de stratul de la suprafața scoarței terestre format din particule minerale, materii organice, apă, aer  și organisme vii. Procesul de formare al solului (pedogeneza) are loc sub influenta factorilor pedogenici: climă, microorganisme, vegetație și relief.   Poluarea solului  ‐ orice activitate ce produce dereglarea functionarii normale a solului ca suport si mediu de viata in cadrul eosistemelor naturale sau antropizate.

Solul este locul unde se intalnesc toti poluantii, pulberile din aer, gazele toxice transformate de ploaie in atmosfera, astfel ca solul este cel mai expus efectelor negative ale acestor substante. Apele de infiltratie impregneaza solul cu poluanti antrenandu‐i spre adancime, raurile poluate infecteaza suprafetele inundate sau irigate, aproape toate reziduurile solide sunt depozitate prin aglomerare sau numai aruncate la intamplare pe sol.

Metalele grele se concentrează la nivelul fiecărui nivel trofic datorită slabei lor mobilități, respectiv concentrația lor în plante este mai mare decât în sol, în animalele ierbivore mai mare decât în plante, în țesuturile carnivorelor mai mare decât la ierbivore, concentrația cea mai mare fiind atinsă la capetele lanțurilor trofice, respectiv la răpitorii de vârf și implicit la om.

Poluanții de tip metale grele sunt deosebit de periculoși prin remanența de lungă durată în sol, precum și datorită preluării lor de către plante și animale. Acestor elemente de toxicitate se adaugă posibilitatea combinării metalelor grele cu minerale și oligominerale devenind blocanți ai acestora, frustrând organismele de aceste elemente indispensabile vieții.

Scopul prezentei lucrări este de a proiecta o tehnologie cat mai eficientă de reabilitare a zonei contaminate de fosta intreprindere S.C. SOMEȘ S.A. Dej în urma desfășurării activității de producere a celulozei și a hârtiei.

Prezenta lucrare este structurată în 5 capitole la care se mai adaugă o listă cu referințe bibliografice.

CAPITOLUL I

POLUAREA SOLURILOR CU METALE GRELE ȘI EFECTELE EI ASUPRA FACTORILOR DE MEDIU ȘI A SĂNĂTAȚII POPULAȚIEI

DEFINIREA METALELOR GRELE

Categoria “metale grele” include mai multe elemente- Cd, Cu, Cr, Co, Fe, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Zn- care se definesc prin proprietăți metalice (conductibilitate, ductibilitate, stabilitate sub formă de cationi), număr atomic mai mare de 20 și densitate mai mare de 5,6 kg/dm3. 23]. Postolache, C., Postolache, C., 2000. Introducere în ecotoxicologie, Editura Ars Docendi

Metalele grele au capacitatea de a-și schimba ușor valența, formează hidroxizi greu solubili, au afinitate pentru a crea sulfuri și de a forma compuși complecși. De aceea, ele sunt reținute ușor în sol de către complexul adsorbtiv, sunt absorbiți și de către oxizii hidratați de Al, Fe, Mn, iar în condiții reducătoare formează complecși insolubili. IUPAC, 2002, “ Heavy metals a meaningless Pure and Applied Chemistry”, 74(5): 793-807;

În mod natural în sol sunt deținute în concentrații relativ mici dar pot să apară în concentrații mari cu potențial toxic ca urmare a unor activități antropice și mai ales necontrolate. În această alternativă, a excesului lor, pot determina dereglări în sol, plante și ape și ulterior în verigile superioare ale lanțului trofic.

ASPECTE PRIVIND POLUAREA SOLURILOR CU METALE GRELE

Metalele grele sunt considerate nocive organismelor când sunt prezente în concentrații ridicate. Semnificația ecologică a metalelor grele este importantă datorită toxicității, mobilității și acumulării acestora. Aceste elemente pot intra în circuitul hidrologic prin apele subterane, prin percolare, și apele supraterane prin scurgeri de suprafață. De asemenea, pot fi acumulate de plante, eliberate în atmosferă sub formă gazoasă, pot agrega semi-permaenent în argilă sau materia organică din sol sau sedimente, acumulare ce poate avea repercusiuni asupra sănătății populației umane pe termen lung. Krishna, A.K., Govil, P.K., 2004,”Heavy metal contamination of soil around Pali Industrial Area, , Environmental Geology”, 47: 38-44;

Unele metale grele cum sunt: mercurul, plumbul, cadmiul, care probabil nu sunt esențiale pentru plante și animale, sunt cunoscute ca fiind periculoase pentru sănătate chiar la concentrații reduse.

Atâta timp cât metalele grele rămân strâns legate de constituenții solului și accesibilitatea lor este redusă, efectul lor asupra vieții din sol și asupra mediului inconjurator va fi redusă.

Atunci când, insă, condițiile de sol permit ca metalele grele să treacă în soluția solului,conținuturile crescute de metale grele în sol prezintă un risc direct de poluare a solului și, deci, a plantelor care le absorb, a omului și a animalelor care consumă plantele respective.În plus, metalele grele pot fi levigate în apa freatică sau de suprafață și de acolo să afecteze omul și animalele prin apa potabilă. Krishna, A.K., Govil, P.K., 2004,”Heavy metal contamination of soil around Pali Industrial Area, , Environmental Geology”, 47: 38-44;

Riscul de poluare a solului și plantelor depinde de :

-specia plantei;

-forma chimică a elementelor chimice din sol;

-prezența altor elemente ,mai ales a celor care contracarează efectul metalelor grele și substanțelor care complexează;

-procese de absorbție si desorbție;

-cantitatea accesibilă în sol și in contițiile de sol și de climă;

Deci,efectele dăunătoare ale metalelor grele depind de mobilitatea lor,adică de solubilitatea lor în sol.

Accesibilitatea metalelor grele pentru plante nu este constantă. Acestea variază de la o specie la alta, ca și în funcție de sol și de climă. La orice specie, concentrațiile pot varia între diferitele părți și organe ale plantei, cât și cu vârsta plantei.

Factorii de sol care au efect evident asupra accesibilității metalelor grele pentru plante sunt: textura, reacția (pH), conținutul de materie organică, capacitatea de schimb cationic și drenajul. [12] Ludușan, N. , 2002, “Zăcăminte și poluare pe Valea Ampoiului”, Editura Aeternitas, Alba Iulia;

a) Textura are o influență directă în reținerea metalelor grele și redarea lor lentă,făcând astfel ca la solurile mai argiloase să fie un pericol mai mic pentru plante de a absorbi cantitați în exces, la nivel toxic, de metale grele.

b) Reacția (pH-ul) solului pentru ca un metal să fie absorbit de sistemul radicular al unei plante, acesta trebuie să fie intr-o formă solubilă. Hidroxizii și carbonații metalelor grele sunt destul de insolubili și, în general, cu cât pH-ul este mai mare,cu atât este mai mare probabilitatea formării de hidroxizi și carbonați insolubili.Astfel,există acordul unanim că ,pentru a reduce la minimum accesibilitatea unui metal toxic în sol,trebuie să se mențină valoarea pH-ului în jur de 6,5 prin amendare.

În Figura 1.1 este prezentat gradul de mobilitate al ionilor metalici în funcție de pH-ul solului.

Figura 1.1. Mobilitatea ionilor metalici în funcție de pH-ul din sol

c) Conținutul de materie organică – metalele pot forma compuși și complecși cu materia organică din sol și, deci, în solul cu conținut mare de materie organică, metalele sunt mai puțin accesibile pentru absorbția plantelor.

d) Capacitatea de schimb ionic – depinde, în principal, atât de conținutul și natura mineralogică a fracțiunii argiloase din sol, cât și de conținutul de materie organică a solului.

Cu cât acesta este mai mare, cu atât conferă solului o capacitate mai mare de a reține o parte din metalele grele, evitând astfel ca acestea să ajungă în plante, în concentrații toxice pentru plante, animale sau om, dacă le consumă.

e) Drenajul solului – excesul de apă din sol favorizează prezența metalelor în forme mai solubile, cu valențe infierioare. Metalele grele, în general, se caraterizează prin schimbarea valențelor, solubilitatea redusă a hidroxizilor lor, o mare capacitate de a forma complecși și o mare afinitate penreu sulfuri și este natural ca unii dintre aceștia să aibă rol de cationi.

Factorii care determină reținerea metalelor grele de către sol :

-absorbția de schimb de la suprafața argilelor și humusului;

-formarea complecșilor cu humusul;

-absorbția și ocluzia de către oxizii hidratați de aluminiu,fier,mangan etc;

-formarea de compuși insolubili,mai ales în condiții de reducere;

Ludușan, N. , 2002, “Zăcăminte și poluare pe Valea Ampoiului”, Editura Aeternitas, Alba Iulia;

1.3. PLUMBUL FLOREA

1.3.1. Caracteristicile fizice și chimice ale plumbului

Plumbul este elementul chimic cu numărul 82 în tabelul periodic al elementelor. Este un metal care în tăietura proaspătă are luciu cenușiu-albăstrui, luciu care dispare în aer curat când metalul se acoperă cu un strat subțire cenușiu de oxid de plumb și în aer umed când se acoperă cu un strat alb de carbonat bazic de plumb.

Plumbul este moale, maleabil, ductil, slab conducător de electricitate și foarte rezistent la coroziune. Conținutul natural de plumb în soluri este mai mic de 32 mg·kg-1. Adriano, D.C. Trace elements in the Terrestrial Environments, p.57-86, Springer Verlag, New York, 2001

Chimia plumbului în soluri este afectată de 3 factori importanți:

Adsorbția specifică de diferite faze solide

Precipitarea compusilor puțin solubili sau a celor foarte stabili

Formarea compușilor relativ stabili rezultați din interacțiunea cu materia organică

Elkhatib, E.A., Elshebiny, G.M., Balba, A.M.,Environmental Pollutants, 69,1991

Prezența în soluri a materiei organice influențează și ea adsorbția plumbului. Aceasta poate imobiliza plumbul prin reactii specifice de adsorbție, în timp ce imobilizarea acestuia poate fi facilitată și de caracterul plumbului cu materia organică dizolvată.

A fost demonstrat ca Pb are cea mai mare afinitate pentru argilă, turbă, oxizii fierului și soluri neuzuale. Fosfatul de plumb este o formă foarte stabilă a plumbului în mediul înconjurător, cu o solubilitate scăzută, ceea ce il face să fie foarte des folosit în remedierea solurilor contaminate cu plumb. Sauve, S., Martinez, C.E., McBride M.B., Hendershort, W., Soil Sci. Am. J., NR.64, 2000

1.3.2. Surse și aplicații ale plumbului

În natură, plumbul se găsește răspândit sub formă de compuși: galena (PbS), ceruzita (PbCO3), sulfatul de plumb (PbSO4).

Încă din cele mai vechi timpuri plumbul a fost folosit de către om iar odată cu revoluția industrială, acesta a fost foarte mult utilizat pentru aplicații în produse metalice, cabluri și țevi, dar și în vopsele și pesticide.

O proprietate chimică foarte importantă a plumbului este rezistența sa la acțiunea acidului sulfuric. In contact cu H2SO4, la suprafața plumbului se formează un strat insolubil și compact de sulfat de plumb, care împiedică continuarea coroziunii.

Tabelul 1.1. Prezintă cele mai uzuale valori raportate ale plumbului în diferite medii.

Tabelul 1.1

Valorile concentrației de plumb (ppm) în diferite medii

1.3.3. Efectele ecotoxicologice ale plumbului

În general, în natură nu se întâlnește fitotoxicitatea plumbului. Plumbul nu reprezintă o problemă atât de mare în soluri datorită afinității sale la materia organică. Excepție sunt vechiile situri miniere și topiturile, unde plantele sunt supuse unor nivele ridicate de plumb în soluri. În mod natural, microorganismele sunt mai sensibile la plumb decât plantele.

Bradl, Heavy Metals in the Environment, Elsevier Academics Press, Germany, 2005

Cele mai comune căi de intrare în contact cu Pb sunt prin expunera la praful din aer și ingerarea de hrană și apă contaminată. Cele mai semnificative surse de otrăvire cu Pb la copii sunt considerate contactul cu praful și vopselele cu conținut de plumb.

În ceea ce privește peștii și viața sălbatică, plumbul este o toxina nespecificată care inhiba multe activități enzimatice. Efectele tipice de intoxicare cu plumb sunt efecte hematologice, efecte asupra sistemului nervos central și asupra funcțiilor reproductive.

In ceea ce privește omul, otrăvirea cu plumb este un risc major în secial pentru copii mici si preadolescenți. Modul în care acesta intră în organism depinde de forma sa fizică sau chimică. Plumbul anorganic în cele mai multe cazuri este inhalat sau ingerat și nu suportă transformări biologice. Adriano, D.C. Trace elements in the Terrestrial Environments, p. 196-224 Springer Verlag, New York, 2001

Odată pătruns în sânge este distribuit țesuturilor moi (rinichi, măduva spinării, ficat creier) și în țesuturile minerale (oase și dințe). Plumbul se bioacumulează în organism de-a lungul vieții și este metabolizat treptat și în timp îndelungat.

Simtomele tipice ale intoxicării cu plumb sunt oboseala, tremurul, dureri de cap, vome, accese, învinețirea țesutului gingival și colici.

Plumbul este un pericol pentru fetuși deoarece le afectează dezvoltarea. În urma cercetărilor s-a stabilit că cei mai afectați sunt copii cu vârsta sub 6 ani, neputându-se stabilii încă un nivel de siguranță al otrăvirii cu plumb.

Teza doctorat Florea

1.4. ZINCUL

1.4.1. Caracteristici fizice și chimice ale zincului

Zincul are numărul atomic 30, masa atomică de 65,38; punctul de topire la 420 ̊C și densitatea de 7,13 g·cm-1. Aparține grupei II B a sistemului periodic și se întâlnește în stare bivalentă în toți compușii săi.

Zincul este un metal moale, alb-albăstrui și se găsește sub forma a cinci izotop istabili și șase izotopi radioactivi. Starea de oxidare în natură a zincului este II și ionul pozitiv de zinc Zn+2 este incolor.

Sorbția este un factor important ce guvernează concentrația zincului în soluri și acest fenomen este influențat de mai mulți factori cum ar fi: pH-ul solului, conținutul de minerale argiloase, materiile organice prezente în sol și tipul solului. Bradl, Heavy Metals in the Environment, Elsevier Academics Press, Germany, 2005

Legăturile zincului cu argilele sunt caracterizate ca fiind dominant reversibile în asocierea cu grupurile de suprafața ale argilei, în timp ce restul rămâne în mod ireversibil în forme neschimbabile, în sol alcalin și calcaros, indisponibilitatea zincului este datorată sorbției acestuia de către carbonați, precipitării hidroxidului și carbonaților sau formării zincului de calciu insolubil.

1.4.2. Surse și aplicații ale zincului

Zincul este al patrulea metal în consumul anual în lume (după Fe, Al și Cu).

Este intens folosit în industria automobilelor, în producția de acoperire metalică a fierului și a oțelului, în cosmetică, pulberi, unguente, antiseptice, vopsele, lacuri și linoleum. Zincul este necesar și în manufacturi, sticlărie, cauciucuri de automobile, ecranele de televizor, bateriile cu celula uscată și echipamente electrice.

În agricultură,zincul este un important micronutrient fertilizant, protector al lemnului și insecticid. Zincul ocupă locul 24 în abundență în scoarța terestră (valoare de 7 ppm).

Principalele surse antropice de zinc în mediu înconjurător sunt fertilizanții, nămolul rezidual, mineritul și topirea metalelor. În agricultură se folosesc patru mari clase de fertilizanți pe bază de zinc: anorganici, chelați sintetici, complecși organici sau naturali și complecși anorganici.

Adriano, D.C. Trace elements in the Terrestrial Environments, p. 196-224 Springer Verlag, New York, 2001

Tabelul 1.2. Prezintă cele mai uzuale valori raportate ale zincului în diferite medii

Tabelul 1.2

Valorile concentrației de zinc (ppm) în diferite medii

1.4.3. Efectele ecotoxicologice ale zincului

Zincul este esențial atât pentru plante cât și pentru animale și cu atât mai mult pentru om. În plante zincul este implicat în variate metaloenzime, în stabilitatea ribozomilor citoplasmatici și în membrana plasamatică a celulelor rădăcinii.

Zincul este co-factor pentru numeroase enzime, intervenind în activitate aparatului reproducător, a sistemului nervos, imunitar, dermatologic si gastrointestinal. Zincul testicular este vital pentru spermatogeneza normală, pentru fiziologia spermeiși pentru dezvoltarea embriologică. De asemenea, zincul joacă un rol în perceperea senzațiilor gustative și în vindecarea plăgilor.

Deficiențele au ca rezultat malformații cerebrale, oculare, osoase, cardiace. Inhalarea vaporilor cu conținut mare de oxid de zinc produce o intoxcație acută cunoscută sub denumirea de „febra de fum” care se manifestă prin: febră, guturai, hipersalivație, cefalee, tuse și leucocitoză.

Pioaru, Roxana, Oligoelementele deficit, dezechilibru sau intoxicație, revista Farmacist.ro, nr. 25, 2007

Datorită efectului cumulativ, zincul induce dezvoltarea unor boli și tumori la nivelul sistemului nervos și cardiovascular, anomalii cromozomiale și efecte congenitale.

1.5. CADMIUL

1.5.1. Caracteristici fizice și chimice ale cadmiului

Cadmiul este un element chimic din grupa metalelor de tranziție, are numărul atomic 48 și unitatea atomică de masă 112.41. Cadmiul are un aspect argintiu metalic, este un metal moale, ductil, electropozitiv, structura cristalină este hexagonală, starea de agregare este solidă și este foarte rezistent față de agenții de coroziune. Cadmiul nu apare în mod natural, principalele minerale de cadmiu sunt greenochitul (sulfura de cadmiu CdS), având 77% cadmiu, otavitul (carbonat de cadmiu CdCO3) și monteponitul (oxidul de cadmiu CdO). Greenochitul este singurul mineral care este aproape întotdeauna asociat cu sfaleritul (ZnS). Această asociere este cauzată de similitudinile geochimice dintre zinc și cadmiu, ceea ce face ca separarea geologică să fie foarte greu de realizat. Cadmiul este un produs rezidual în urma prelucrării zincului. Acesta se găsește în natură numai sub formă de combinații chimice (zinc, cupru și plumb).

Principalii compuși ai cadmiului sunt: carbonatul de cadmiu (CdCO3) – 172,41 greutatea moleculară, clorura de cadmiu (CdC12) – 183,32 greutate moleculară, fluorul de cadmiu (CdF2) – 150,40 greutatea moleculară, iodura de cadmiu (CdI2) – 366,21 greutate moleculară, oxidul de cadmiu (CdO) – 128,40 greutatea moleculară, selenatul de cadmiu (CdSeO4) – 191,36 greutate moleculară, sulfuratul de cadmiu (CdS) – 144.46 greutatea moleculară.

Punctul de topire al cadmiului este de 321,069șC, 609,924șF sau 594,219 K, iar punctul de fierbere este 767șC, 1412,6șF sau 1040,15 K. Cadmiul are 48 de protoni și 64 de neutroni.

Praful de cadmiu are în componență mai mulți compuși ai acestuia, cum ar fi clorura de cadmiu. Fumul de cadmiu conține particule minuscule de cadmiu sau oxid de cadmiu format în timpul arderii. Când cadmiul ajunge în aerul umed, acesta își pierde strălucirea și este imediat afectat de dioxidul de sulf și de amoniacul ud.

Acest metal este solubil în acizi, dar insolubil în apă. Ionii de cadmiu sunt obținuți din soluția de ioni și formează compuși insolubili, albi hidratați cu carbonați, fosfați, arsenite, oxalați și ferocianuri.

Cadmiul este un metal insolubil în apă, clorura de cadmiu, care este un compus al acestuia este solubil în apă, acetonă, metanol și etanol dar este insolubil în aer. Acetatul de cadmiu este solubil în apă și alcool, bromura de cadmiu este solubilă în apă, alcool, moderat în acetonă și puțin în aer, carbonatul de cadmiu este solubil în acizi diluați și insolubil în aer, iar florura de cadmiu este solubilă în apă și acizi și este insolubilă în alcool și în NH4OH (hidroxid de amoniu).

1.5.2. Surse și aplicații ale cadmiului

Cadmiul se găsește peste tot în mediul înconjurător, de la surse și procese naturale, cum ar fi eroziunea și abraziunea pietrelor și a solurilor, la evenimente singulare, cum ar fi incendiile forestiere și erupțiile vulcanice. Nivelul de cadmiu care se găsește în atmosferă este de la 0,1 la 5,0 nanograme pe metru cub, în scoarța Pământului este de la 0,1 la 0,5 micrograme pe gram, în sedimentele marine este de 1 microgram pe gram, în apa mării este de 0,1 micrograme pe litru.

Principala utilizare a cadmiului, aproximativ 50%, este în procesul de galvanizare a altor metale, în principal, este vorba despre oțel, fier și cupru.

Cadmiul este folosit la obținerea aliajelor (nichel, cupru, aur, argint, bismut și aluminiu) și are un punct de topire scăzut. Cadmiul este cel mai frecvent utilizat în fabricarea de baterii din nichel și cadmiu, baterii reîncarcabile care se găsesc în telefoanele mobile și în echipamentele fără fir.

Totodată, compușii cadmiului sunt utilizați în fabricarea pigmenților și coloranților (sulfura de cadmiu și sulfoselenida de cadmiu), ca stabilizatori în materialele din plastic și în electrozii bateriilor alcaline cu nichel și cadmiu.

De asemenea, compușii cadmiului sunt utilizați în imprimare, în industria textilă, în fotografie, în lasere, în semiconductori, în pirotehnie, în celulele solare, în contoare cu scintilație, ca neutroni absorbanți în reactoarele nucleare, în amalgamele dentare, în fabricarea lămpilor fluorescente, în bijuterii, în gravură, în industria de automobile și avioane, ca pesticide, catalizatori de polimerizare. Cadmiul este găsit și în îngrășămintele cu superfosfat.

http://www.ecologic.rec.ro/articol/read/legislatie/7213/

1.5.3. Efectele ecotoxicologice ale cadmiului

Admisibilitatea de cãtre plante poate fi influențatã de concentrația cadmiului în sol, condițiile pH-ului, temperatura, cantitatea de materii organice, respectiv prezența altor metale. Concetrația maximă admisă de cadmiu în plante a fost stabilită până la valoarea de 3 mg/kg. Fitotoxicitatea cadmiului la plante se manifestă, în general, prin apariția unor simptome: grofrarea frunzelor, clorozarea și necrozarea acestora după un stadiu de colorație verde închis, ritm de creștere redus și diminuarea fitomasei.

Căilea de contaminare a organismului uman cu cadmiu sunt strâns legate de absorbția prin alimente,apa și respirație. Cadmiul de origine alimentară se acumulează mai ales în ficat și rinichi și are o perioadă biologică lunga (18-23 ani), datorită faptului că aceste organe au capacitate mare de inmaganizare,iar cadmiul are timp de înjumatațire lung. Concentrația medie de cadmiu în sângele uman este de aproximativ 0,5 µg /100 ml. Conținutul cadmiului în organismul animalelor sălbatice este de obicei mult mai mic decât cel din organismul uman și variază în funcție de zona georgrafică.

Cadmiul influențează metabolismul calciului, zincului și cuprului. Considerat ca și antimetabolit al zincului, cadmiul influențează distribuția intracelulară a zincului din ficat,înlocuindu-l parțial în diferite țesuturi,ceea ce implică competiția lor la locurile de fixare de proteine.

Acest element poate produce, la om, boli ca: arteroscleroza, hipertensiune primară, cancerului prostatei.

1.6. EFECTE LA NIVEL INDIVIDUAL

De regulă toxicitatea datorată expunerii concentrațiilor mari de metale este greu de înteles și rar cuantificată în teren. Efectele toxice ale compușilor se manifestă dichotomic, în funcție de concentrație, iar stresul cauzat de către compusul toxic poate fi clasificat astfel:

a. Stres distructiv;

b. Stres fiziologic.

Stresul distructiv este specific dozelor letale, care se soldează cu moartea organismului, iar stresul fiziologic induce răspunsuri fiziologice anormale sau chiar pierderea unor funcții specifice.

Stresul fiziologic este cauzat în principal de perturbările biochimice ce survin la nivel molecular. Metalele pot afecta activitatea enzimatică, altera structura ADN rezultând mutații, diminua fertilitatea ouălelor (în cazul peștilor) etc.

Aceste modificări biochimice pot cauza efecte la nivel celular și tisular. Spre exemplu: producția de biomasă este afectată în urma stresului datorat concentrațiilor ridicare de metale grele, având consecințe economice considerabile asupra plantelor de cultură; faza de creștere a bacteriilor fixatoare de azot este inhibit; dezvoltarea miceliilor pentru multe specii de fungi este redusă considerabil în urma expunerii; rata de hrănire în urma contaminării cu Cd a larvelor de Bombyx moril L. a scăzut etc. În cazul plantelor apare fenomenul de stres oxidativ.

Metalele cauzează reacții biochimice produse de deplasarea centrelor cationice proteice, astfel perturbând sau inhibând activitatea enzimatică. De asemenea, este posibilă creșterea concentrației speciilor de oxigen foarte reactive (O2, OH, H2O2) care conduc la distrugerea membranelor celulare, cauzând peroxidarea lipidelor sau apoptoză (distrugere celulară programată genetic drept răspuns la un anumit semnal). Un exemplu de metal care favorizează peroxidarea lipidelor este Cu.

Cadmiul este considerat unul din metalele de mare interes ecotoxicologic datorită efectelor negative asupra metabolismului plantelor și regnului animal. În urma testelor de toxicitate s-a demonstrat că în cazul bacteriilor fixatoare de azot și plantelor de cultură gradul de toxicitate s-a distribuit în funcție de metalele studiate astfel:

Cd > Cu > Ni > Zn > Pb > Cr

Fitotoxicitatea scăzută în cazul Cr și Pb a fost atribuită faptului că sunt insolubile în majoritatea condițiilor de sol, iar toxicitatea crescută a celorlalte metale este asociată solubilității acestora în sol.

Contaminarea solurilor cu metale grele este deseori asociată și cu un pH scăzut, iar această aciditate facilitează creșterea conținutului de acizi fulvici care formează cu metalele complexe foarte mobile și biodisponibile.

Majoritatea metalelor grele sunt mobilizate în lanțul trofic și afectează atât producătorii cât și consumatorii. Ele sunt stocate le fiecare nivel trofic și transmise pe baza relațiilor trofice către consumatorii de ordin superior. De exemplu, Cr este stocat în vacuole la plante, în tractul digestiv la oligochetae, în exoschelet la crustacee; Pb se acumulează la mamifere în ficat și oase; Hg este fixat în creier și ficat etc.

1.7. EFECTE LA NIVEL POPULAȚIONAL

Populația este un sistem biologic de nivel supraindividual, integrat în ierarhia sistemelor biologice și componenta elementară a speciei. Efectele în cadrul populației sunt consecințe directe a perturbărilor metabolice survenite prin contaminarea cu metale grele, iar afectarea funcțiilor populației poate avea un impact asupra metabolismului indivizilor componenți.

Efectele populaționale sunt rezultatul contaminării a multor indivizi din populație. Această contaminare se poate face pe baza relațiilor trofice în zone poluate cu metale) de scări diferite.

Chiar și în habitate seminaturale organismele sunt deseori expuse diferitelor concentrații de poluanți antropici. Metalele sunt printre cele mai persistente, având efecte directe și indirecte asupra biocenozelor.

Poluarea cu metale poate avea un impact negativ asupra populațiilor naturale pe baza efectelor ecologice de tip cascadă. De exemplu, modificarea structurii vegetației ca urmare a contaminării sau reducerea consumatorilor de ordin inferior poate cauza o competiție intra sau interspecifică pentru acele resurse. Prin urmare, reproducerea consumatorilor de ordin superior va scădea, concomitent cu șansa de supraviețuire a indivizilor și, ulterior, a populației.

Rezistența populației la expunerea la metal este un aspect important. În general, toleranța și rezistența sunt termenii utilizați în literatură. Toleranța se referă la existența unui grup populațional mai apte în combaterea toxicității față de restul indivizilor, iar rezistența corespunde capacității întregii populații de a rezista în condițiile unei contaminări. Pe termen lung, prin prisma selecției naturale, este posibilă apariția unei specii rezistente având la bază o specie tolerantă, atât timp cât presiunea selectivă este de o durată considerabilă, favorizând schimbarea genotipului.

Organismele dispun de o mulțime de mecanisme defensive pentru a limita efectele metalelor, precum evitarea ingestiei, acumularea scăzută, intensificarea excreției, detoxifierii sau sechestrarea metalului într-o formă care nu este toxică. Creșterea variabilității populaționale poate fi rezultatul diferitelor toleranțe atribuite indivizilor din cadrul populației.

1.8. EFECTE LA NIVEL ECOSISTEMIC

Datorită multiplelor interacțiuni dintre populațiile unei biocenoze este imposibilă extrapolarea efectelor unui poluant la scară ecosistemică doar pe baza efectelor asupra unor populații luate separat. Astfel, într-un context ecosistemic, efectele se pot evalua doar pe baza studiului efectelor la nivelul structurii și dinamicii ecosistemelor. În funcție de concentrația și durata de acțiune a poluantului, efectele vor fi resimțite inițial la nivelul populațiilor speciilor sensibile, apoi la nivelul comunităților și dinamica ecosistemului, în final fiind afectate funcțiile.

La nivel structural vor fi identificate efecte precum reducerea abundenței și bogăției specifice, diversității specifice, modificarea dominanței, afectarea speciilor cheie (pe baza fenomenelor de bioconcentrare, bioacumulare, bioamplificare), efecte asupra succesiunii ecologice consideră că sistemele foarte diverse își reduc diversitatea în condiții de stres, iar cele cu diversitate mică înregistrează o creștere a diversității în aceleași condiții.

La nivel funcțional efectele vor viza toate funcțiile ecosistemelor. Astfel, vor fi afectate componentele biocenotice prin inhibarea producției de biomasă.

În concluzie, metalele, acționând de la scară moleculară, cauzează efecte care se propagă până la nivelul sistemelor ecologice deteriorându-le atât structura, cât și funcțiile. Postolache, C., Postolache, C., 2000. Introducere în ecotoxicologie, Editura Ars Docendi;

CAPITOLUL II

CARACTERIZAREA ZONEI FOSTEI INTREPRINDERI S.C. SOMEȘ S.A. DEJ

2.1. IDENTIFICAREA ZONEI POLUATE

Municipiul Dej este situat în nord-vestul României, în partea de nord-est a județului Cluj. Se înscrie între cele 6 localități de același rang administrativ-teritorial ale județului, situându-se pe locul al treilea, ca număr de locuitori, după Cluj-Napoca și Turda.

Orașul se află la confluența Someșului Mic, care își adună apele din Munții Apuseni, cu Someșul Mare, coborât din Munții Rodnei, pe malul stâng al Someșului unit, în zona de contact a Câmpiei Transilvaniei cu Podișul Someșan.

Este cuprins între paralela de 475′ și 4710′ latitudine nordică și meridianele de 2345′ și 2352’30” longitudine estică.

Vatra orașului se situează pe un relief variat, cu altitudini cuprinse între 220 și 360 metri (excepție face Dealul Rompas, cu o altitudine de 420 metri). Zona de confluență a Someșurilor a dat posibilitatea formării unui bazin depresionar de eroziune încadrat de dealuri. Așadar, distingem dealuri terasate ce se încadrează în Podișul Someșan și șesul aluvionar, larg încadrat în culoarul Someșului.

Municipiul Dej este amplasat la o răscruce de drumuri de o deosebită importanță comercială și de circulație (DN1C cu DN17). Aceste artere de circulație au făcut de-a lungul timpului și fac și în prezent legătura cu Baia-Mare, Bistrița-Năsăud, Jibou, Zalău și Cluj-Napoca, pe Valea Someșului Mic și în culoarul depresionar al Someșului Mare.

S.C. SOMEȘ S.A. DEJ a fost o unitate reprezentativă pentru sectorul de celuloză și hârtie din România.

Este amplasată pe platforma industrială Nord, situată în nord-estul municipiului Dej ( Figura 2.1.) și s-a constituit sub formă de societate pe acțiuni prin H.G. nr.120/1990, când a preluat în întregime patrimoniul Combinatului de Celuloză și Hârtie Dej.
SC SOMEȘ SA DEJ cuprinde terenurile, construcțiile, precum și bunurile mobile existente pe platforma industrială, mijloace fixe și obiecte de inventar care deservesc activitatea de fabricare a celulozei și hârtiei. Suprafața totală de teren a platformei industriale este de 604.345 mp din care aproximativ o treime este acoperită de constructii industriale.

Figura 2.1. Amplasamentul fostei intreprinderi S.C. SOMEȘ S.A. Dej

2.2. OBIECTIVUL DE ACTIVITATE A FOSTEI INTREPRINDERI

Obiectul de activitate al societății era producerea de celuloză sulfat albită /nealbită din lemn de rășinoase, hârtie rezistentă de ambalaj albită / nealbită din lemn de rășinoase și hârtie pentru scris.

Producția de celuloză a fost sistată în anul 2008, iar producția de hârtie în anul 2010. În momentul de față societatea este în procedură de faliment, activele acesteia aflându-se în conservare.

2.3. SCURT ISTORIC

Combinatul de celuloză și hârtie Dej, județul Cluj, a luat ființă prin Hotărârea Consiliului de Miniștrii nr.203 din 1961, având următorul profil de activitate:

-60.000 t/an celuloză albita și nealbită din rășinoase, cu instalațiile aferente;

-30.000 t/an hârtie de ambalaj albită de gramaj 50-120 g/mp, inclusiv utilaje pentru prelucrarea în hârtie plană;

-instalații pentru producerea și asigurarea cu utilități (apă, abur, aer tehnologic și instrumental);

-instalații pentru epurarea fizico-chimică;

-ateliere de întreținere și reparații pe linie mecanică, electrică

Aceste capacități de producție au fost puse în funcțiune în anul 1966. În anul 1973 unitatea s-a dezvoltat cu încă o linie de celuloză sulfat albită și nealbită din lemn de rășinoase cu o capacitate de 60.000 t/an. Odată cu realizarea acestor capacități, s-au dezvoltat în mod corespunzător instalațiile pentru producerea utilităților, instalațiile pentru epurarea fizico-chimică a apelor uzate și atelierele de întreținere și reparații. În anul 1976 unitatea s-a dezvoltat cu o instalație de epurare biologică a apelor uzate cu o capacitate de 1.200 de l/sec. din care 200 l/sec. ape menajere din municipiul Dej.

Pe linia modernizării instalațiilor și a refolosirii materialului fibros rezidual s-aurealizat o serie de lucrări și completări astfel:

– modernizarea în anul 1977 a mașinii de hârtie de ambalaj cu creșterea capacității de producție la 34.000 t/an și creșterea ponderii hârtiilor de ambalaj cu gramaj redus de 50-60 g/mp ;

– punerea în funcțiune în anul 1983 a unei instalații pentru producerea hârtiei igienice din fibre recuperate din apele reziduale cu o capacitate de 4.000 t/an;

– dezvoltarea atelierelor de reparații pentru piese de schimb și utilaje specific industriei de celuloză și hârtie.

În anul 1981 a început realizarea unei fabrici de celuloză chimică având la bază procedeul sulfat cu baza amoniu, folosind materie primă lemnul de fag, cu o capacitate de80.000 t/an. Fabrica a fost pusă în funcțiune în anul 1987, în anul 1989, datorită reducerii solicitărilor beneficiarilor de celuloză chimică a fost oprită definitiv și o parte din ea a fost dezafectată.

În anul 2004, Compania S.C: Someș S.A., lider național în domeniul producției de celuloză și hârtie, a intrat în „familia” Grupului Industrial S.C.R., acționar majoritar fiind S.C. A1 Impex S.R.L. Cluj, deținând 61,25 % din totalul acțiunilor.

2.4. IMPACTUL TEHNOLOGIEI DE OBȚINERE A CELULOZEI ȘI A HÂRTIEI ASUPRA MEDIULUI

2.4.1. Procesul tehnologic de preparare a lemnului

Emisiile în mediu la prelucrarea lemnului au fost urmatoarele:

Coajă și rumeguș;

Pulberi și praf;

Zgomot și vibrații;

Apa uzată de la umezirea lemnului;

Sursele principale de poluare la prepararea lemnului în vederea fabricării celulozei erau instalațiile de secționare și de cojire a lemnului, acestea fiind cele mai mari generatoare de deșeu de lemn sub formă de cojă și rumeguș.

Acest tip de deșeu era valorificat prin ardere în centrala proprie de ars deșeuri lemnoase în vederea obținerii aburului tehnologic.

Odată cu deșeurile de coajă și rumeguș erau depozitate și nodurile și refuzurile fine rezultate de la instalația de sortare a celulozei, care se ardeau împreuna cu deșeurile lemnoase în vederea obținerii aburului tehnologic.

În cazul în care nu se putea valorifica prin ardere toată cantitatea de deșeuri lemnoase rezultate la prepararea lemnului, surplusul de deșeu lemnos era evacuat periodic la halda proprie de deșeu solid.

Apa uzată ce rezulta de la umezirea lemnului era descărcată în circuitul pluvial.

*** Studiu de impact asupra mediului, SC. Ceprohart SA. Brăila, Brăila, 1995

2.4.2. Procesul tehnologic de firbere a lemnului

Din procesul tehnologic de firbere a tocăturii rezulta noxe în aer, apă și sol. Apa uzată de la firberea lemnului provenea din efluenții tehnologici, de la răcirile și etanșările pompelor din instalație, răcirile de la utilajele fierbătorului.

Emisiile în atmosferă în condiții normale de funcționare erau caracterizate prin abur și gaze cu conținut de compuși cu sulf (mercaptani, H2S).

*** Regulament de fabricație a celulozei la SC SOMES SA Dej, 2003

2.4.3. Procesul tehnologic de albire a pastei de celuloză

Instalația de albire era cel mai important punct de emisie de poluanți în apă, cum ar fi substanțe organice, nutrienți și metale grele. Apele reziduale evacuate erau constituite din pierderi accidentale la rezervoarele de filtrat acid, răciri și spălări ale instalațiilor tehnologice.

Operația de albire a pastei de celuloză contribuia la poluarea aerului cu emisii gazoase de compuși ai clorului datorate degajărilor de Cl și ClO2.

*** Studiu de mediu, SC. SOMEȘ SA. SC. Ceprohart SA. Brăila, Dej, 1996

2.4.4. Procesul tehnologic de fabricație a celulozei

La secția celuloză, ce cuprindea instalațiile tehnologice de fierbere a lemnului, spălarea și sortarea pastei de celuloză, albirea pastei de celuloză și mașina de deshidratare a celulozei, poluanții ce rezultau din procesele tehnologice erau:

Apa grasă, leșie neagră reziduală, filtrele alcaline și acide, urme de terebentină și condens impur;

Spălările periodice de pardoseli din albire, spălările turnurilor de stocaj la trecerea de pe celuloză naturală pe cea albită și invers;

Refuzuri solide depozitate intermediar într-un spațiu special amenajat în acest scop;

În cadrul secției de fabricare a celulozei nu exista instalații locale de depoluare a apelor uzate și a gazelor rezultate din procesele tehnologice.

*** Regulament de fabricație a celulozei la SC SOMEȘ SA, Dej, 2003

2.4.5. Procesul tehnologic de fabricare a hârtiei

La secția hârtie principalele surse de emisii în factorii de mediu apă, aer, sol care rezultau din procesul tehnologic erau:

Apa grasă, refuz treapta a III-a de la epurarea pastei de hârtie, răcirile și etanșările pompelor;

Nămolul primar ce rezulta de la epurarea apelor uzate era pompat și depozitat pe halda de nămol proprie împreuna cu namolul rezultat la treapta biologică;

Vapori de apă de la partea uscătoare a mașinii;

***Regulament de fabricație a hârtiei la SC SOMEȘ SA Dej, Dej, 2004

2.4.6. Procesul tehnologic de producere a aburului și energiei electrice

Aspectele de mediu la producera aburului tehnologic și energiei electrice apareau atât în condiții normale de funcționare, cât și în condiții anormale sau cazuri de urgență, fiind strans legate de:

Emisii în apă care constau în evacuarea apelor de răcire;

Emisii gazoase evacuate în atmosferă la coșurile de gaze arse a cazanelor (CO, CO2, NOX, SO2), pulberi de praf de la cosul de gaze, praf de la transportul rumegușului;

Deșeuri solide reprezentate în special prin cenușa și zgura rezultate la arderea deșeurilor lemnoase;

Dima, M.: Epurarea apelor uzate, Tehnopress, Iași, 2005

2.5. STUDIU CERCETĂRILOR ASUPRA SOLULUI DIN INCINTA FOSTEI INTREPRINDERI SC SOMEȘ SA DEJ

S-a efectuat un studiu cu privire la analizele efectuate în perioada 2010-1012 asupra solului din zona fostei intreprinderi S.C. SOMEȘ S.A. Dej. Aceste analize au fost făcute de către doamna Dr. Ing. Fulop Daniela și publicate în teza de doctorat a cesteia “Studii și cercetări asupra materialelor și a tehnologiilor utilizate în procesele de fabricație a celulozei și hârtiei în vederea reducerii riscurilor ecologice”

Punctele de unde au fost prelevate probelor de sol sunt marcate pe planul de încadrare în zonă (figura 2.2.) pentru platforma industrială S.C. SOMEȘ S.A. Dej, respectiv planul de încadrare în zonă pentru halda de reziduri (figura 2.3.) și planul Municipiului Dej (figura 2.4.).

Zona I- Zonă incintă industrială:

proba A1- în stația de epurare de pe platforma de lângă grătar circuit sulfat;

proba B- secția Tocătorie, spațiu verde lângă siloz;

proba C- atelier Fierbere-Spălare, zona de spațiu verde;

proba D- zona secției Regenerare săruri sodice;

Zona II- În exteriorul fabricii:

proba H2- teren agricol cultură porumb în vecinătatea DN 17 la 0,5 km vest de amplasament;

Zona I- Zonă incintă industrială:

proba A2- stația de epurare biologică, lângă turbosuflantă;

proba H- halda de deșeuri solide, la 3 km nord-vest față de societate;

Zona II- În exteriorul fabricii:

proba H1- teren agricol cultură porumb în zona haldei de nămol biologic;

Există doua puțuri pentru monitorizarea haldei de dețeuri solide și nămol:

F1 – amplasament lângă digul despărțitor al celor două sectoare ale haldei industriale, la circa 10 m de râul Someș;

F2 – amplasament lângă stația de epurare biologică;

Figura 2.4. Planul de încadrare a municipiului Dej

Zona II- În exteriorul fabricii:

proba E- Gara Dej Călatori, la 3 km sud-vest de amplasamentul societății;

proba F- comuna Mica, la 2 km sud-est de amplasamentul societății;

proba G- lângă izvorul situat pe DN 17, la 1,5 km vest de amplasamentul societății;

proba J- sat Mănăstirea, baraj;

Pentru determinarea conținutului de metale grele, Cd, Pb, Zn s-a folosit microscopul electronic cu baleiaj model JSM 5600 LV, aflat în cadrul BCUM ‚,Laborator de microscopie electronica” de la Catedra de Știința și Ingineria Materialelor, Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca.

Probele de sol sunt probe medii, obținute prin omogenizarea a cinci probe de sol individuale, prelevate din parcelele delimitate cu suprafața de 100 m2, din patru puncte exterioare și un punct central. Probele de sol au fost recoltate din zona activă (incinta societății) și din vecinătatea amplasamentului, având poziționările menționate anterior.

Terenul din zona activă este în mare parte betonat, iar suprafețele rămase libere au în

structura lor un strat de pietriș, făcând imposibilă recoltarea altor probe relevante.

Punctele de prelevare din Zona I (Incinta industrială) sunt încadrate în folosință mai puțin

sensibilă-terenuri cu utilizări industriale, iar punctele de prelevare din Zona II (din exteriorul societății) sunt încadrate în folosință sensibilă ca urmare a includerii acestuia în terenuri agricole.

Probele de sol au fost pretratate în conformitate cu prevederile SR ISO 11464/1998,

prin separarea materialelor grosiere, îndepărtarea resturilor vegetale, uscarea, mărunțirea și omogenizarea eșantionului, apoi s-au efectuat analize chimice pentru stabilirea naturii și gradul de poluare.

Indicatorii de poluare ai solului incluși în investigații, în funcție de istoricul zonei și utilitatea terenului, au fost aleși conform Anexei 3.1 din Ordinul 184/1997 și anume:

Pentru teren agricol sau orice folosință pentru cultura plantelor: metale grele în special Cd, Pb, Zn;

Pentru terenuri cu utilizări industriale sau orice folosință unde este posibil să apară poluarea apei subterane: sulfati, metale.

Pentru determinarea conținutului de metale grele, Cd, Pb, Zn s-a aplicat metoda standardizată SR ISO 11047/1999 și metodele prin spectrofotometrie de absorbție atomica în flacără.

*** Studiu de impact asupra mediului, SC Ceprohart SA. Brăila, 1995

În urma cercetărilor se pot menționa următoarele efecte asupra solului:

La verificarea în teren, pentru ambele tipuri de folosintă, s-au pus în evidență urme de elemente chimice în sol: metale și sulfați;

Pe amplasament, la toate probele luate în lucru, cu excepția zonei de la secția Regenerare săruri sodice, pentru profilele de sol studiate, concentrațiile de elemente chimice în sol nu depașesc pragurile de alertă pentru folosința mai puțin sensibilă, reglementate de Ordinul 756-1997;

Zona secției Regenerare săruri sodice este cea mai afectată. Se considera o poluare potențială pe baza faptului că în acest punct mai mulți indicatori depășesc limitele impuse;

Astfel, Cd este la limita pragului de alertă, iar Pb si Zn depasesc pragurile de alertă pentru folosință mai puțin sensibilă, reglementate de Ordinul 756-1997 pentru aprobarea Reglementării privind evaluarea poluării mediului;

La toate probele din vecinătatea amplasamentului, cu excepția probei H2 (teren agricol, cultură porumb în vecinătatea DN 17 la 0,5 km vest de amplasament), concentrațiile elementelor chimice din sol sunt sub pragurile de alertă reglementate pentru acest tip de folosință;

La proba H2 concentrațiile de Pb și Zn depășesc pragurile de alertă, dar în acest caz mai mult este contribuția traficului rutier decât al societății SC Someș SA Dej;

Rezultatele analizelor probelor de sol sunt prezentate în tabelul 2.1. comparativ cu pragurile de alertă și intervenție, atât pentru folosință mai puțin sensibilă (teren pentru utilizări industriale) cât și pentru folosință sensibilă (teren agricol).

Tabel 2.1

Rezultatul analizei probelor de sol în anul 2012

În tabelul 2.2. Se prezintă rezultatele măsurătorilor în perioada 2010-2012, cu precizarea că fiecare valoare din tabel este media a cinci măsurători efectuate pentru fiecare poluant în punctele A1, A2, B, C, H.

Tabelul 2.2

Variația valorilor poluanților solului in perioada 2010-2012

Figura. 2.6. Variația valorilor poluanților solului în perioada 2010-2012

Activitățiile desfașurate pe amplasamentul SC Someș SA Dej anterior produc impact potențial asupra solului pentru folosința mai puțin sensibilă (teren cu utilizări industriale) pe baza faptului că la unul din punctele de recoltare (zona secției Regenerare săruri sodice) doi indicatori de poluare, Pb și Zn depășesc pragurile de alertă.

În acest caz sunt necesare doar măsuri de prevenire și limitare a poluării solului, măsuri care se referă în special la modul de gestionare, eliminare și valorificare a deșeurilor rezultate de la cojirea lemnului, nămolului verde, nămolurilor de la epurarea apelor uzate (primară și biologică).

Pentru terenul de folosință sensibilă, nu au fost evidențiate contribuții semnificative a societății SC Someș SA Dej privind poluarea solului. Valorile obținute pentru indicatorii de poluare studiați se încadrează sub valorile de prag reglementate.

În urma analizelor efectuate pentru probele de sol s-a considerat că cea mai bună cale pentru a determina contribuția activităților curente și anterioare asupra poluăriii solului și subsolului este examinarea probelor din apa subterană din forajele existente pe amplasament.

Există doua puțuri pentru monitorizarea haldei de dețeuri solide și nămol:

F1 – amplasament lângă digul despărțitor al celor două sectoare ale haldei industriale, la circa 10 m de râul Someș;

F2 – amplasament lângă stația de epurare biologică;

În ceea ce priveste migrarea apelor subterane, pânza freatică este în conexiune cu râul receptor Someș. Apa este cu un nivel liber sau slab ascensional, adâncimea pânzei freatice variind între 0,4-1,7 m de la cota terenului actual.

*** Studiu comparativ al potabilizării apei râului Someșul Mare cu clor, bioxid de clor și ozon, Contract de cercetare nr. 33/1985, Institutul Politehnic Vuia Timișoara, 1985

Calitatea apei subterane s-a analizat în urmatoarele puncte:

Proba 1 – puț F1 amplasat în aval de halda de rezidii, la vest/nord-vest de haldă, între haldă și râu;

Proba 2 – puț F2 amplasat în amonte de halda de rezidii, la est/sud-est de haldă, între stația de epurare biologică și canalul deschis Cuzdrioara;

Probele de apă freatică au fost extrase prin intermediul unor pompe manuale. Recoltarea probelor s-a efectuat după îndepărtarea unui volum de apă mai mare de cinci ori decât volumul apei staționate în foraj.

S-au urmărit aceeași poluanți ca și la analiza solului, în conformitate cu Ordinul 1146-2002.

*** Teză doctorat Fulop Daniela, Studii și cercetări asupra materialelor și a tehnologiilor utilizate în procesele de fabricație a celulozei și hârtiei în vederea reducerii riscurilor ecologice, Universitatea Tehnică Cluj-Napoca, 2012

Rezultatele analizelor efectuate pe probe de apă sunt prezentate în tabelul 2.3. respectiv tabelul 2.4 comparativ cu prescripțiile Ordinului 1146/2002 pentru clasificare calității apelor de suprafață.

Tabelul 2.3

Valori măsurate la probe de apă de adâncime la punctul F1

Figura. 2.7. Variația parametrilor măsurați la probe de adâncime în punctul de măsurare F1 în perioada 2010-2012

Tabelul 2.4

Valori măsurate la probe de apă de adâncime la punctul F2

Figura 2.7. Variația parametrilor măsurați la probe de adâncime în punctul de măsurare F2 în perioada 2010-2012

Din studiul efectuat asupra analizelor de sol și apă se pot constata următoarele:

La probele examinate sulfații sunt sub limita concentrației maxime admise prevăzute în actele normative în vigoare.

Din grupa metalelor grele analizate doar plumbul și cadmiul fac parte din categoria substanțelor cu potențial toxic. Celălalt metal, zincul este din grupa substanțelor chimice indezirabile, elementele care fac parte din compoziția naturală a apei și care poate produce modificări ale proprietăților fizice și organoleptice ale apei, făcând-o improprie consumului.

Concentrațiile de metale, Pb, Cd la ambele probe luate în lucru depășesc limitele admise de lege.

Se constată o poluare a apelor subterane cu Pb și Cd.

Ținând cont că în jurul haldei sunt și terenuri agricole (culturi de porumb care implica utilizarea de fertilizatori, îngrășăminte pe bază de azot și fosfor, precum și pesticide), problemele legate de poluarea cu metale grele și nitriți nu reprezintă o răspundere exclusivă a SC Someș SA Dej.

Răspunderea este de natură regională și poate fi condiționată numai daca, în viitor, în zona din amplasamentul examinat și râu, va urma să se dezvolte un punct de extracție pentru apa potabilă.

Totuși, titularul amplasamentlui trebuie sa țină cont de faptul că deșeurile de natură anorganică, rezultate din activitățile proprii, pot fi surse de poluare cu Pb, Cd și prin cerințele și prevederile legislației în vigoare privind ecologizarea depozitelor existente și deschiderea unui nou depozit de deșeuri nepericuloase.

2.6. CONCLUZII PRIVIND IMPACTUL MATERIALEOR ȘI TEHNOLOGIILOR UTILIZATE ÎN PROCESELE DE FABRICAȚIE

2.6.1. Substante poluatoare a solului

Solul din incinta platformei industriale SC Someș SA Dej și apele subterane din zona haldei de reziduuri sunt afectate de activitățile de pe amplasament.

Exista impact potențial asupra solului pentru folosință mai puțin sensibilă, prin faptul că la unele puncte de lucru din incinta industrială concentrațiile de Pb și Zn depășesc pragurile de alertă specificate în Ordinul 756-1997 privind evaluarea poluării mediului. Totuși, poluarea este locală, putându-se considera că aceasta este o consecință firească a desfășurării unor activități specifice procesului de fabricare a celulozei și hârtiei.

S-a constatat o poluare a apelor subterane cu Pb, Cd, Ni. Concentrațiile acestor indicatori depășesc limitele maxime admisibile conform reglementările în vigoare.

Apa subterană între zona examinatăși râul Someș prezintă nivele ridicate pentru indicatori de potabilitate, oxidabilitate și nitriți.

2.6.2. Poluare apei

S-a constatat că apele uzate evacuate în râu, după epurarea biologică, prezintă un nivel ridicat în substanțe organice, exprimate prin indicatorul CCoCr, peste limita maximă admisă. Concentrațiile altor indicatori ca CBO5, nitriți și nitrați depășesc pragurile de alertă specificate in Ordinul 756-2002.

Analiza apei de râu, în amonte și aval de SC Someș SA Dej relevă faptul că apa de suprafață este afectată, dar în limite admise.

Nu s-a evidențiat o contribuție cuantificabilă asupra râului receptor, datorată apelor reziduale descărcate de SC Someș SA Dej, cu atât cu cât o serie de poluanți sunt prezenți în apa de suprafață și în amonte de evacuarea societății, cum ar fi: Pb, Cd, Ni.

După amestecarea apelor, la probele prelevate în aval ( Căpâlna- 20 km ), calitatea apei de suprafață atinge aproape nivelul inițial din amonte, încadrându-se în limitele impuse de Ordinul 1146-2002.

Referitor la factorul de mediu apa, se pot evidenția următoarele:

Depășirea pragului de alertă la concentrațiile de CCOCr, CBO5 și azot amoniacal la evacuarea apelor uzate din stația de epurare biologică;

Depășirea de circa 1,3-5 ori a emisiei specifice de CCOCr față de valorile admisibile BAT;

Depășirea de circa 5-27 ori a emisiei specifice de CBO5 față de valorile admisibile BAT;

2.6.3. Compuși chimici din atmosferă

Aerul ambiental este afectat semnificativ de activitățile producătorilor de celuloză și hârtie. Emisiile de poluanți rezultați la arderea dețeurilor lemnoase produc impact asupra aerului prin faptul că indicatorii CO și pulberi prezintă depășiri ale limitelor maxime admisibile înscrise în reglementările legale din Ordinul 462-1993.

Emisiile din procesele tehnologice sunt următoarele:

Etilmercaptan

Hidrogen sulfurat

Pulberi

Clor

Bioxid de carbon

În concluzie, se pot evidenția următoarele:

Depășirea emisiei specifice de NOX și S comparativ cu valorile BAT

Depășirea emisiei specifice de pulberi

Depășiri ale concentrației normale de clor în zonele de lucru

*** Teză doctorat Fulop Daniela, Studii și cercetări asupra materialelor și a tehnologiilor utilizate în procesele de fabricație a celulozei și hârtiei în vederea reducerii riscurilor ecologice, Universitatea Tehnică Cluj-Napoca, 2012

În tabelul x sunt prezentate concencentrațile poluanților în anul 2009, în tabelul Y analizele abținute în 2010, tabelul Z datele din 2011, iar în tabelul T analizele din 2014 efectuate de SC CEPROHART SA Brăila.

Concentrații ale poluanților din sol în 2009

Metoda de măsurare utizată pentru efectuarea analizelor a fost Pretratarea – SR ISO 11466/1999, Incercare- SR ISO 11047/1999, iar ca aparatură s-a folosit Spectofotometre Jenwey 4100 și HACH DR 2800 și Spectofotometrul cu absorbtie atomica AAS 30.

Concentrații ale poluanților din sol în 2010

Concentrații ale poluanților din sol în 2011

Concentrații ale poluanților din sol în 2014

2.7. EVALUAREA RISCULUI

Noțiunea de risc desemnează un pericol potențial, previzibil după legi statistice. Evaluarea riscului în domeniul protecției mediului presupune calculul probabilității pentru o populație sau un ecosistem de a primi o anumită doză de poluant sau de a fi în contact cu el. Riscul poate fi exprimat în funcție de două criterii: frecvență și gravitate. Aceste criterii au fost corelate prin curba lui Farmer (figura 3.7.).

Fig. 2.8. Curba lui Fermer

Se utilizează mai multe metode de evaluare a riscului, fiecare dintre acestea se sprijină pe studiul pragmatic, comparativ a mai multor situri, utilizând criterii bine definite, stabilite în timp. Metodele cunoscute descompun teoretic mediul natural în: apă de suprafață, apă subterană, aer și sol-subsol, acești factori fiind analizați prin prisma sursei, vectorului și țintei.

Cele mai cunoscute metode de evaluare a riscului aferent siturilor poluate sunt:

• Metoda HRS (Hazard Ranking System) – a fost elaborată la începutul anilor 1980, de către Agenția de Protecție a Mediului (EPA) din statele Unite ale Americii. În principiu, metoda constă în aprecierea riscului aferent unui sit poluant prin note cuprinse în intervalul numeric 0 ÷ 100. Aceste note sunt proporționale ca mărime cu gradul de periculozitate generat de poluare.

• Sistemul național canadian de clasificare a locurilor contaminate, propune atribuirea unei note globale de apreciere a pericolului potențial, determinat de un sit poluant.

• Metoda Baden-Württemberg a fost concepută pentru a se evalua pericolul potențial determinat de “punctele negre” existente în landul german Baden Württemberg. Evaluarea pericolului potențial se face separat pentru apa subterană, apa de suprafață, sol și aer, atribuindu-se, în fiecare caz, note între 0 și 6.

• Metoda bavareză este o metodă calitativă și a fost elaborată de Ministerul Mediului și Amenajării Teritoriului din Bavaria, în scopul repartizării siturilor poluate în clase cu priorități diferite de depoluare.

Sistemul național canadian de clasificare a locurilor contaminate propune atribuirea unei note globale de apreciere a pericolului potențial determinat de un sit poluant, prin adunarea simplă a notelor care cuantifică urmatoarele elemente:

Caracteristicile poluanților: toxicitate si cantitate. Valoarea maxima a notei este 33.

Caile de transport si expunere. Nota maximă 33: apa subterană (11), apa de suprafață (11) și contactul direct (11).

Receptorii potențiali (total max.34): persoane și animale (18), medii naturale (16).

Nota rezultată (max.100) permite încadrarea unui sit în una din clasele evidențiate în tabelul 2.5. de mai jos:

Tabel 2.5

Clasele de risc stabilite de sistemul national canadian de evaluare

Micle V, Neag G, 2009, Procedee și echipamente de depoluare a solurilor și a apelor subterane U.T. Press, Cluj-Napoca

Caracteristicile poluantilor: toxicitate si cantitate: nota acordata: 28

Caile de transport și expunere:

Apa subterană : nota acordată : 10

Apa de suprafață : nota acordată : 9

Contactul direct : nota acordată : 9

Receptorii potențiali:

Persoane și animale: nota acordată: 12

Medii naturale: nota acordată: 12

Nota rezultată în urma estimării notelor acordate este de 80 , nota ce atestă o clasă de risc ridicat.

2.8. STABILIREA DIAGNOSTICULUI POLUĂRII

Diagnosticul poluării constituie prima etapă în abordarea corectă a unui studiu de depoluare și constă în analiza factorilor de mediu ai sitului studiat. Investigațiile necesare stabilirii diagnosticului unui sit vizează în principal solul, subsolul și apa subterană, la care se adaugă uneori aerul, apele de suprafață, fauna, flora și starea de sănătate a populației.

Stabilirea diagnosticului se poate face prin:

identificarea și caracterizarea poluanților, determinarea concentrației lor în mediu, localizarea zonelor afectate și definirea gradientului de repartiție sau dispersie;

determinarea surselor și cauzelor poluării;

caracterizarea condițiilor fizico-chimice și hidrogeologice ale sitului, în vederea determinării vulnerabilității mediului.

Ancheta documentară se execută pornind de la surse de informații scrise, grafice, orale, legate de istoricul poluării sitului luat in studiu. Această fază este indispensabilă deoarece simplifică mult sarcina investigațiilor costisitoare aferentei fazei de teren.

În vederea pregătirii studiului de teren, ancheta documentară cuprinde, în mod obligatoriu, o vizită detaliata a sitului. Vizita trebuie sa permită:

realizarea unei analize preliminare pentru identificarea poluanților, precum și a zonelor de localizare a acestora;

evaluarea și decizia asupra acțiunilor ce trebuie luate privind sursele de poluare, caile de transfer și depozitele de deșeuri pentru:

reducerea riscurilor imediate, in mod particular menținerea în siguranță a sitului, prin evacuarea și eliminarea produselor periculoase și a deșeurilor prezente pe sit, prin interdicția sau limitarea accesului pe sit, prin eliminarea riscurilor de incendii sau explozii;

organizarea acțiunilor ulterioare, cum ar fi controlul stării de calitate a factorilor de mediu prin punerea la punct a unui sistem de monitorizare a surselor de poluare.

Studiul de teren se face pe baza unui program de investiții bine stabilit care ține seama de informațiile dobândite în faza de anchetă documentară. Obiectivul principal al studiului de teren este certificarea poluării pe sit.

Principalele etape ale studiului de teren sunt: masurătorile direct pe sit, prelevarea probelor, analiza de laborator, iar în final, prezentarea și interpretarea rezultatelor (fig. 2.9.).

Micle V, Neag G, 2009, Procedee și echipamente de depoluare a solurilor și a apelor subterane U.T. Press, Cluj-Napoca

Figura 2.9. Etapele de parcurs pentru aplicarea unei tehnologii de depoluare a unui sit

Tehnicile de depoluare a solurilor diferă în funcție de locul de aplicare ( în afara amplasamentului, pe amplasament și ,,în situ,,) și de principiile tehnice de aplicare (metode fizice, chimice, termice și biologice).

CAPITOLUL III

STUDIU COMPARATIV AL VARIANTELOR POSIBILE DE DEPOLUARE

3.1. CONSIDERAȚII GENERALE

Tratarea in-situ presupune efectuarea operațiilor de neutralizare direct în mediul afectat de poluare (zona nesaturată sau zona saturată), fără a se excava solul contaminat. Prin acest procedeu se urmărește depoluarea simultană a solului și a apei freatice. Aceaste metode de decontaminare se aplică în general, în zonele unde există construcții și nu sunt posibile operații de excavare. Procesul de tratare in-situ a solului contaminat se execută până la atingerea limitelor stabilite în actele de reglementare (acordul/autorizația de mediu, legislația specifică).

Tratarea ex-situ se bazează pe excavarea pământului poluat, pomparea apei ce conține contaminantul și transportul acestora (pământ și apă contaminate) într-o locație unde se vor aplica metodele de tratare/epurare cunoscute, sau vor fi depozitate final. Aceste metode prezintă siguranța unei decontaminări în proporție de 100%, însă incumbă costuri mari și dificultăți speciale; de regulă se iau în considerare numai în cazul unei poluări severe, în care costul este nesemnificativ în comparație cu importanța resurselor care trebuie protejate.

Tabelul 3.1

Avantajele si dezavantajele tratamentelor SAPLONTAI

3.2 ALEGEREA POSIBILELOR TEHNOLOGII DE DEPOLUARE A SOLULUI

3.2.1. Fito-extracția

Fito-extracția este o metodă de decontaminare a solurilor de metale grele (cupru, argint, aur, mercur, cadmiu, plumb). Este bazata pe cultura plantelor având caracteristicile toleranței și ale acumulării metalelor grele pe partea lor recoltabilă (fig. 5.1.). Aceste plante acumulatoare sunt capabile, prin fiziologia lor adaptată, de a acumula până la 1% din poluant, fața de materia lor uscată.

Plantele vor fi alese în funcția de natura poluantului, climatul și biomasa astfel încât pot acumula o cantitate mare de poluanți. Deseori, solul este contaminat de mai multe metale, ce impun o cultură de mai multe plante.

O dată recoltate, sunt incinerate și cenușa va fi stocata într-un loc securizat. Cultura se poate reînnoi până la scăderea concentrației acceptabile a metalelor în sol.

Figura 4.2. Reprezentarea schematica a procesului implicat în fito-extracția metalelor din sol

Sunt 2 tipuri de fito-extracție:

A. Fito-extracție continua:

Plantele utilizate sunt capabile să acumuleze însele o importantă cantitate de poluanți. Aceste plante pot acumula pana la 1% din materia lor uscată cu zinc, nichel, seleniu, etc… Aceste plante nu pot trăi fără metale. Sunt numite metalofite.

Exemple de plante metalofite (figura. 4.3. figura. 4.4. figura. 4.5.):

B. Fito-extracție indusă:

Metalele prezente în sol nu sunt întotdeauna solubile în apa (bio-disponibile), ionii metalici pot fi fixați alti ioni sunt indisponibili pentru plante. În acest caz, este recomandată folosirea moleculelor numite « Chelator » pentru eliberarea metalelor. De exemplu, pentru plumb, se recomandă EDTA: acid etilen diamino tetra-acetic. Odată ce planta a ajuns la un nivel optim de creștere, chelatorii le permit să acumuleze metale grele. Printre plantele care folosite pentru astfel tip de poluare se numara muștarul (Figura 4.6.) și tutunul (Figura 4.7.).

Figura 4.6. Plantă mustar Figura 4.7. Plantă tutun

Procedeul a fost pus la încercare la Caldarache cu sprijinul programului PHYTODEC și s-a dovedit că 20% din zinc, 60% din cadmiu și 40% din plumb s-a extras din sedimentul folosit pentru experiență.

Fito-extracția este o metodă activă. Poluarea poate fi eliminată. O dată ce planta este saturată în poluant, se recoltează și se aduce la un centru specializat unde se poate eventual recicla: este Fito-mining.

Plantele nu sunt totuși un remediu miracol pentru depoluare. Plantele, fiziologic, nu pot absorbi decât o parte de metale grele care se găsesc în sol. Trebuie deci, recoltari succesive astfel încât zona sa poate fi considerată ca depoluată. Costul depoluării este însă redus și practic se poate cifra pe manopera plantării.

In Europa, acest procedeu a avut succes: cel mai ilustru exemplu este cel de Maatheide în Belgia. Tratarea acestui sit, foarte poluat în zinc și cadmiu a fost realizat cu adaosul unui reziduu de incinerare: beringită, și apoi, replantat. Depoluarea s-a desfășurat intr-un termen de 10 ani.

Astăzi sunt repertoriate peste 320 de plante acumulatoare de metale grele și sunt clasificate astfel:

tip I: cele care acumulează Al, Ag, As, Be, Cr, Cu, Mn, Hg, Mo, Pb, Pd, Pt, Se, Zn,

tip II: Nichel

tip III: radionucleide, hidrocarburi și solvenți organici.

Fito-extracția solului poate fi limitata de:

-Adancimea zonei de tratare care este determinată de plantele folosite în fitoremediere.

-În majoritatea cazurilor, acest procedeu poate fi folosit pe solurile de mică adancime.

-Concentrațiile mari de substanțe periculoase pot fi toxice pentru plante.

-Comportă aceleași limite de transfer în masă ca alte biotratamente.

-Uneori se poate face doar în anumite sezoane, în funcție de locații.

-Poate transfera poluanții între medii, cum ar fi de exemplu din sol în aer.

-Nu este eficient pentru poluanții puternic absorbiti (cum ar fi PCB) și cei absorbiți slab.

-Toxicitatea și biodisponibilitatea produșilor de degradare nu sunt întotdeauna cunoscute.

– Produșii pot fi mobilizați în apele subterane sau bioacumulați în animale.

4.3.2. Spălarea în situ

Spălarea solului în situ se face prin injecția apei sau a apei plus agenti de extracție în amonte sau în dreptul sursei. Ulterior, apa poluată este pompată, tratată la suprafață și apoi evacuată în rețelele de apă uzată/apă pluvială, în apa de suprafață sau în unele cazuri reinjectată în pânza freatică.

Acest procedeu este utilizat în primul rând pentru a îmbunătății performanța pompării/tratării.

Infiltrarea poate fi realizată pornind de la tranșee, puțuri verticale, drenaje orizontale, sistem de stropit sau iazuri de suprafață. Extracția se face prin puțuri verticale sau drenaje orizontale poziționate în așa fel încât să preia toată poluarea.

Agentul de extracție este de cele mai multe ori apa, sau apă și aditivi (agenți de extracție).

În funcție de condițiile locale, apă uzată este epurată și apoi deversată în acvifer, în apa de suprafață, în rețele de apă uzată sau mai degrabă în cele cu apă parțial reutilizată (după separarea agentului de extracție).

După cum se poate vedea în figura 4.8. sistemul de spălare cuprinde instalații de drenare la suprafață sau galerii de infiltrație prin care lichidele de spălare penetrează în sol. Soluția lichidă (apă + reactivi de spălare + poluanți) este recuperată printr-un puț puțin adânc sau printr-un sistem de drenare subteran, apoi este pompată la suprafață și tratată. După îndepărtarea poluanților din lichidul de spălare, acesta poate fi reciclat.

Figura 4.8. Spălarea solului în situ

O variantă a spălării în situ o reprezintă spălarea cu apă caldă și abur, această metodă favorizând o mobilizare mai rapidă și mai eficientă a poluanților spre locul de captare (Figura 4.9.).

Figura 4.9. Spălarea solului în situ cu apă caldă (A) și abur (B)

Apa caldă se injectează în amonte, printr-un puț, și formează un con de acumulare deasupra nivelului hidrostatic, fapt ce permite atât spălarea solului în zona contaminată, cât și a stratului superficial al acviferului. În aval, un puț de pompare a apei determină formarea unui con de depresiune care atrage și captează poluanții. Astfel, se asigură între cele două puțuri un front de apă caldă, care se deplasează din amonte spre aval și care antrenează prin spălare poluanții fixați în matricea solului (Figura 4.9. A).

Injectarea aburului în subteran conduce la recuperarea, într-un timp relativ scurt, a poluanților organici volatili VOC sau semivolatili SVOC, reținuți în structura mediului poros la saturație reziduală (Figura 4.10. B).

Aplicabilitate

Spălarea in situ vizează în principal polunții organici (hidrocarburi, solvenți clorurați, PCB, explozivi, etc). De asemenea, poate fi utilizată și la metalele nevolatile.

Această tehnica se aplică în principal la tipurile de sol relativ permeabile (de la nisipo-lutoase la pietriș) și omogene, în zona saturată și nesaturată.

Spălarea în situ se aplică în principal cu apă amestecată cu soluții de extracție și poartă denumirea de spălare chimică în situ.

Ca soluții de extracție se utilizează:

Acizi pentru scaderea pH-ului și mobilizarea unor metale

Baze, cum ar fi soda în soluția apoasă pentru a induce, prin acțiunea asupra hidrocarburilor, tensioactivi favorabili mobilizării acestora din urmă

Surfactant pentru a aabsorbi contaminații din matricea sol

Apă aerată, apă oxigenată sau apă amestecată cu peroxid de hidrogen pentu a crește stimularea biologică

În plus, utilizarea unei ape încalzite sau a aburului poate crește semnificativ randamentul de depoluare. Creșterea temperaturii scade vâscozitatea fluidelor și favorizează mobilitatea acestora. De altfel, pentru unele DNAPL, faptul de a crește temperatura permite diminuarea densității; în unele cazuri (densitate obținută <1), este posibilă recuperarea la nivelul părții superioare a pânzei freatice.

O variantă a spălării în situ o reprezintă spălarea cu apă caldă și abur, această metodă favorizând o mobilizare mai rapidă și mai eficientă a poluanților spre locul de captare.

Apa caldă se injectează în amonte, într-un puț și formează un con de acumulare deasupra nivelului hidrostatic, fapt ce permite atât spălarea solului în zona contaminată, cât și a stratului superficial al acviferului. În aval, un puț de pompare a apei determină formarea unui con de depresiune care atrage și captează poluanții. Astfel, se asigură între cele doua puțuri un front de apă caldă, care se deplasează din amonte spre aval și care antrenează prin spălare poluanții fixați în matricea solului.

Injectarea aburului în subteran conduce la recuperarea, într-un timp relativ scurt, a poluanților organici volatili VOC sau semivolatili SVOC, reținuți în structura mediului poros la saturație reziduală.

Tehnologia este atractivă în special pentru compușii cu solubilitate redusă de tip NAPL (Non Aqueous Phase Liquids), pentru care alte tehnici de remediere a mediului subteran sunt mai puțin eficiente.

Remobilizarea compușilor NAPL, prin injectarea aburului în mediul permeabil implică următoarele mecanisme:

Transportul aburului în zona poluată din secțiunea puțurilor de injecție

Încalzirea zonei poluate, ceea ce conduce la vaporizarea și creșterea mobilității poluantului

Crearea unui gradient de presiune pentru controlul mișcării poluanților și al frontului de abur condensat, spre punctulde recuperare

Eficența procesului de dislocarre depinde de presiunea vaprilor de NAPL saturați la temperatura aburului. Compușii NAPL cu puncte de fierbere sub 175̊C pot fi recuperați eficient, ca fază separată, prin injectarea aburului.

Depoluarea optimă, prin injectarea aburului, presupune recuperarea aproape în întregime a poluantului, imediat după ce aburul a străbătut toată zona poluată. După aceasta perioadă, cantitatea de poluant recuperată este mică și, în consecință, injectarea aburului trebuie întreruptă treptat.

Dificultatea în această tehnologie o reprezintă proiectarea echipamentelor care să controleze mișcarea aburului, astfel încât aceasta să străbată uniform zona poluată.

Studiile realizate până în prezent arată că cel mai eficient sistem de injectare-colectare este construit dintr-o combinație de puțuri de injectare-aspirație, optim amplasate în perimetrul zonei poluate.

Procedeele descrise mai sus sunt destul de greu de controlat însă, asigură o eficiență de depoluare mult mai ridicată decât spălarea simplă sau pomparea, la o durată a procesului de depoluare mult diminuată.

În condiții optime, randamentul acestui proces este de 50-80 %.

Avantaje:

se poate aplica cu ușurință în cazul solurilor permeabile (sol nisipos) și omogene, chiar și la adâncimi mari

generează o perturbare redusă a solului

se aplica la un spectru larg de poluanți: care sunt hidrocarburile sau pot fi solubilizați de agentul mobilizator utilizat

costul destul de scăzut al lucrărilor de depoluare

procedeul este ușor adaptabil în teren, aplicarea lui se face cu ușurință

Dezavantaje:

se produce o migrare a poluanților în apele subterane, cu posibilitatea de deplasare a poluării

generează un volum impresionant de apă uzată de tratat

este posibilă alterarea proprietăților chimice, fizice și biologice ale solului, prin introducereacompușilor mai toxici în sol

durată destul de lungă a depoluării (luni sau chiar ani de zile)

Costul variază între 20-120 €/t, media fiind de 55€/t; depinde foarte mult de soluția utilizată și de posibilitatea de reutilizare.

Introducerea în sol a unor soluții susceptibile de a avea efecte negative asupra echilibrului fizico-chimic, a solului alarmează potențialii utilizatori. Din acest motiv se recomandă, pe cât posibil, execuția spălării fără reactivi, chiar dacă se prelungește durata depoluării.

Micle V, Neag G, 2009, Procedee și echipamente de depoluare a solurilor și a apelor subterane U.T. Press, Cluj-Napoca

4.3.3. Spălarea solului ex-situ

Splărea solului se bazează pe o tehnologie utilizată în industria minieră pentru separarea impurităților. Principiul spălării constă în separarea poluanților din sol și transferul acestora în faza lichidă sau gazoasă, sub acțiunea apei și a energiei mecanice. Prin aceasta metoda de tratare, se înlatură o gama largă de contaminanți din sol, precum: metale grele; compuși anorganici; uleiuri minerale; pesticide, cianuri, PAH și compuși halogenați.

În solul contaminat, poluantul se află fixat în porii intergranulari, precum și la suprafața granulelor. Este cunoscut faptul că suprafața specifică a granulelor se află într-un raport de inversă proporționalitate cu dimensiunea sau diametrul echivalent al acestora. Rezultă astfel, că cea mai importantă cantitate de poluant este cantonată în fracțiile granulometrice fine ale solului. De multe ori, fracțiile granulometrice grosiere ale solului poluant nu prezintă decât urme de poluanți, sau se încadrează sub limitele de concentrație admise.

Principalele tehnici de spălare a solului pot fi clasificate în 3 categorii, în funcție de forma contaminanților prezenți în structura solului:

Mixtă – separarea diferitelor tipuri de sol în fuctie de dimensiunea particulelor;

Flotație – utilizarea diferiților aditivi care absorb particulele contaminate. Particulele mai usoare decat apa sunt recuperate în timpul procesului, fiind mai apoi separate prin inducție de aer;

Separare gravimetrica –utilizarea diferențelor de densitate între contaminanți și particulele de sol.

Procedeul de decontaminare presupune utilizarea unei instalații specializate dotate cu echipamente specifice, în care solul este supus, într-o succesiune logică, următoarelor operații: dezaglomerarea bulgărilor de sol, separarea fracțiilor granulometrice grosiere de cele fine prin clasări volumetrice și hidraulice, desprinderea prin atriție a poluanților atașați de suprafața granulelor, precum și desecarea produselor spălate și a concentratului de poluanți. Toate aceste operații se execută în prezența apei, iar uneori în prezența unor reactivi de spălare. Instalația de spălare Eimco-Wemco, prezentată în figuara 4.10, destinată decontaminării solului de hidrocarburi, include, pe lângă operațiile specifice de spălare ( clasare volumetrică și hidraulică, atriție, desecare ) și operația de flotație.

Instalația de spălare Eimco-Wemco, prezentată în figuara 4.10, destinată decontaminării solului de hidrocarburi, include, pe lângă operațiile specifice de spălare ( clasare volumetrică și hidraulică, atriție, desecare ) și operația de flotație.

Figura 4.10. Schema instalației Eimco-Wemco de spălare a solurilor contaminate

Solul contaminat este mai întâi excavat și sfărâmat, fiind apoi adus în zona de alimentare a instalației de spălare unde, în principiu, se separă fracțiile fine purtătoare de substanțe poluante, de fracțiile grosiere care eliberate de poluanți, devin curate.

Mai întâi, se face o ciuruire la 6 mm, sub jet de apă. Solul grosier din refuzul ciurului este în acest fel decontaminat iar turbuleala ce trece prin ciur este supusă unei deșlamări primare, într-un clasor mecanic cu spirală. În revărsarea clasorului se obține un șlam ( 0,1 mm) cu o concentrație ridicată de poluanți, iar în refuz, un produs mai grosier, parțial decontaminat, în care poluanții sunt dispuși perpendicular la suprafața granulelor. Desprinderea acestor poluanți de granulele de sol se face prin atriția pulpei la o densitate ridicată, operație ce presupune frecarea intensă a granulelor unele de altele, într-o mișcare turbionară creată de niște agitatoare speciale. Odată desprinși de granule, poluanții sunt separați din tulbureală prin hidrocicloane.

În supravegherea hidrociclonului se obține un șlam bogat în poluanți, iar la baza acestuia rezultă un produs de granulație mare, care este situat la 2 mm sub jet de apă. Fracția granulometrică +2 mm este astfel decontaminată iar fracția 0,1 / 2 mm este condiționată cu reactivi și supusă flotației inverse. În spuma mașinilor de flotație se concentrează poluanții, iar în produsul de cameră, solul decontaminat. În vederea desecării, solul decontaminat este îngroșat prin hidrociclonare iar apoi filtrat cu ajutorul unui filtru plan rotativ. Turbureala bogată în poluanți este colectată din diversele puncte ale instalației într-un decantor radial, echipat cu un separator de hidrocarburi. Apa din preaplinul decantorului este recilculată în flux, iar produsul / șlamul îngroșat de la baza decantorului este filtrat cu ajutorul unui filtru cu bandă. Se obține astfel concentratul final de poluanți care poate fi depozitat în siguranță, inertat, biodegradat, incinerat etc.

Instalația de spălare Lurgi – Deconterra are schema tehnologică prezentată în figura 4.11. Solul contaminat este supus operațiilor de sfărâmare, clasare volumetrică, atriție, clasare hidraulică și desecare, la care se adaugă operațiile de flotație și separare în mediul dens. Și în cadrul acestei instalații se urmărește separarea selectivă din amestecul poligranular a granulelor fine, în care se concentrează de obicei poluanții. Atriția se desfășoară prin intermediul unor tamburi rotativi, care asigură o bună dezaglomerare a granulelor și o desprindere eficientă a poluanților dispuși perpendicular pe suprafața granulelor.

În practica depoluării prin spălare, se aplică și procedeul Oecotec care se bazează pe spălarea sub presiune înaltă ( 350 daN/cm ) a solurilor într-o cameră de formă tubulară. Injectoarele de apă cu presiune sunt instalate pe circumferința camerei tubulare și sunt direcționate pentru a forma o rețea de jeturi conice – concentrice. Solul poluant traversează aceste jeturi, fiind supus impactului energetic creat de presiunea înaltă a apei. În aceste condiții se asigură dezaglomerarea solului și îndepărtarea eficientă a poluanților fixați la suprafața granulelor. În aval de această operație, fluxul tehnologic este dotat cu o unitate de captare și tratare a gazelor generate de eventuala volatilizare a unor compuși poluanți. În continuare, se desfășoară operațiile obișnuite ale unei spălări clasice: separarea fracțiilor granulometrice fine, purtătoare de poluanți și desecarea produselor solide rezultate în cursul procesului de depoluare.

Uneori acest proces tehnologic este completat și cu alte operații: flotație, tratarea specială a apelor uzate etc. În general, se pretează la spălare solurile care au o compoziție granulometrică relativ grosieră, cu un conținut redus de argilă.

Figura 4.11. Schema instalației Lurgi-Decontera de spălare a solurilor contaminate

Micle V, Neag G, 2009, Procedee și echipamente de depoluare a solurilor și a apelor subterane U.T. Press, Cluj-Napoca

Biolixivierea este o metodă de depoluare ex-situ, ceea ce înseamnă că solul poluat va fi evacuat din mediul său natural (prin excavare și pompare), fie definitiv, fie provizoriu pe timpul tratamentului. Acest aspect nu este o dificultate în cazul de față, solul contaminat fiind sterilul rămas în urma lucrărilor miniere, deci acesta este deja îndepărtat din mediul său natural. [14]

Biolixivierea constă în extracția prin solubilizare cu ajutorul unor bacterii, a metalelor din solul contaminat.

Principiul metodei se bazează pe acțiunea unor bacterii care au proprietatea de a oxida metalele, aducându-le la forme ușor solubile. Aceste bacterii se numesc thiobacillus ferrooxidants, sunt prezente în apele de mină și își pot asigura energia prin oxidarea ionului Fe2+ la ionul Fe3+. Este bacteria cea mai larg utilizatã în biotehnologiile de biosolubilizare a minereurilor și a concentratelor de metale neferoase. Este o bacterie acidofilă, pH-ul optim pentru creșterea lor este cuprins între 2,0-2,5 dar pot trãi și la valori mai scãzute ale pH-ului, fiind deosebit de rezistente în mediile acide. Din punct de vedere al temperaturii, aceste bacterii sunt mezofile, având domeniul optim de dezvoltare între 25-. [14]

Aceste bacterii pot oxida uraniul la forma hexavalentă, ionul feros la ion feric, și sulfurile la sulfați. În condiții adecvate, ele oxidează sulfurile fierului prezente în sol și formează o soluție apoasă de sulfat feric care se stabilizează prin tamponare la valori ale pH-ului de circa 2. La rândul lor, soluțiile acide de sulfat feric constituie un agent de leșiere deosebit de eficient pentru mineralele care conțin metale într-o formă interioară de valență, de exemplu :sulfurile de cupru și uraniu tetravalent. [14]

Ionii feroși care rezultă în urma leșierii sunt reoxidați la formă ferică de către bacterii. Ele se adaptează relativ ușor mediului, putând rezista în condițiile unor concentrații foarte ridicate de ioni metalici.

Procedeul general de biolixiviere este scris sub forma ecuației (1) și implică ciclul feros-feric, fiind o reacție importantă realizată prin intermediul bacteriei thiobacillus ferrooxidans. [14]

(1) [4]

Biolixivierea poate fi aplicată ca metodă singulară sau în asociere cu metodele de solubilizare chimică. Ea se poate aplica în vrac sau în bioreactoare. Biolixivierea în vrac cunoaște în prezent cea mai importantă dezvoltare. Ea include operații pregătitoare cum ar fi : excavarea solului poluat, mărunțirea, umectarea și depunerea și depunerea lui în grămadă pe o suprafață impermeabilă.

Sursele de bacterii sunt izolate din apele de mina și dezvoltate în medii de cultură pentru înmulțire. Bacteriile pregătite se amestecă cu apa, formând o soluție biolixiviantă cu care se stropește grămada de sol poluat. Dezvoltarea bacteriană este favorizată prin dispersia soluției care se oxigenează în contact cu aerul. Prin avansarea gravitațională în grămada de sol poluat, soluția bacteriană se incarcă, în urma lixivierii bacteriene, cu metale și acizi. Ea esre colectată în bazine de recuperare situate sub baza grămezii. Funcție de concentrația în metale și acizi, soluția colectată poate fi pompată la o instalație de recuperare a metalelor prin extracție cu solvenți, urmată de electroliză, prin fixare de rășini schimbătoare de ioni etc, sau poate fi recirculată ca soluție de stropire, după o reajustare a concentrației de bacterii și acid. [4]

Pentru aplicarea cu succes a acestui procedeu, trebuie respectate următoarele cerințe: [14]

1. După excavare, solul poluat se depune pe o suprafață nivelată în pantă, acoperită cu o folie de policlorură de vinil, peste care se așază un strat protector de pietriș;

2. Grămada de sol poluat nu trebuie tasată; ea va avea o înălțime de câțiva metri în cazul solurilor argiloase prin care soluția percolează greu, sau 10 ÷ în cazul solurilor permeabile, prin care soluția circulă cu ușurință; lungimea grămezii poate atimge ;

3. Rețeaua de stropire cu soluție biolixiviantă se realizează din tuburi perforate din PVC, care pot fi mutate dintr-un loc în altul pe suprafața grămezii de sol poluat; debitul soluției biolixiviante poate varia în limitele a 1 ÷ 25 l/h∙m2, în funcție de proprietațile solului contaminat;

4. Instalațiile și traseele de vehiculare a soluției recuperate trebuie să fie protejate anticoroziv.

Figura 5.1 Schema de principiu a biolixivierii în vrac [14]

Tabelul 3.2

Avantajele și dezavantajele posibilelor metode de depoluare

CAPITOLUL IV

PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE REABILITARE A SITULUI CONTAMINAT

4.1. CONSIDERAȚII GENERALE ASUPRA DECONTAMINĂRII SITULUI POLUAT

Obiectivul este situat in zona industrială și are folosință mai puțin sensibilă a terenului. După realizarea proiectului de remediere terenul va avea tot o utilizare industrială.

Amplasamentul cuprinde curtea betonată, cladirile construite cu numar diferit de nivele, parțial demolate (secții de producție, magazii de materii prime și materiale, produse finite, clădiri de birouri), drumuri de acces auto și pietonale, platforme de deservire, încărcare/descărcare, rezervoare de stocare apă/combustibil.

În prezent amplasamentul a fost eliberat de toate instalațiile tehnologice ale fostei fabrici și ale instalațiilor auxiliare și de utilități. Cladirile sunt demolate în proporție avansată, cu porțiuni de ziduri rămase pe poziție.

Principalele obiective ale lucrărilor de remediere sunt curățarea sitului pâna la un standard corespunzător pentru utilizarea lui ca teren industrial cu folosință mai puțin sensibilă a terenului precum și rezolvarea problemelor de impact asupra mediului cauzate de activitățile anterioare desfășurate pe sit.

Riscurile asociate cu toate posibilitățile de poluare trebuie sa fie eliminate sau reduse corespunzător de cea mai practică opțiune de remediere dată de constrângerile de pe sit. Prin urmare obiectivele de remediere trebuie sa fie definite de criteriile specifice de acțiune impuse de sit.

Executantul operațiilor va realiza documentațiile tehnice necesare și va asigura obținerea avizelor și autorizațiilor legale de la Agenția de Protecția Mediului, pentru realizarea activităților pe amplasament.

Operațiile de tratare și procesare a apelor uzate datorită volumului foarte ridicat al acestora, se vor realiza pe amplasament pe o instalație mobilă.

Operațiile de tratare au ca scop reducerea concentrațiilor de poluanți la nivelul parametrilor calitativi aceptați la intrarea în stația de epurare autorizată cu costuri de eliminare cat mai reduse.

Executantul operațiilor va asigura realizarea măsurilor de protecție pentru prevenirea impurificării zonelor de lucru cu particule de sulf, prin asigurarea unor ecrane de protecție, colectarea permanentă a eventualelor particule antrenate, înaintarea progresivă a frontului de lucru pe direcțiile optime pentru ca operațiile de ambalare, încarcare și circulația mijloacelor de transport să se realizeze numai pe zone necontaminate.

Dupa finalizarea operațiilor de colectare și ambalare, executantul va asigura prin operații mecanice colectarea și îndepartarea în totalitate a deșeurilor de sulf aderate pe toate suprafețele contaminate.

Executantul va asigura prelevarea de probe de pe suprafețele decontaminate, in numar suficient, (o probă la cca. 50-100 mp), pentru atestarea calității operațiilor.

Executantul va realiza operațiile de colectare selectivă a deșeurilor periculoase (vata minerală, deșeuri de azbest, deșeuri de materiale plastice, cauciucuri) deșeuri de materiale reciclabile (metalice), aflate pe amplasament, le va ambala pe tipuri de deșeuri și le va depozita separat pe amplasament pe spații amenajate și marcate, în vederea evacuării pentru eliminare sau reciclare.

Operațiile de manipulare a deșeurilor de beton se vor realiza mecanizat cu excavatoare, excavatoare cu picon.

Executantul va asigura realizarea operațiilor de tăiere ale fierului beton și a diverselor elemente metalice, necesare evacuării deșeurilor de demolare clădiri.

Executantul va asigura în mod progresiv colectarea deșeurilor periculoase și a deșeurilor de betoane, pe fronturi de lucru consecutive, în vederea degajării ordonate a amplasamentului.

Executantul va realiza măsurile necesare pentru prevenirea poluării mediului inclusiv a emisiilor de praf, prin operațiile necesare (paravane, stropire cu apă, oprirea lucrului în cazul vântului puternic, etc.)

Energia electrică se asigură prin racorduri la rețelele existente în zona sitului. Apa tehnologica necesară instalațiilor mobile se va asigura din rețeaua de alimentare existentă în zonă. Pentru accesul pe amplasament se va utiliza drumul existent – D.N. .

4.2. SPĂLAREA SOLULUI EX-SITU

Suprafața expusă a sitului va fi împartită în zone pătrate de 10 x 10 și de aici se vor preleva probe de sol (1000 locații) până la adâncimea de 0.3 m. Probele de compozit vor fi analizate într-un laborator autorizat pentru depistarea de metale grele.

Suprafața necesară pentru instalarea stației mobile de tratare este de circa 2000 m2. Odată ce solul contaminat este excavat, acesta este transportat și depozitat în apropiere de stația de spalare, instalată pe sit. Materialul ce urmează a fi spălat – este încarcat în stația de spălare (figura 4.1.). Materialul curat rezultat în urma spălării, va fi stocat temporar pe sit și va fi reutilizat ca material de umplutură la finalizarea lucrărilor de reabilitare.

Figura 4.1. Stație mobilă de tratare a solului

Solul contaminat excavat va fi introdus într-un sistem cu sită mobilă, unde particulele cu diametru mai mare de 8 mm vor fi supuse spalării într-o instalație de spalare pentru material aspru, iar particulele cu diametru mai mic de 8 mm vor fi introduse într-un echipament de spălare a materialului fin.

Materialul cu particule mai mari de 8 mm va fi introdus într-o instalație mobilă de spălare a solului pentru material aspru. Materialul spălat va fi utilizat ca material de umplutură în-situ. Apa uzată rezultată cu conținut de metale grele va fi transportată în modulul destinat apei uzate, pentru epurare.

Materialul cu particule mai mici de 8 mm va fi introdus într-o instalație mobilă de spalare a materialului fin. Amestecul de sol și apă va fi supus unor operațiuni succesive de amestec, sortare, tratare și flotație pentru separarea contaminanților. În etapele finale ale procesului, atât solul cât și namolul cu conținut de contaminanți, sunt uscați pe un filtru separator cu sită rotativă, unde apa este reciclată în proporție de 90 %.

Echipamentul mobil pentru spălarea materialului fin este compus din 10 module:

1) Modulul de alimentare;

2) Modulul de separare;

3) Modulul de pompare;

4) Modulul de condiționare;

5) Modulul de flotație;

6) Modulul de separare centrifugă;

7) Modulul de îngroșare;

8) Modulul de filtrare;

9) Modulul de tratare și recirculare apa uzată;

10) Modulul de tratare cu agenți chimici.

Solul contaminat cu metale grele este introdus în sistemul de alimentare al instalație de spalare a solului. Solul este spălat de trei ori la rând sub jet puternic de apă, iar particulele peste 2 mm sunt separate. Materialul cu diametru mai mare de 2 mm este spălat din nou, apoi este descărcat pentru a fi depozitat pe sit și reutilizat ca material de umplutură.

Fracția lichidă din solul cu particule mai mici de 2 mm este introdus prin pompare, în separatorul ciclon, apoi este introdus în modulul de condiționare unde solul în suspensie este diluat și tratat corespunzator pentru ajustarea nivelului de pH și tratat cu agenți chimici la cerere (agenți de spumare, agenți tensioactivi sub formă de acizi grași) pentru separarea poluanților din sol.

Suspensia apoasă este introdusă în modulul de flotație unde se crează un proces de formare a bulelor de aer. Poluanții sunt separați de particulele de sol sub forma unei spume care plutește la suprafață și apoi sunt tratați separat. Solul decontaminat este supus unui proces de separare a fracției apoase, în separatori ciclon și modul de filtrare. Rezultatul acestui proces este prezentat sub forma unui material umed decontaminat cu umiditate de aproximativ 15%.

Poluanții reținuti în modulul de flotație, sunt supuși unei etape de separare a fracției apoase cu coagulanți. Separarea are loc prin adăugarea de agenti anti-spumă de floculanți. Apa curată rezultată este utilizată în circuitul de spalare a solului, iar namolul este supus tratării ulterioare.

Namolul rezultat care conține contaminanți colectați în modulul de decantare, este separat

și îngrosat, pentru ai spori consistența prin deshidratare într-un filtru de separare.

Namolul uscat cu conținut de poluanți, cu circa 50% umiditate, va fi împachetat în saci și depozitat în afara sitului, într-o stație reglementată.

Reziduurile rămase în urma spălării solului (lichide și solide) vor fi descărcate și depozitate în containere securizate și apoi transportate și stocate în instalații de depozitare specializate pentru deșeuri toxice și periculoase.

La finalizarea procesului de spălare a solului, apa tehnologică (aproximativ 3 m3) va fi stocată în rezervoare speciale și transportată la o stație de epurare autorizată.

Sistemele mobile sunt frecvent folosite datorită costurilor scazute pentru transportarea solului și datorită faptului că permit reașezarea solului tratat în zona inițiala în care s-a executat excavarea. Cu toate acestea, sistemele fixe sunt deasemenea disponibile, iar furnizarea serviciului la nivel regional se poate dovedi fezabilă, în acest caz..

Instalația de spalare a solului trebuie sa fie echipată cu echipament de colectare și control pentru tratarea apei uzate și a nămolului. Luând in considerare calitatea apei subterane de pe suprafața sitului și din împrejurimi, metoda de monitorizare pe termen lung, pe lânga cea de spălare a solului reprezintă cel mai eficient curs de acțiune în cazul sitului.

Pentru monitorizarea calității apei subterane, se va executa o rețea formată din 18 puțuri de monitorizare, în zona perimetrală a sitului. Adâncimea minimă a puțurilor va fi de 10 m, pentru a face posibilă interceptarea apei subterane.

Puțurile vor fi prevazute cu conducta din polietilenă de înalta densitate, perforate pe lungimea stratului acvifer/de sol permebil.

Pentru monitorizarea calității apei de suprafață (raul Someș), s-a stabilit un program de monitorizare de 10 ani, cu program zilnic de prelevare/analizare a probelor. Pentru o mai bună decontaminare se va așeza un strat de 0.5 m de sol curat peste zonele tratate.

Dimensionarea instalației se face luând în calcul o durată maximă a operațiunilor de decontaminare de un an.

Luând în calcul o medie de 261 zile lucrătoare/an și un program de lucru de 8 ore/zi rezultă:

261 x 8h = 2088[h/an]

Astfel, pentru volumul de sol contaminat de 10000 m3 cu metale grele, rezultă:

= 4,78 [m3/h]

CAPITOLUL V

CONTRIBUȚII PERSONALE ȘI CONCLUZII

În prima parte a lucrării, în urma consultării unei vaste bibliografii, am realizat o descriere a poluării cu metale grele și efectele acestora asupra factorilor de mediu și a sănătații, completată de caracterizarea zonei vizate și activitațile poluatoare intreprinse în fostul combinat S.C. SOMEȘ S.A. Dej.

În urma acestora am constatat că procedeele tehnologice și instalațiile folosite la obținerea celulozei și a hârtiei au avut impact asupra factorilor de mediu, în special din cauza lipsei unor măsuri de protecție a mediului.

Pe baza unor date prelevate din literatura de specialitate, am efectuat o evaluare a stării de calitate a solului în zona cercetată și am determinat gradul de poluare cu metale grele, constatând valori crescute peste coeficientul de alertă la zinc, plumb și cadmiu.

În cea de-a doua parte a lucrării, am efectuat un studiu comparativ al variantelor de depoluare. În urma rezultatelor, am ales ca metodă de depoluare pentru situl în cauză, spălarea solului ex – situ, fiind o soluție eficientă, nepoluantă, în contextul dezvoltării durabile.

Cercetările efectuate au fost orientate înspre determinarea concentrației în sol, apă și aer a metalelor grele în zona sitului afectat de fosta intreprindere S.C. SOMEȘ S.A. Dej.

Activitățiile desfașurate pe amplasamentul SC Someș SA Dej anterior produc impact potențial asupra solului pentru folosința mai puțin sensibilă (teren cu utilizări industriale) pe baza faptului că la unul din punctele de recoltare (zona secției Regenerare săruri sodice) doi indicatori de poluare, Pb și Zn depășesc pragurile de alertă.

În acest caz sunt necesare doar măsuri de prevenire și limitare a poluării solului, măsuri care se referă în special la modul de gestionare, eliminare și valorificare a deșeurilor rezultate de la cojirea lemnului, nămolului verde, nămolurilor de la epurarea apelor uzate (primară și biologică).

Pentru terenul de folosință sensibilă, nu au fost evidențiate contribuții semnificative a societății SC Someș SA Dej privind poluarea solului. Valorile obținute pentru indicatorii de poluare studiați se încadrează sub valorile de prag reglementate.

Din analiza informațiilor și datelor obținute referitoare la compoziția chimică a diferitelor tipuri de deșeuri de la fosta intreprindere S.C. SOMEȘ S.A. Dej se constată următoarele:

Zona fostei secții regenerare săruri sodice este cea mai afectată;

Se consideră o poluare potențială pe baza fapului că în acest punct mai mulți indicatori depășesc limitele impuse. Astfel, Cd este la limita pragului de alertă, iar Pb și Zn depășesc pragurile de alertă pentru folosință mai puțin sensibilă, reglementate de Ordinul 756-1997;

În vecinătatea amplasamentului, la o distanță de 0,5 km concentrațiile de Pb și Zn depășesc pragurile de alertă;

Concentrațiile de Pb și Cd din apa subterană depășesc limitele admise de lege;

Prin proiectul „Proiectarea tehnologiei de reabilitare a zonei contaminate de la S.C. SOMEȘ S.A. Dej” se dorește decontaminarea sitului și transformarea acestuia într-o noua zona de folosință industrială.

Pentru aceasta vor fi întreprinse urmatoarele masuri:

Tratarea solului contaminat;

Tratarea apei subterane;

Acoperirea solului decontaminat cu un strat de pământ vegetal;

Folosirea solului pentru construirea unei noi intreprinderi industriale

În tabelul sunt prezentate câteva aplicații ale spălării solului pe plan internațional, fiind incluse atât procesele fizice, chimice cât și cele care le combină pe amândoua.

Aplicații ale spălării solului pe plan internațional

Tabelul (continuare)

1: principiul de bază al procesului: SF (separare fizică), EC (extracție chimică)

2: concentrarea metalelor: valoarea medie sau un interval, care paote varia în funcție de probele testate sau dimensiunile fracțiilor granulometrice care au fost tratate.

3: eficiența de eliminare a metalelor (valoare se calculează din concentrațiile sau masa de metal recuperată)

Dermont G., Bergeron M. s.a., (2008) Soil washing for metal removal: A review of physical/chemical technologies and fild application, Journal of Hazardous Materials, Vol. 152, p. 1-31

Descrierea proiectului

Situl este situat în Winslow Township, New Jersey la aproximativ 48 km sud-est de Philadelphia. Situl este situat pe aproximativ zece acri din cadrul rezervei naționale Pinelands, adiacent statului New Jersey.

Corporația tehnică Kop a achiziționat situl în 1970 pentru a opera un centru de reciclare a metalelor din deșeuri industriale. Operațiunea nu a avut succes, iar în 1985, site-ul a fost plasat pe lista națională de priorități. În anul 1990, o înregistrare a Deciziei (ROD) a fost emisă pentru sit și aleasă ca metodă de depoluare spălarea solului.

În 1991 s-a efectuat un studiu pentru a determina aplicabilitatea spălării solului în zona respectivă

Rezultatele studiilor au indicat că spălarea solului este un remediu eficient pentru situl și a fost luată decizia de a pune în aplicare spălarea solului.

Pregatirea pentru Operatiuni

O instalație de spălare de 25 de tone/oră de sol a fost proiectată și fabricată. După montarea instalației la fața locului , un test-pilot a fost realizat pe 1.000 de tone de sol contaminat excavat de pe sit. Testul a fost de succes și s-a primit aprobarea pentru a continua cu remedierea.

Proiectul a tratat 19.200 tone de sol, cu o reducere a volumului mai mare de 90% pe bază de solide uscate.

Proiectul KOP a fost premiat cu trei premii majore de inginerie de mediu:

· Academia Americana a Inginerilor de mediu "Excelență în Ingineria Mediului"

· Premiul Hazmacon "Cel mai bun sit la nivel național de reabilitare".

· Noul record în inginerie

Compuși NAPL

DNAPL

EDTA

PCB

SVOC

VOC

CCOCr

CBO5

SLD