Surse Si Agenti de Poluare

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

*** HECS, Cadmium, www.hc-sc.gc.ca/hecs-sesc/water/pdf/dwg/ cadmium. pdf, 1999.

*** ICIM -Bucharest, [NUME_REDACTAT] Report, chapter 3, 1998.

*** [NUME_REDACTAT] Agriculturii, Alimentației și Pădurilor nr. 232, din 28 mai 2002, privind aprobarea metodologiei întocmirii studiilor pedologice și agrochimice, a Sistemului național și județean de monitorizare sol-teren pentru agricultură, [NUME_REDACTAT] al României, 598:1-42, 13 august 2002.

Antonkiewicz, J. și Jasiewicz, C.Z. The use of plants accumulating heavy metals for detoxification of chemically polluted soils, El. J. [NUME_REDACTAT]. Univ., 5 (1): 1-12, 2002.

Dumitru M. et al. Monitoringul stării de calitate a solurilor din România, în Protecția mediului în agricultură, pp. 16-42, [NUME_REDACTAT] Timișoara, 2000.

Dumitru M., Lăcătușu R. et. al. Heavy metals pollution caused by non-ferrous metallurgy within [NUME_REDACTAT] area, Proceedings of the 2nd [NUME_REDACTAT] on “[NUME_REDACTAT] in Environment, Medicine and Biology”, pp. 189-196, , 21-29 octombrie 1996.

Enescu, I., Intoxicații cu alimente de origine animală și prevenirea lor, Ed. Ceres, Buc., 1996.

[NUME_REDACTAT], Surse de poluare ;I agen’I poluan’I ai mediului, Ed. [NUME_REDACTAT], 2007.

Gupta, S.K. Risk assessment for metals with the help of “mobile” and total metal concentrations in soil as regulated by the [NUME_REDACTAT] relating to impacts on the soil, în Proceedings of the COST837 Meeting of Phytoremediation, Creta, Grecia, aprilie 2000.

IPCS- [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] Safety, [NUME_REDACTAT] Criteria 134:Cadmium, 1992, www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc134.htm.

IPCS-[NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] Safety, [NUME_REDACTAT] Criteria 18: Arsenic www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc018.htm.

IPCS-[NUME_REDACTAT] on [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] Criteria 135: Cadmium, 1992, www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ ehc135.htm.

IPCS-[NUME_REDACTAT] on [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] Criteria 3: Lead http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc003.htm

IPCS-[NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] Safety, [NUME_REDACTAT] Criteria 221: Zinc, 2001 www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc221.htm

Kabata-Pendias, A. A current issue of biogeochemistry of trace elements, în Proceedings of the 2nd Int. Conf. “Heavy metals, radionuclides and elements – biofills in the environment”, , Kazahstan, oct. 2002.

Lăcătușu, R. Appraising levels of soil contamination and pollution with heavy metals, [NUME_REDACTAT] Bureau, [NUME_REDACTAT] no. 4:393-402, 1998.

Niac, G., Nașcu, H., Chimie ecologică, Ed. Dacia, Cluj-Napoca, 1998.

Șușeanu, Em. et al., Toxicologie și toxicoze, EDP Buc., 1995.

Surse și agenți de poluare

INTRODUCERE

Este relativ scurtă durata de timp în care, se poate spune că, omenirea a devenit cu adevărat conștientă de latura ecologică pe care trebuie să o integreze pe deplin în toate ramurile socio-politico-economice pe care le desfășoară. Această conștientizare s-a făcut, atât la nivele locale, cât și la nivele regionale și internaționale, mai degrabă ca urmare a numeroaselor efecte negative asupra mediului, înregistrate ca accidente grave sau chiar dezastre, generate de o creștere necorelată și nearmonizată cu posibilitățile mediului de a o susține și integra. În multe părți, această confruntare mai mult sau mai puțin conștientă cu mediul, a fost privită ca o ofensivă fățișă împotriva naturii. Iar rezultatele nu au fost favorabile nici unei părți: diminuarea sau distrugerea stratului de ozon pe zone întinse, amplificarea efectului de seră și pierderea echilibrului termic, distrugerea pădurilor amazoniene, sărăcirea biodiversității prin pierderea a numeroase specii ale florei și faunei sau a capacității acestora de a se prezerva, transformarea unor teritorii în zone ostile vieții, o creștere semnificativă a riscului de a fi sub incidența unui impact de mediu semnificativ etc. La originea acestei situații stau numeroase surse de poluare și mulți agenți poluanți. Pare incredibil, dar dacă nu se produce o schimbare fundamentală a comportamentului uman în raport cu mediul, în multe părți ale globului ne vom confrunta cu imaginea unei planete pustii, dominată de grămezi de deșeuri, cu râuri urât mirositoare, aer irespirabil, fără floră și faună, fără viață.

[NUME_REDACTAT] la [NUME_REDACTAT] a făcut ca protecția mediului, un concept cu impact deosebit în rândul cetățenilor lumii civilizate, să capete noi valențe, manifestate în primul rând în armonizarea cadrului legislativ local cu cel al Europei (aquis-ul comunitar), urmând ca într-un viitor nu prea îndepărtat să se treacă la măsuri concrete. Baza legislativă a activităților de protecție a mediului în România o constituie Legea 137/1995, denumită și [NUME_REDACTAT] Mediului care, printre altele, definește o serie de termeni de bază în materie. Astfel, conform Legii 137, cu modificările ulterioare, se definesc:

– Impact asupra mediului – efecte asupra mediului ca urmare a desfășurării unei activități antropice;

– Impact semnificativ asupra mediului – efecte asupra mediului, determinate ca fiind importante prin aplicarea criteriilor referitoare la dimensiunea, amplasarea și caracteristicile proiectului sau referitoare la caracteristicile anumitor planuri și programe, avându-se în vedere calitatea preconizată a factorilor de mediu.

Exemple de impact negativ asupra mediului (deteriorare) sunt:

Diminuarea diversității biologice;

Modificarea negativă considerabilă a productivității ecosistemelor naturale și antropizate;

Deteriorarea echilibrului ecologic;

Reducerea considerabilă a calității vieții oamenilor sau deteriorarea structurilor antropizate, cauzată în principal de poluarea apelor, a aerului și a solului;

Supraexploatarea resurselor naturale;

Gestionarea, folosirea sau planificarea teritorială necorespunzătoare a acestora.

Pentru constanța exprimării, Legea protecției mediului definește și termenii:

– poluare – introducerea directă sau indirectă, ca rezultat al unei activități desfășurate de om, de substanțe, de vibrații, de căldură și/sau de zgomot în aer, în apă ori în sol, care pot aduce prejudicii sănătății umane sau calității mediului, care pot dăuna bunurilor materiale ori pot cauza o deteriorare sau o împiedicare a utilizării mediului în scop recreativ sau în alte scopuri legitime;

– poluant – orice substanță solidă, lichidă, gazoasă sau sub formă de vapori ori de energie (radiație electromagnetică, ionizantă, termică, fonică sau vibrații) care, introdusă în mediu, modifică echilibrul constituenților acestuia și al organismelor vii și aduce daune bunurilor materiale.

Conform legislației în vigoare, poluanții toxici sunt substanțe care produc moartea, mutații genetice, funcționări defectuoase fiziologice sau deformări fizice ale organismelor vii sau ale urmașilor acestora și, de asemenea, care pot deveni nocive, după concentrarea lor în lanțul trofic sau în combinații cu alte substanțe; prezenta poluanților toxici în ecosistem afectează productivitatea biologica, biodiversitatea, respectiv integralitatea acestuia.

Resursele naturale constitute o parte importantă a avuției naționale, fiind formate din totalitatea surselor existente în natură și care sunt folositoare omului în anumite condiții tehnologice, economice și sociale. Extrase din mediul lor natural pot fi transformate în bunuri a căror utilizare presupune consumul lor direct.

Resursele naturale sunt clasificate în două categorii distincte: regenerabile și neregenerabile. Resursele naturale regenerabile sunt constituite din apă, aer, sol, floră, faună, energie solară, eoliană și a mareelor, iar cele neregenerabile cuprind totalitatea substanțelor minerale și a combustibililor fosili. Intre resursele componente ale primei categorii există interacțiuni naturale puternice, astfel că, orice intervenție antropică asupra uneia sau alteia induce inevitabil consecințe și asupra celorlalte. Utilizarea acestor resurse este practicată într-o manieră complexă, coordonată, pentru realizarea simultană a mai multor scopuri. Aplicarea unor metode distructive poate, însă provoacă anumite schimbări ireversibile ale resurselor naturale, modificând chiar caracterul lor "regenerabil”.

Factorul principal care transformă, aproape total și ireversibil, resursele naturale regenerabile în resurse neregenerabile, este poluarea. Atunci când una din resursele naturale regenerabile este grav afectată de către poluare, se poate considera că s-a produs degradarea mediului înconjurător, având consecințe pe termen lung, greu sau imposibil de evaluat și corectat.

Apa, aerul și solul sunt resursele de mediu cele mai vulnerabile, dar și cel mai frecvent supuse agresiunii factorilor poluanți, având consecințe directe și grave nu numai asupra calității mediului ambiental, dar și a sănătății oamenilor și altor viețuitoare. Cei mai frecvenți factori ai poluării mediului înconjurător provin, de regulă, din industrie, dar în ultimul timp, tot mai frecvent, și din agricultură.

In studiul circulației apei în natură (ciclul hidrologic) bazinul hidrografic ca unitate fizico-geografică care înglobează rețeaua hidrografică până la cumpăna apelor, acționează ca o unitate funcțională, fundamentală și deci ca o unitate de bază pentru gestiunea, amenajarea și protecția resurselor de apă (figura 1).

In prezența vegetației o parte din precipitație este reținută prin intercepție de stratul vegetal iar restul ajunge pe sol străbătând foliajul sau prin curgerea pe trunchiul arborilor (figura 2).

Apa disponibilă la suprafața solului, fiind la presiunea atmosferică, pătrunde în sol prin infiltrație sub efectul gravitației dacă solul nu este saturat, sau se scurge pe suprafața solului.

Aportul natural în sol este mărit în zonele cu activități agricole intensive prin practicarea irigațiilor, prin care se reciclează apa prelevată din resursele de suprafață sau din cele subterane ale bazinului.

Resursele de apă fiind regenerabile depind de variabilitatea climatică naturală, de schimbările climatice și de influențele omului asupra mediului înconjurător.Impactul micșorării resurselor de apă va fi mai sever în zonele care au deja un risc crescut de secetă și de lipsă de apă, micșorare care este amplificată de creșterea constantă a densității populației în zonele semiaride.

Solul, prin calitatea sa fundamentală de a fi mediu de viață al plantelor și izvor al productivității vegetale, rămâne unul din bunurile naturale cele mai prețioase ale societății umane. În sfera solurilor de la suprafața uscatului se manifestă un permanent proces de transformări și acumulări indispensabile pentru omenire.

Constituția și structura solului favorizează dezvoltarea unei uriașe populații de microorganisme care, alături de proprietățile solului și factorii externi, au important rol în asigurarea mediului ecologic pentru viața și productivitatea plantelor. Se înțelege astfel importanța de prim ordin pe care o are solul în păstrarea echilibrului natural și asigurarea producției vegetale, fără de care viața ar fi imposibilă.

Ca mediu de viață pentru plante, solul intră într-o serie întreagă de relații cu alți factori naturali care influențează direct însușirile și procesele din sol, oferind permanent alte condiții de viață.

Un rol important în evoluția solurilor și asigurarea mediului de viață pentru plante îl are activitatea societății umane. Solicitările din ce în ce mai mari pe care omenirea le are față de bunurile materiale au determinant creșterea continuă a suprafețelor cultivate și intensificarea permanentă a exploatării solului.

O clasificare imediată a surselor de poluare ar putea să aibă în vedere surse existente (ca rezultante auxiliare ale unor procese sau activități desfășurate efectiv) și surse potențiale (care ar putea să dea naștere poluării dacă s-ar produce). Acest aspect este fără îndoială valabil pentru orice sursă de poluare. Pentru ca sursa să devină efectiv dăunătoare este necesară desfășurarea succesiunii de activități prezentate în figura de mai jos.

Sursele de poluare pot fi, așa cum s-a precizat mai sus, existente sau potențiale. O clasificare mai detaliată ar putea împărți sursele după originea lor (naturale – generate de fenomene existente în starea naturală a globului, antropice – generate de activitatea umană), forma lor (punctuale, lineare, de suprafață, de volum, solidă, lichidă, gazoasă), mobilitatea lor (fixe sau staționare, mobile), înălțimea de emisie (subsol, sol, altitudine joasă, medie, înaltă), regimul de emisie (continuă, intermitentă, instantanee), activitatea care le generează (ardere combustibili fosili, industrie, petrochimie, chimie industrială, construcții, metalurgie și siderurgie, extracție minereuri, transporturi, agricultură, viața citadină etc.)

Căile de migrare definesc modul în care agenții poluanți se deplasează înspre ținta de mediu pe care o va afecta. Rutele uzuale pe care se deplasează un agent poluant pot fi: solul sau subsolul (situație în care calea agentului poluant depinde de tipul solului permeabil/impermeabil, tipul rocilor/acviferelor subterane, mobilitatea și forma agentului), apele de suprafață (calea agentului fiind dependentă de nivelul pantei de curgere, amplasarea și împrejurimile cursului de apă), atmosfera (elementele importante fiind direcția vântului, volumul de aer în care se diluează poluantul, natura poluantului).

Un exemplu elocvent privind complexitatea căilor de acțiune îl reprezintă metalele grele din sol, prezente în cantități foarte mari în zona [NUME_REDACTAT]:

Figura __Principalele căi de migrare a metalelor grele existente în sol.

Ca urmare a încărcării solului cu metale grele, el devine o sursă de risc, chiar în condițiile în care sursa va înceta să mai polueze mediul.

Schematic, modul în care aceste metale sunt transportate în mediu și spre obiectivele protejate este prezentat în figura __.

Astfel, particulele de sol, purtătoare de metale grele, pot fi ingerate direct, pot fi antrenate de vânt și pot să fie inhalate direct de oameni sau animale, sau pot să ajungă pe plante, în apa freatică sau în apele curgătoare, în final ajungând tot în organismul uman, cu consecințe nefaste pentru sănătatea oamenilor, dar și pentru structura și funcțiile ecosistemelor.

Considerând ca obiective protejate: solul (ca suport al vieții), apele de suprafață și cele freatice, aerul, plantele, animalele și mai ales sănătatea oamenilor, se pot defini, ținând cont de sistemele sursă – cale – receptor, principalele tipuri de căi de acționare, descrise în continuare.

Calea de acționare sol – om

Cei mai expuși acțiunii directe – prin ingestie – a metalelor grele sunt copiii, deci trebuie luate măsuri speciale în cazul depășirii concentrației acestora în locurile lor de joacă, în grădinițe și școli sau la domiciliu.

Calea de acțiune sol – plantă – (animal) – om

O caracteristică nefavorabilă a zonei [NUME_REDACTAT] este faptul că, fiind locuită, populația cultivă plante comestibile, folosite în special pentru consumul propriu sau ca furaje pentru animale. Plantele cultivate pe solurile poluate cu metale grele extrag aceste metale care, în final, ajung în corpul uman, cu efectele descrise pe larg în capitolele anterioare.

Numeroasele analize efectuate, prezentate și discutate anterior, au demonstrat prezența unor cantități mari de metale în solurile cultivate cu plante comestibile și furaje și, implicit, în aceste plante.

După cum s-a menționat deja, prezența metalelor grele în sol dăunează microorganismelor, diminuând în final capacitatea de formare a humusului, deci productivitatea solului. Pe lângă pericolul pe care îl reprezintă pentru sănătatea oamenilor, prezența metalelor în sol urmată de absorbția lor de către plante determină tulburarea metabolismului acestora, având drept consecință diminuarea producției speciilor și soiurilor la hectar (afirmația este valabilă nu numai pentru cereale, legume, fructe, dar și pentru masa lemnoasă a pădurilor).

Este demn de remarcat că pentru stabilirea valorilor pragurilor de alertă sau de intervenție s-au luat în considerare valorile concentrațiilor totale, determinate în extracte cu apă regală, iar pentru solurile cultivate în anumite țări din Europa se determină și valorile fracției mobile din sol, prin analiza extractului de sol cu azotat de amoniu.

La ora actuală în România nu se fac decât sporadic analize ale fracției mobile a metalelor grele din sol.

Pentru a evita intoxicarea consumatorilor, legislația română impune concentrațiile maxime admisibile ale metalelor grele în alimente, inclusiv în părțile comestibile ale plantelor. Este demn de remarcat că legislația română, prin Ordinul MAPDR, ANSVSA, MS și ANPC nr. 1050/97/1145/505/ 2005, menționat anterior, ale cărui prevederi principale sunt prezentate în tabelele IV.9 și IV. 10 respectă întru totul prevederile și valorile Regulamentului nr. 466/2001/CE al [NUME_REDACTAT], privind valorile maxime ale anumitor contaminanți în alimentele.

În ceea ce prevede furajele, legislația română nu conține astfel de prevederi, dar putem să ne referim la Directiva 2002/32/CE privind valorile maxime ale unor contaminanți în furaje, care stabilește ca valori maxime pentru Pb: 10 mg/kg s.u iar pentru Cd: 1 mg/kg s.u.

Considerăm că pentru determinarea riscului datorat poluării solului nu este necesară determinarea conținutului de metale grele din întreaga plantă (deci și din părțile necomestibile), ci doar din cele comestibile.

În ceea ce privește calea de migrare a metalelor grele în animale, acestea este fie directă, prin ingerarea particulelor de sol, fie indirect, prin consumarea plantelor cu conținut de metale grele toxice.

Calea de acțiune sol – apă freatică

Apa din precipitații ajunsă în sol poate dizolva metalele grele, mobilizându-le și transportându-le spre adâncime, în direcția apei freatice. Ca urmare a acestui fapt apa extrasă din subteran poate deveni nepotabilă, până la distanțe mari de sursa de poluare. Dizolvarea este dependentă de pH, în sensul că la metalele grele sunt mult mai solubile în mediu acid (de ex. Zn sub pH = 6, Cu și Cd la pH sub 5, Pb la pH sub 4,5). Mobilitatea mai este diminuată de prezența argilelor și a materiei organice în sol.

Principalele tipuri de sol din zonă sunt regosolurile și solurile brune. După cum s-a menționat, regosolurile au un conținut ridicat de carbonați, argile și humus, reacția lor fiind ușor alcalină, deci mobilitatea metalelor grele este redusă. Solurile brune, cu o textură nisipo-lutoasă, au o reacție acidă, permițând o mai mare mobilitate a metalelor grele.

Pe lângă aceste considerente generale, mobilitatea cationilor metalelor grele este influențată de capacitatea de filtrare, adsorbție și schimb ionic al fiecărui tip de sol, precum și de procesele biochimice care pot interveni.

Datorită preponderenței unor soluri slab alcaline migrarea cationilor spre pânza de apă freatică este redusă în general, doar în imediata apropiere a platformei SOMETRA înregistrându-se cantități mai mari de metale în straturile profunde ale solului și în apa freatică. Deoarece alimentarea cu apă a orașului [NUME_REDACTAT] se face majoritar din lacul de acumulare Ighiș, aflat la peste 10 km de localitate, nu există pericolul prezenței metalelor grele în apa potabilă a locuitorilor, cu excepția celor care nu sunt racordați la rețeaua locală și se aprovizionează din fântâni.

Cu toate acestea, prezența metalelor grele în sol și potențiala lor migrare impune monitorizarea permanentă a pânzei de apă freatică din zonă.

Calea de acțiune sol – apă de suprafață

Un alt obiectiv protejat este apa de suprafață, în primul rând râul [NUME_REDACTAT]. Cu toate că această apă nu este folosită pentru băut, prezența masivă a metalelor grele a dus la degradarea ei accentuată. Măsurile care urmează a fi luate de SOMETRA sunt focalizate și spre diminuarea cantităților de Cd și Pb deversate, dar rămâne posibilitatea ca apele pluviale să spele poluanții existenți în halda de steril (care va fi închisă și ecologizată), dar și în solurile din zonă, puternic poluate. Nu trebuie exclusă nici posibilitatea ca praful purtat de vânt să ajungă în râul Târnava.

Existența acestor pericole potențiale impune monitorizarea permanentă în continuare a calității apelor curgătoare din zonă, în special a râului [NUME_REDACTAT].

Țintele sau receptorii sunt, în fapt, oricare din factorii de mediu, în accepțiunea actuală a acestui termen, dar depind mult de sensibilitatea factorului și distanța față de sursă. Țintele uzuale ale unui agent poluant sunt: populația, flora și fauna locală, cursurile de apă de suprafață, apa freatică, solul, zonele locuibile sau de agrement, construcțiile.

Impactul oglindește efectul pe care agentul poluant îl are asupra țintei sau receptorului și este determinată în mod evident de succesiunea logică a următoarelor raționamente: impactul este cu atât mai semnificativ, cu cât:

agentul poluant este emis în cantitate mai mare

toxicitatea acestuia este mai mare

calea de migrare este mai facilă

ținta este mai apropiată de sursă și mai sensibilă la atacul agentului.

Datorită efectului extrem de defavorabil al poluanților atmosferei s-au efectuat numeroase studii referitoare la modul de emisie și de dispersie a acestora. Au fost puse astfel, la punct metode de prelevare, măsurare (aleatorii sau continue), calculul și analiza particulelor și a gazelor aflate în emisiile poluante. S-au luat în considerare diverse modele care să țină seama de fenomenele de turbulență atmosferică, parametri meteorologici, stratificarea aerului, natura, înălțimea și viteza de emisie a poluantului. Sunt utilizate astăzi mai frecvent modelul gaussian (distribuție normală a poluantului în raport cu axa orizontală și axa verticală perpendiculară pe direcția vântului) și modelul climatologic (care calculează concentrația agentului poluant la nivelul unui receptor aflat la o anumită distanță de sursă, luând în calcul mărimi ca: direcția și clasa de viteză a vântului, cantitatea emisă în unitatea de timp, distanța față de sursă, starea meteorologică, clasa de stabilitate a poluantului, funcția care definește dispersia).

Nivelul ridicat al poluării atmosferice cu agenții poluanți precizați mai sus și incapacitatea atmosferei de autoepurare, a creat necesitatea actuală de a găsi metode de control al surselor de poluare și, respectiv, metode de purificare a aerului. în principal prin purificarea aerului se urmărește reducerea concentrației de poluanți din atmosferă sub nivelele stabilite prin reglementările legale. în acest sens s-a acordat atenție purificării aerului de particulele de pulberi și suspensii prin sedimentarea, schimbarea direcției gazelor, filtrarea sau adsorbția și absorbția particulelor poluante. Pot fi utilizate pentru aceasta, camere gravitaționale de depunere (sau de liniștire, unde pulberile sau suspensiile sunt trecute de la o secțiune mică la o secțiune foarte mare fiind obligate să-și reducă viteza și să se depună gravitațional), cicloane (unde depunerea particulelor se face sub acțiunea forței centrifuge), filtre (semipermeabile, scrubere sau electrostatice, filtrul utilizat pentru reținerea pulberilor fiind un material – bumbac, acrii, teflon, fibră de sticlă etc, un lichid sau forța electrostatică), dispozitive adsorbante (cu cărbune activ, pământuri silicioase, oxid de zinc, silicagel etc.) și dispozitive absorbante (cu soluții apoase de KMnO4, uleioase, cu motorină etc.) Foarte importante sunt și procedeele chimice de separare a gazelor. Se utilizează, astfel, reacții chimice de reducere de denitrifiere și desulfurare (pentru eliminarea SO2 și NOx)la temperaturi ridicate cu amoniac sau cu hidrogen (rezultând azot și apă, randamentul fiind de aproape 100%, dacă se folosesc catalizatori de TiO2-V2O5). Reacțiile de oxidare sunt folosite pentru eliminarea H2S și a mercaptanilor. Chemosorbția și absorbția chimică se utilizează la termocentrale pentru a evita emisia în atmosferă a SO2 și a NOx). Un deosebit interes se acordă astăzi purificării gazelor de eșapament generate de mijloacele de transport. Legislația în acest domeniu devine, de altfel, din ce în ce mai pretențioasă. Automobilele actuale sunt echipate uzual cu sisteme catalitice, uneori complexe de transformare a NOX, CO, CmHn în CO2 și N2. Arzătoarele de combustibil sunt mult ameliorate constructiv pentru a asigura un randament foarte ridicat de desulfurare și denitrifiere a gazelor încă de la ardere.

Calitatea aerului lasă mult de dorit în multe din orașele de pe teritoriul României dacă ne raportăm la cerințele legale. Se constată frecvente depășiri ale concentrațiilor admise în Ploiești (la H2SO4, NH3, NO2, CH2O, H2S, CO), Galați (NH3, fenoli, pulberi și suspensii), [NUME_REDACTAT] (SO2, Cd, Pb, pulberi și suspensii), Dej (H2S), Zlatna ( SO2, pulberi), [NUME_REDACTAT] (NO2, SO2, pulberi și sedimente). în unele orașe efectul poluanților se cumulează făcând posibilă apariția smogului în unele perioade ale anului. Acești poluanți afectează, de cele mai multe ori grav, sănătatea ființelor umane, dezvoltarea adecvată a florei și șansele de supraviețuire a faunei. Este evident astăzi, că la nivelul țării noastre se impun procedee radicale de retehnologizare în multe din ramurile industriale (tehnologiile utilizate actualmente au dus la o calitate necorespunzătoare a aerului în multe orașe ale țării, iar în cazurile cele mai bune introducerea unor programe de întreținere sistematică și preventivă a utilajelor, precum și de ameliorare a eficienței de funcționare a acestora, pentru a da un trend pozitiv în ceea ce privește reducerea la nivel național a emisiilor de poluanți în atmosferă.

DOZE TOXICE

Doza este cantitatea de substanță capabilă să producă efecte determinate.

Doza toxică este cantitatea de substanță ce poate produce modificări patologice ale echilibrului interior al organismului.

În funcție de doză, aceeași substanță poate fi aliment, medicament sau toxic (de exemplu alcoolul etilic sau extractul de coca).

Modul de exprimare al dozei variază: cantitate/kg corp, cantitate/greutate globală, unități biologice, valori molare, etc. În anumite cazuri se ține cont și de timpul de expunere la o anumită substanță sau intervalul de expunere (de ex: mg/kg corp/zi). În cazul medicamentelor, termenul de „expunere” se înlocuiește cu „administrare”.

Trebuie făcută diferența între concentrație și doză. Astfel, concentrația se referă la cantitatea unei substanțe în mediu (de ex concentrația plumbului într-o apă curgătoare poate fi de 10 μg/L), pe când doza reprezintă cantitatea de substanță la care este expus un organism, exprimată după cum s-a arătat mai sus, în unități pe kg corp.

Pentru caracterizarea toxicologică a unei substanțe se folosește noțiunea de doză letală (DL), care reprezintă cantitatea minimă de substanță ce poate provoca moartea unui subiect adult.

Datorită variației de răspuns individual la administrarea de doze letale dintr-o substanță, s-au introdus și valorile:

– DL0 (doză letală zero sau doză maximă tolerată): cantitatea de substanță care determină fenomene toxice grave dar nu și letale;

– DL5 (doza letală minimă, DLM): cantitatea de substanță care determină moartea a 5% din subiecții supuși testării;

– DL25, DL50, DL75, doze letale în care indicii reprezintă procentul de subiecți morți.

– DL100 (doza letala maximă sau absolută): cantitatea de substanță care determină moartea tuturor subiecților testați.

Dozele letale sunt în funcție de specie, de modul de administrare, etc., astfel încât pentru cercetare este nevoie de sacrificarea unui număr foarte mare de animale, de diferite specii.

O clasificare a toxicelor în funcție de DL50, efectuată în urma administrării lor per os la șobolani este redată în tabelul următor:

Transferarea rezultatelor privind toxicitatea unei substanțe, exprimată în DL50, de la o specie la alta (inclusiv la om) se face doar cu mari rezerve, deoarece:

– numărul de animale de experiență este relativ mic;

– populațiile dau reacții diferențiate în funcție de vârstă, nutriție, stare de sănătate, factorii de mediu etc.;

– la om capacitatea de metabolizare și eliminare a toxicelor este mai redusă decât la animalele de experiență;

– substanța administrată în experiență poate pătrunde în organism și pe alte căi.

Trebuie menționat că există toxici care nu dau stări patologice dar care pot provoca mutații genetice, vizibile doar la următoarea (următoarele) generații. Caracteristice pentru această clasă de agenți nocivi sunt radiațiile nucleare, drept pentru care subiectul se va detalia ulterior.

O noțiune similară cu doza este concentrația letală a toxicului în mediu (CL), care este caracteristică substanțelor ce pătrund în organism pe cale respiratorie și se măsoară în mg/l, ppm (părți pe milion), ppb (părți pe miliard) sau % vol. Trecerea de la unități de masă la unități de volum se face prin calcul sau cu ajutorul tabelelor speciale.

În funcție de scopul determinării, se pot efectua teste din care să rezulte fie efectele unei anumite concentrații de toxic în mediu, fie efectele dozei primite de un organism. În primul caz se determină CL50, în al doilea DL50 (ambele valori raportate la condițiile care determină moartea a 50% din subiecții expuși).

Dacă punctul final al unei cercetări ecotoxicologice nu este reprezentat de efectele letale ale unei substanțe ci de cele subletale, se definește concentrația efectivă (CE), respectiv doza efectivă (DE), cu aceeași indici ca și concentrația letală. Rezultatele finale se referă la o serie de indicatori, cum ar fi creșterea, reproducerea, comportamentul precum și manifestări la nivel fiziologic, morfologic, biochimic și molecular.

În cazul în care se urmărește inhibarea unor procese, se utilizează concentrația de inhibare (CI). Astfel, CI50 este concentrația mediană care cauzează inhibarea a 50% dintr-un anumit sistem.

Cu cât valoarea unei concentrații (doze) care produce un efect toxic este mai mică, cu atât substanța este mai toxică!

Concentrația maxima admisa (C.M.A.)

Pentru toxicele potențial prezente în mediul industrial (hale) sau în "aer liber", precum și în apă sau în sol, s-au stabilit concentrații maxime admisibile (de fapt concentrații medii), care trebuie respectate.

Definiție:

Concentrația maximă admisă pentru o anumită substanță este cantitatea de toxic raportată la unitatea de volum (masă) care, cu excepția cazurilor de hipersensibilitate, nu provoacă la nici unul din subiecții expuși în mod continuu nici un semn de boală sau condiție fizică rea.

Valorile C.M.A. sunt stabilite atât pe baza determinărilor efectelor toxicelor pe populații mari cât și pe criterii extra-chimice (politice, economice, sociale, etc.).

În funcție de potențialul toxic al substanțelor, CMA sunt clasate în două grupe:

– CMA cu "valori plafon" ([NUME_REDACTAT]), care nu trebuie depășite niciodată, nici chiar pentru o perioadă de 10-15 min. Ele sunt obligatorii pentru substanțele ale căror efecte principale se traduc prin fenomene de iritație, sensibilizare sau intoxicație acută, apărute imediat sau după o scurtă fază de latență, în urma unei expuneri de scurtă durată la concentrații crescute. Din această grupă fac parte iritanții respiratori, narcotici și sensibilizanți ca: halogenii, oxizii de azot, formaldehida, acidul cianhidric, cloroform, clorura de etil, etc.

– CMA denumite "cu praguri ce nu vor fi depășite" ([NUME_REDACTAT] Values, TVL); se referă la substanțe ale căror efecte principale se datorează cumulării în urma expunerii repetate la concentrații curente. Din această grupă fac parte metalele grele, solvenții organici etc.

În țara noastră, Normele republicane de protecția muncii stabilesc următoarele:

concentrația maximă admisă este concentrația noxelor din zona de muncă ce nu trebuie depășită în nici un moment al zilei.

concentrația medie rezultă dintr-un număr de determinări reprezentative pentru locul de muncă respectiv; această concentrație nu trebuie depășită pe durata unui schimb de lucru.

De asemenea se mai poate impune și respectarea concentrației medii zilnice.

La ora actuală, pentru atmosfera la locul de muncă se folosește „valoarea limită de expunere profesională” – VLEP (sinonim: [NUME_REDACTAT] Limit – OEL) care reprezintă media ponderată cu timpul, pe o perioadă determinată (durata unui schimb de muncă sau termen scurt – 15 min) a concentrației agentului chimic în aer, la nivelul respirator al angajatului.

La ora actuală legislația românească (inclusiv standardele) prevăd valori limită a diferiților poluanți în apă, în funcție de destinația respectiv originea acesteia. De exemplu, HG 351/2005 prevede următoarele valori limită pentru unele substanțele puternic poluante și anumite tipuri de apă:

Tabel __. Valori limită de evacuare și standarde de calitate pentru unele substanțele puternic poluante.

Pentru poluarea solului se consideră actualmente în România, conform ORDINULUI MAPPM Nr. 756 din 3 noiembrie 1997, publicat în [NUME_REDACTAT] al României, partea I, Nr. 303 bis/6.XI.1997, privind aprobarea Reglementării privind evaluarea poluării mediului, următoarele noțiuni:

Obiective de remediere: concentrații de poluanți, stabilite de Autoritatea de [NUME_REDACTAT] (AMC), privind reducerea poluării solului, și care vor reprezenta concentrațiile maxime ale poluanților în sol după operațiunile de depoluare. Aceste valori se vor situa sub nivelurile de alertă sau intervenție ale agenților contaminanți, în funcție de rezultatele și recomandările studiului de evaluare a riscului.

– Prag de alertă: concentrații de poluanți în aer, apă, sol sau în emisii/evacuări, care au rolul de a avertiza autoritățile competente asupra unui impact potențial asupra mediului. La depășirea acestei valori, AMC poate dispune, dacă se consideră necesar, o monitorizare suplimentară și sau reducerea concentrațiilor de poluanți în emisii / evacuări.

– Prag de intervenție: concentrații de poluanți în aer, apă, sol sau în emisii /evacuări, la care autoritățile competente vor dispune executarea studiilor de evaluare a riscului, vor analiza consecințele poluării asupra mediului și vor solicita reducerea concentrațiilor de poluanți în emisii / evacuări, până la valorile prevăzute de reglementările în vigoare.

– Folosința sensibilă a terenurilor: utilizarea acestora pentru zone rezidențiale și de agrement, în scopuri agricole, ca arii protejate sau zone sanitare cu regim de restricții, precum și arii protejate pentru astfel de utilizări în viitor;

– Folosința mai puțin sensibilă include toate utilizările industriale și comerciale existente, precum și suprafețele de terenuri prevăzute pentru astfel de utilizări în viitor.

SURSE DE POLUARE ȘI AGENȚI POLUANȚI AI ATMOSFEREI

Sursele de poluare ale atmosferei sunt foarte numeroase și diferențiate. Aprecierea efectelor rezultate din poluarea atmosferei se face în mod diferențiat în funcție de tipul și caracteristicile sursei de poluare și de mecanismul de răspândire a acestor poluanți în atmosferă. Clasificarea surselor de poluare a atmosferei se face după mai multe criterii:

originea agenților de poluare;

forma sursei;

mobilitatea sursei;

înălțimea la care se face emisie;

regimul de funcționare;

tipul de activitate.

Clasificarea surselor de poluare după origine

Sursele de poluare a atmosferei se clasifică în surse naturale și surse artificiale (Tabel 1.1).

Tabel 1.1. Clasificarea surselor de poluare după origine

Sursele naturale și poluanții specifici ai aerului nu provoacă decât în mod excepțional poluări importante ale atmosferei. Cea mai comună dintre poluările naturale este poluarea cu pulberi provenite din erodarea straturilor superficiale ale solului, ridicate de vânt până la o anumită altitudine. Furtunile de praf pot constitui uneori factori de poluare care pot influența sănătatea populației. În anumite condiții meteorologice s-au semnalat transporturi masive de praf, de sol, până la distanțe apreciabile de locul de producere. Alte surse sunt:

omul și animalele (prin procesele fiziologice evacuează CO2 și viruși),

plantele (eliberează fungi, polen, substanțe organice și anorganice),

solul (pulberi, ca urmare a eroziunii, viruși),

apa (în special cea marină prin aerosoli încărcați cu săruri),

descompunerea materiilor organice vegetale și animale (CH4, NH4, H2S, NH3, CO2, etc.),

vulcanii (prin cenușă, compuși de sulf, oxizi de azot și carbon),

incendiile maselor vegetale (cenușă, oxizi de azot, sulf, carbon, etc), radioactivitatea terestră și cosmică (prin radionuclizi emiși de roci 226Ra, 228Ra și descendenți și de proveniență cosmică 10Be, 36C1,14C, 3H, 22Na, etc.),

descărcările electrice (prin generarea de ozon la altitudini mici).

Vulcanii. Prin pulverizarea lavei vulcanice în timpul erupției se poluează atmosfera cu pulberi solide, gaze și vapori, uneori deosebit de toxici prin conținutul lor mare în compuși ai sulfului. Vulcanii activi poluează continuu atmosfera prin produsele gazoase emise prin cratere și crăpături numite fumorole. Cea mai puternică erupție s-a produs în Indonezia în 1883, a vulcanului Krakatoa, când a fost proiectată în atmosferă o cantitate de 50×106 t material vulcanic, comparativ cu 4×106 t pulbere obținută prin activitatea omului. Această erupție a produs o scădere cu 10% a transparenței atmosferei pe parcursul mai multor luni. Totodată, pulberile emanate pot produce scăderea temperaturii medii la suprafața solului cu 1°C. Nu trebuie uitată erupția vulcanului Laki, din Islanda, în 1783, care a generat, pe lângă o rată deosebit de mare a mortalității oamenilor și animalelor, ierni deosebit de grele și recolte slabe, foametea care a urmat fiind o cauză majoră a [NUME_REDACTAT].

Furtunile de praf provocate de uragane, cicloane, trombe asociate cu eroziunea solului produc poluarea atmosferei pe o mare întindere ce poate să cuprindă mai multe țări, putând trece de pe un continent pe altul. Pulberea poate fi ridicată până la mare înălțime, iar odată ajunsă într-o zonă anticiclonică începe să se depună. S-a estimat că în fiecare an atmosfera poartă peste 30.000.000 t praf, ceea ce a produs de-a lungul timpului îngroparea atâtor vestigii ale antichității. Zonele cele mai supuse unor astfel de fenomene sunt: Africa de Nord și de Sud, [NUME_REDACTAT], Centrul și [NUME_REDACTAT] de Nord și [NUME_REDACTAT], în aceste zone vânturile fiind puternice și calde: Simunul, Harmatanul, Khamsin. [NUME_REDACTAT] produce furtunile de nisip din Sahara și trece peste Mediterană în Europa sub numele de Sirocco.

Ceața apare de obicei în vecinătatea mărilor și oceanelor care aduc în atmosfera continentală sare sub formă de cristale, ce constituie nucleele de condensare a vaporilor de apă. Principalele săruri sunt: KCl, NaCl, MgCl2, CaCl2, KBr. Ceața este frecventă și în zonele continentale, în Anglia fiind principala sursă a formării smogului reducător acid, care este deosebit de dăunător sănătății.

Eroziunea eoliană este accentuată în zonele de stepă, a căror soluri au o textură nisipoasă sau constituită din particule fine de aluviuni în perioadele de secetă. Despăduririle masive au expus solul la eroziune, aceasta reprezentând una dintre marile catastrofe ecologice, rezultat al acțiunii omului. La scară globală a fost estimat că în absența unor măsuri eficace, eroziunea solurilor va conduce la pierderea a 20% din suprafața totală a terenurilor cultivabile în lume până în anul 2010. Acestea vor fi transportate pe fundul bazinelor de apă. Pulberile de praf, îngreunează respirația și vederea, reduce radiația solară, transportă spori și ouă de paraziți. Mici cantități de pulberi meteorice pătrund în mod constant și continuu în atmosferă. După evaluările efectuate de NASA se estimează pătrunderea în atmosfera terestră a 10.000 t/zi pulberi. Acestea se depun cu o viteză extrem de mică deoarece au dimensiuni de ordinul micronilor. Comparând la diferite altitudini concentrația particulelor de origine terestră cu cea extraterestră s-a putut afirma că, de la 10 km în sus, aerosolii de origine extraterestră sunt preponderenți.

Descompunerea reziduurilor organice poate fi produsă prin descompunerea anaerobă sau aerobă, enzimatică sau bacteriană, a reziduurilor ca: frunze, deșeuri organice industriale sau alimentare, dejecții umane și animale, cadavre, rezultând NH3, H2S, CO2.

Descompunerea anaerobă se numește putrefacție, în urma căreia sunt puse în libertate unele substanțe toxice, rău mirositoare și inflamabile: CH4, NH3, H2S. De aceea, pătrunderea în excavații (inclusiv fântâni) trebuie să se facă cu multă precauție. Digestia nămolului în bazine, în stațiile de epurare, în rampele de gunoi, în canale, în apele stătătoare, în gropi septice, poate dura ani și zeci de ani, urmate de creșterea presiunii gazelor, ce poate produce explozii și incendii la o distanță uneori depărtată de sursă.

Particulele vegetale sunt reprezentate de polenuri, ciuperci, spori, mucegaiuri, alge și fermenți, fiind produse de ierburi și arbori. Microbiologia și inframicrobiologia se ocupă de studiul infestării aerului și efectele alergice ale acestor particule. Astfel, polenurile au diametre de 10-15 microni, fiind identificate până la altitudini de peste 12.000 m, iar sporii și ciupercile până la 1600 m. Particulele vegetale sunt mult mai periculoase decât particulele de praf, deoarece o singură particulă poate declanșa îmbolnăvirea mai multor organisme vii. Aceste particule, alături de virusuri, bacterii și microbi reprezintă principalii poluanți patogeni ai aerului.

Ionizarea atmosferei este rezultatul formării unui surplus de ioni pozitivi și negativi, în diferite zone în care oamenii își desfășoară activitatea. Studii recente au arătat că, de fapt, există o dependență între schimbările meteorologice și ionizarea atmosferei, acestea ducând la accidente cardiovasculare și la reacții enzimatice exagerate care suprasolicită organismele bolnave. Cauza principală a ionizării straturilor înalte ale atmosferei o constituie intensificarea activității solare în anumite perioade de timp, iar a ionizării straturilor inferioare, micșorarea sau perforarea stratului de protecție a pământului, ozonosfera, lăsând astfel cale liberă radiațiilor ultraviolete, cu acțiune ionizantă. Echilibrul electric al atmosferei poate fi perturbat și de activitatea umană, prin instalații și materiale radioactive, linii de înaltă tensiune etc., aceasta fiind de fapt prima etapă în cadrul procesului de poluare electrică. Următoarea etapă constă în separarea ionilor formați concomitent, aceasta având la bază gradientul electric vertical, natural al pământului, perturbat de dinamica atmosferei și de concentrarea selectivă a sarcinilor pe suprafața particulelor de pulberi existente sau eliminate în atmosferă de diferite surse. S-a demonstrat că ionii negativi au rol benefic pentru sănătatea umană (în cazul O2 aceștia au efecte inverse, accelerând transportul O2); ionii pozitivi ai CO2 diminuează frecvența bătăilor cililor traheii, provocând fenomene de vaso-contracție și o mărire a frecvenței respiratorii. Ionizarea controlată a incintelor de lucru și a camerelor spitalelor cardiologice a devenit o prioritate, fiind deja comercializate ionometre pentru măsurarea gradului de ionizare precum și generatoare de ioni capabile să corecteze în spații reduse dezechilibrul ionic.

Reacțiile chimice din atmosferă. Aerul din atmosferă acționează asupra poluanților prin acțiunea oxidantă datorată oxigenului pe care îl conține. Unii poluanți își păstrează integral identitatea după pătrunderea lor în atmosferă, ceilalți având tendința de a trece în compuși cât mai stabili, prin reacții chimice, facilitate de prezența radiațiilor solare, temperaturii, oxigenului, vaporilor și picăturilor de apă, dar și particulelor solide și lichide care diluează concentrația poluanților gazoși. Alte particule joacă rol de catalizatori de suprafață.

Radioactivitatea cosmică e posibil să fie responsabilă de mutații genetice, ce au condus la evoluția ulterioară a speciilor animale și vegetale spre fauna și flora actuală. Iradierea pământului cu raze cosmice depinde de câmpul magnetic terestru ca de exemplu, centurile magnetice [NUME_REDACTAT] ce-1 înconjoară. Acesta joacă rol de depozitar și selector al razelor cosmice. De asemenea atmosfera și scoarța terestră se comportă ca ecrane împotriva radiației. In stratosfera pericolul de iradiere este mai mare decât in troposferă, datorită furtunilor magnetice, cauzate de activitatea solară intensă. Omul nu este supus numai iradierii externe, prin componenta cosmică, ci și contaminării cu substanțe radioactive, care se află în mediul său de existență – componenta telurică.

Radiația telurică este cauzată de prezența în scoarța pământului a numeroase elemente radioactive care emit continuu radiații ionizante (α, β, y). Cele mai radioactive elemente sunt cele de la sfârșitul tabelului periodic al elementelor, între Thaliu și Uraniu:, Tl, Pb, Bi, Po, At, Fr, Ra, Ac, Th, Pa); după U urmează Np și Pu, ce se găsesc în minereurile bogate in uraniu (pehblendă, carnotită) în cantități mici de ordinul 10-14 g/g minereu. Acestea s-au format din uraniu, prin captare de neutroni, proveniți fie din fisiunea naturală a uraniului, fie din reacțiile nucleare provocate de razele cosmice asupra straturilor de la suprafața zăcămintelor. Unii radioizotopi sunt produși prin acțiunea razelor cosmice asupra azotului; de fapt, are loc acțiunea neutronilor obținuți prin separație de către radiația cosmică.

Unele elemente, cum ar fi 90Sr și 137Cs ajung în atmosferă în urma exploziilor nucleare și din deșeurile radioactive; ele vor substitui calciul, respectiv potasiul din materia vie, prin lanțurile trofice. Cum perioadele lor de înjumătățire sunt destul de mari, de 28, respectiv 32 ani, vor iradia organismele timp îndelungat, periclitându-le sănătatea.

Sursele artificiale sunt mult mai importante, înmulțirea acestora constituind cauza pentru care protecția aerului reprezintă o problemă vitală a lumii contemporane. Aceste surse sunt o urmare a activității omului, progresului, societății, în primul rând a procesului de industrializare și urbanizare, având drept fenomen de însoțire poluarea mediului – și implicit – poluarea aerului. Industria reprezintă la ora actuală cea mai importantă sursă de poluare a planetei, pornind de la poluarea locurilor de muncă și până la perturbarea echilibrelor ecologice ale planetei. Poluarea la locul de muncă este foarte frecventă și are drept scop apariția de boli profesionale. Capacitățile de producție au crescut din punct de vedere al puterii instalate – de la 200 MW la 5000 MW. Paralel cu această creștere vertiginoasă au evoluat și posibilitățile tehnice de epurare a evacuărilor de pulberi, 75% din acestea fiind reținute prin diferite metode de filtrare. Tehnologia învechită, care nu beneficiază de condiții favorabile pentru autopurificare reprezintă principala problemă a protecției mediului. O altă sursă de poluare o reprezintă materialele produse de diferiți agenți poluanți: cărbuni, minerale, impurități din aceste materii (sulf, arsen, mercur), substanțe intermediare, produse finite (ciment, negru de fum, clor).

Dacă ne referim la câteva surse preponderent poluante, nu putem exclude industria termoenergetică poluatoare prin combustie, produsă de: instalațiile de încălzire centrală și domestică, mijloacele de transport, instalațiile de distrugere prin ardere a deșeurilor. Poluarea produsă de termocentrale (acestea produc 80% din necesarul de energie electrică utilizând combustibili fosili) este strâns legată de cantitatea de cenușă rezultată din cărbunii superiori (5-10%) și din cei inferiori (40-50%), Cantitatea de cenușă reprezintă de altfel unul din criteriile cantitative de apreciere a calității cărbunilor. Printr-o combustie incompletă a cărbunilor, gazele rezultate sunt bogate în cenușă, funingine și particule de cărbune nears. Particulele fine de funingine provin din tratarea gudroanelor și hidrocarburilor, atât din cărbuni cât și din țiței. Acestea se pot aglomera, putând atinge dimensiuni de ordinul milimetrilor. Datorită suprafeței lor specifice mari, absorb hidrocarburile aromatice policiclice (HPA), oxizi acizi și acizi, astfel încât funinginea are un caracter acid.

O altă poluare determinată de industria termoenergetică o reprezintă arderea incompletă a carbonului doar până la CO, prezentând următoarele dezavantaje: degajă o cantitate de 3,5 ori mai mică de căldură decât o ardere completă și conduce la un gaz toxic. Cu cât raportul CO2/CO este mai mare, cu atât randamentul arderii este mai bun. în instalațiile moderne, cantitatea de CO scade aproape de 0, aceasta reprezentând obiectivul fiecărui tehnolog. Hidrocarburile policiclice aromatice (HAP) sunt absorbite și concentrate pe funingine.

Poluarea mai poate fi produsă de sulful conținut în cărbuni în proporție de 0,6-6% și în petrol 0,1 -4%, care se regăsește sub formă de sulfați în cenușă, iar cel organic și în sulfuri. Aceștia au acțiune puternic corozivă asupra materialelor metalice cu care vin în contact, scoțându-le timpuriu din uz. Problema poluării atmosferei cu acizi ai sulfului este numai parțial rezolvată, prin spălarea cărbunelui și înălțarea coșurilor de emisie la 200 m. Aceste măsuri sunt insuficiente, ca dovadă că poluarea cu SO2 a atmosferei se resimte până la 8-10 km în jurul termocentralelor cu tehnologie învechită.

Oxizii azotului provin din reacția dintre oxigen și azotul din aer la temperatura de combustie sau la temperaturi mai înalte. Industria termoenergetică este responsabilă de 50% din cantitatea de NOx ce poluează atmosfera, restul provenind din mijloacele de transport. Aceeași industrie este responsabilă și pentru poluarea cu arsen provenit din combustia cărbunelui. Oxidul de azot, alături de compușii organici volatili, este și un precursor al ozonului de la nivelul solului și a altor poluanți fotochimici.

Industria siderurgică poluează atmosfera cu pulberi si gaze, datorită impurităților existente în materia primă (minereu de fier) și datorită operațiilor tehnologice neermetice. Tehnologia din siderurgie prezintă într-o fază inițială două operații: concentrarea minereului în compuși utili (aglomerarea) și de concentrare în carbon a cărbunilor (cocsificarea). In urma acestor procese este elaborată fonta și oțelul, care apoi în turnătorii sunt transformate în diferite produse. Poluarea cu pulberi se produce la încărcarea și descărcarea benzilor care transportă minereul, ar cu gaze (SO3, CO2) în timpul expunerii la foc. Sistemele de epurare rețin pulberile, în timp ce gazele sunt evacuate în atmosferă. Cocsificarea constă în încălzirea (1000oC) în absența aerului a cărbunilor în scopul eliminării substanțelor volatile și îmbogățirii în carbon. Aceasta urmărește: mărirea puterii calorice prin creșterea conținutului în carbon (95%) și a rezistențelor mecanice, evitarea aprinderii explozive, la temperaturi scăzute, specifică compușilor volatili din cărbuni, apoi încălzirea este urmată de încărcarea în vagoane și răcirea cu apă. Pentru obținerea cocsului se folosește huilă cocsificabilă, având un conținut mare de bitum natural și compuși fuzibili, care se topesc în timpul procesului de cocsificare – constituind, de fapt, liantul ce aglutinează praful de cărbune. In procesul de elaborare a fontei, din minereul de fier, cocs și fondant la 1500oC, poluarea este mai mică, deoarece pulberile și gazele rezultate trec prin caupere pentru recuperarea căldurii, în scopul preîncălzirii aerului îmbogățit în oxigen (la 1000°C) ce se introduce în proces. Pulberile rezultate după filtrare sunt reintroduse în proces. În elaborarea oțelului, prin oxidarea impurităților din fonta topită, se produce poluarea atmosferei cu pulberi (fum roșu), CO, SO3, compuși ai fluorului, compuși ai arsenului, degajări de acroleină și fenoli etc.

Industria metalurgică poluează prin sulfuri în urma tehnologiei aplicate pentru obținerea metalului din minereu. Cele mai multe minereuri sunt supuse mai întâi operației de concentrare în componenți utili, prin îndepărtarea componenților nefolositori (sterilul). Separarea se realizează prin operațiuni mecanice, după care urmează tratarea minereului pulverizat, sub agitare continuă, cu un curent de apă, cu un ulei mai ușor decât apa și un spumant, timp în care sterilul se depune. în cazul zincului, îmbogățirea în minereu util se face prin procedee pirometalurgice (prăjire). In funcție de natura lor (oxizi, sulfuri) concentratul se supune fie unei reduceri cu carbon (pentru oxizii de fier și staniu), fie unei prăjiri oxidante (pentru sulfurile de zinc, plumb, cupru), cu aer, când metalele sunt transformate în oxizi, iar sulful în SO2. în etapele în care se folosește topirea din cadrul proceselor tehnologice, vaporii de metale formează cu aerul un aerosol ce se răspândește până la mare distanță. Unii dintre vapori au o toxicitate mare (plumbul și mercurul). După procesul de rafinare, diferiții reducători adăugați reacționează cu impuritățile. Dintre metalele neferoase cele mai toxice pentru organismele vii sunt plumbul, mercurul și arsenul.

Industria materialelor de construcții. Pentru producerea materialelor de construcții se folosesc cantități mari de roci naturale, concasate, măcinate și arse la diferite temperaturi. în cursul acestor procese se produce o cantitate mare de pulbere, de obicei netoxică. Industria cimentului reprezintă ramura cea mai poluantă. Cimentul este obținut din calcar și argilă arse la 1500 C. Materialul obținut se numește clincher de ciment, care se macină cu 3-5% ghips și eventual cu o serie de materiale refolosibile (zgură, cenușă, calcar). De-a lungul procesului tehnologic sunt emise în atmosferă mari cantități de pulberi, cu toate că fluxul tehnologic presupune și epurarea efectuată de electrofiltre. în acest sens sunt aplicate două procese tehnologice: procedeul uscat, în care materiile prime sunt deshidratate în uscătoare și măcinate în mori, și procedeul umed unde materiile prime sunt amestecate cu apă și măcinate, pe cale umedă, după care pasta este trecută în cuptoare rotative. Din punct de vedere al poluării, în procedeul uscat cantitatea de pulberi emise este cu 25-50% mai mare față de cea din procedeul umed. După cum am amintit, epurarea pulberilor se face cu electrofiltre, totuși, 0,3-0,5% din materia primă este eliminată în atmosferă, față de 10% în lipsa instalațiilor de filtrare. Procentul de pierderi este mic, dar raportat la peste jumătate de miliard de tone pe an, cât reprezintă producția mondială, cantitatea devine considerabilă. Pulberile separate în electrofiltre sunt reintroduse în ciclul de producție.

Un alt poluant rezultat din industria materialelor de construcții îl reprezintă oxidul de magneziu (magnezitul) care se obține prin arderea carbonatului de magneziu la 1600 C. Este utilizat în compoziția materialelor refractare, datorită temperaturii lui mari de topire.

Alți poluanți rezultă în urma obținerii ipsosului, varului, ceramicii și sticlei, atmosfera fiind poluată tot cu pulberi bogate în silicați și sulfați de aluminiu. Atmosfera mai poate fi poluată cu funingine și hidrocarburi rezultate în urma utilizării bitumurilor pentru hidroizolații și îmbrăcămințile rutiere. Azbestul utilizat în construcții sub formă de fibre, datorită rezistenței lui mari la temperaturi, este eliberat în atmosferă de fabricile ce produc azbest și azbociment.

Industria chimică prelucrează o gamă largă de materii prime, pornind de la minerale până la produși de sinteză: gaz metan, cărbune, petrol, gaze de sondă, produse petroliere, gaz de sinteză. Poluanții eliminați în aer și apă sunt fie cei comuni tuturor industriilor (pulberi, S02, CO), fie poluanți specifici, deosebit de toxici și corozivi, pentru care se iau măsuri de epurare obligatorii, numai că acestea nu sunt întotdeauna suficient de eficace.

Principalii poluanți provin de la fabricile producătoare de acizi, care folosesc ca materie primă mineralele ce conțin nemetalul din compoziția acidului: sulf, clor, azot, fosfor, fluor. Acizii sunt utilizați aproape în toate ramurile industriei și mai ales la obținerea îngrășămintelor. De exemplu, acidul clorhidric ca și cel sulfuric, chiar dacă se obțin prin metode diferite, produc arsuri grave lucrătorilor ce-i manipulează în diferite scopuri, cum ar fi: obținerea îngrășămintelor, fabricarea mătăsii artificiale, atelierele de încărcare a acumulatorilor (aerosolii de H2SO4), decaparea fontei, a oțelului și a altor aliaje (operația are loc la cald, cu degajare de H2 care antrenează și H2SO4), rafinarea petrolului, obținerea alcoolului din alchene. Acidul sulfuric prezintă mare aviditate fața de apă, adică scoate din substanțele organice (piele, plastic, țesături) hidrogenul și oxigenul sub formă de apă, în urma căreia produsul se îmbogățește în carbon (se carbonizează). De aceea, H2SO4 concentrat este considerat cel mai vătămător acid pentru masa vie, producând arsuri deosebit de grave. In procesul tehnologic de epurare, aerosolii ce conțin H2SO4 se filtrează prin filtre din fibre metalice și apoi se barbotează prin soluții alcaline.

Acidul azotic poluează atmosfera cu NO, NO2 și cu HNO3 sub formă de aerosoli. Aceștia odată evacuați în atmosferă, dau o culoare roșcată gazelor, numită „coadă de vulpe", specifică fabricilor de HNOx. Poluanții rezultați pot fi reținuți prin epurări cu apă, soluții alcaline de bicarbonat de amoniu, amoniac, nitrit și nitrat de calciu, hidroxid de sodiu, neavând un randament generalizabil.

Acidul fosforic se fabrică industrial din apatită cu un acid tare (H2SO4, HCl, HNO3) sau prin dizolvarea în apă a P2O3 obținut din arderea fosforului. In principal acesta este utilizat la fabricarea îngrășămintelor chimice, timp în care sunt puși în libertate HF, F2 datorită impurităților prezente în materia primă și aerosoli de H3PO4.

Acidul fluorhidric poluează atmosfera sub formă de HF și H2SiF6 chiar dacă acest amestec de gaze este barbotat prin soluții alcaline.

Acidul sulfuric provine din rafinarea și cracarea petrolului brut, ce are în compoziție sulf, chimizarea cărbunilor cu mult sulf, fabricarea cauciucului și a ebonitei, fabricarea unor uleiuri minerale, fabricarea fibrei de viscoză, rezultatul acțiunii acestuia manifestându-se prin iritații asupra mucoaselor și dereglări ale sistemului nervos.

Clorul rezultă din electroliza clorurii de sodiu prin diferite procedee: cu diafragmă și cu catod de mercur, utilizându-se la fabricarea a numeroși compuși, ei înșiși poluanți (pesticide, HCl). Este utilizat și ca dezinfectant, decolorant și reactiv în: sterilizarea apei potabile și în industriile: textilă, celulozei și hârtiei, farmaceutică. Cea mai vătămătoare poluare este produsă de clor gazos, în timpul avariilor. Gazele reziduale ce conțin clor sunt epurate la trecerea prin scrubere, cu soluție alcalină sau cu CCl4.

Principalele îngrășămintele chimice, fosfatice și azotoase folosesc ca materie primă acizii: sulfuric, fosforic, azotic și sărurile – fosfați și azotați. Poluarea produsă este cea corespunzătoare materiilor prime care au fost prezentate anterior.

Industria petrochimică produce carburanți și lubrifianți, cât și diverși compuși proveniți din petrol care la rândul lor constituie materie primă pentru alte produse industriale. In diferitele procese tehnologice au loc separări, distilări, desulfurări în urma cărora sunt eliberați următorii poluanți: hidrocarburi evaporate în timpul operațiunilor de încărcare, descărcare, transport etc; oxizi ai sulfului și H2S obținuți în procesul de desulfurare a petrolului, în operații de cracare, încălzire, combustie; mercaptani rezultați în timpul tratamentului la care este supus petrolul cu un conținut ridicat de sulf. Alți poluanți: aldehide, acizi organici, amoniac și particule solide.

Industriile petrochimică și carbochimică emit în atmosferă ca principali poluanți: hidrocarburi aromatice – benzen și derivații săi, utilizate ca solvenți, reactivi, materii prime pentru diverși produși.

Benzina este cel mai important produs al distilării, utilizat ca solvent, carburant, reactiv, materie primă pentru obținerea derivaților aromatici.

Alcoolii, esterii, cetonele, fenolii (crezoli, naftoli) provin în atmosferă de la fabricile producătoare, cât și de la cele ce-i utilizează ca materie primă pentru: fibre sintetice, industria farmaceutică, materiale de vopsitorie, coloranți.

Industria lemnului, hârtiei și celulozei. Celuloza se obține din lemn, stuf și paie, prin două procedee: bisulfitic și sulfat. În timpul proceselor tehnologice, sunt evacuate în mediu pulberi de lemn, care sunt reținute în cicloane umede și filtre. In timpul macerării se pot degaja însă mercaptani, H2S și sulfuri urât mirositoare, încercarea de epurare a acestora având o eficacitate parțială.

Industria alimentară poluează cu pulberi rezultate din măcinarea cerealelor, obținerea laptelui pulverizat, precum și cu gaze urât mirositoare rezultate din fermentațiile produselor de proveniență animală (pește, carne) și vegetală. Gazele toxice și urât mirositoare pot fi: mono, di, trimetilamină, putresceină, acroleină, cadaverină, indol, scatol, NH3, H2S, mercaptan etc. Pentru evitarea poluării se recomandă folosirea de tehnologii ermetice, iar în cazul în care au loc astfel de scăpări, se pot aplica diverse metode de distrugere a compușilor (ex. trecerea lor prin soluție de KmnO4 1% sau prin apă de clor).

Industria pielăriei cuprinde tăbăcăriile, întreprinderile de tratare aparului, pufului, unghiilor și coarnelor.

Industria zootehnică ridică probleme privind contaminarea mediului cu deșeuri animaliere, care în urma fermentației degajă mirosuri ce se răspândesc la mai mulți kilometri. Acest tip de poluare poate fi combătut prin utilizarea de soluții oxidante (KMn04, C12, 02 etc.) prin folosirea bălegarului ca îngrășământ, cu excepția celui de porci, prin introducerea lor în bataluri închise.

Surse de poluare radioactivă

Mineritul uraniului și plutoniului

Uraniul constituie materia primă pentru industria energetică nucleară. Se găsește în mai mult de 100 minereuri, în proporții mai mari de 1% și în proporții mai mici în roci ca: granit, fosfați, cărbuni etc. în scoarța terestră există un conținut mediu de uraniu de 4g la tona de rocă, în apa mărilor de 3 mg la tona de apă, în cereale (10-100 mg/tonă) etc. în asemenea condiții omul introduce zilnic în organism peste 1 μg uraniu, odată cu apa și alimentele. în regiunile cu depozite de uraniu cei mai expuși sunt minerii, care odată cu aerul inspiră radon gazos 222Rn, un descendent al uraniului.

Plutoniul se extrage de ordinul zecilor de tone pe an. S-a estimat că producția într-o singură țară ar fi suficientă pentru a distruge întreaga omenire. în urma mineritului rezultă mari cantități de apă slab radioactivă și steril radioactiv. Apele radioactive sunt contaminate printr-o autoprecipitare, cu excepția radiului, care necesită o tratare a apelor cu lapte de var. Sterilul, rezultat la îmbogățirea minereului în component util, se depozitează departe de centrele populate.

Uzinele de preparare a combustibilului nuclear. Industria nucleară comportă o serie de etape: extracția materialului fosil din minele de uraniu, prepararea „elementelor combustibile", urmată de păstrarea într-un reactor de putere și retratarea lor într-o uzină specializată. Pentru fiecare tonă de combustibil nuclear rezultă 400 m3 de ape reziduale cu activitate de câțiva microcurie/m3.

Experiențele nucleare. în urma tratatului semnat în anul 1962 se interzic experiențele nucleare în atmosferă, datorită existenței în aer a produșilor de fisiune (aprox. 170 megatone, echivalentul a 8500 de bombe tip Hiroshima), fapt de care nu s-a ținut cont în istoria umanității.

Produșii radioactivi rezultați în urma acestor experiențe revin prin sedimentare la suprafața continentelor și oceanelor. Totodată, și precipitațiile aduc la suprafața Terrei deșeuri radioactive dispersate în atmosferă, toate acestea pătrunzând în lanțurile trofice.

Avariile și accidentele sunt rezultatul neglijenței în fluxurile tehnologice nucleare, care pot produce contaminări grave asupra omenirii.

Riscul de producere a acestor accidente în industria nucleară a crescut și datorită învechirii instalațiilor. De exemplu, singurul accident de proporții survenit la un reactor electric nuclear a fost cel de la Cernobîl (1986). În incendiul care a durat câteva zile au ars 250 t de grafit, adică 10% din cantitatea totală. Totodată, au fost eliberate în medie 3,5% din. radioactivitatea conținută, respectiv 50 milioane de Ci. Cu toate aceste impedimente, se estimează că baza energetică a mileniului III va fi energia nucleară care se va obține în instalații mai puțin poluante față de reactoarele cu fisiune nucleară.

Surse de poluare sonoră

Poluarea sonoră reprezintă expunerea oamenilor sau a animalelor la sunete ale căror intensități sunt stresante sau care afectează sistemul auditiv. Deși unele sunete puternice fac parte din natură, în ultimele două secole zonele urbane și industriale au devenit extrem de zgomotoase.

Undele mecanice sub formă de trepidații, sunete, infrasunete, ultrasunete poluează mediul prin efectele lor psihologice epuizante pe care ie creează omului.

Intensitatea sunetelor se măsoară în decibeli. Decibelul este unitatea de măsură a nivelului de presiune acustică.

Zgomotul, din punct de vedere fizic este compus din mai multe sunete suprapuse a căror frecvență se află în diferite raporturi. Trepidațiile produse de marile unități de forță sau de vehiculele grele sunt supărătoare pentru oameni, introduc erori în funcționarea aparatelor de măsură și amenință securitatea construcțiilor. Sunetele se caracterizează prin: intensitate, durată și frecvență. In cazul în care acestea depășesc normalitatea devin nocive pentru sănătatea umană.

Cea mai mare parte din poluarea fonică provine de la automobile – 84%), trenuri (4%) și avioane. Echipamentele de construcție și mașinile din fabrici produc sunete care pot fi asurzitoare (7%). Unele aparate casnice, instrumente muzicale și jucării pot fi la fel de zgomotoase ca și pocnitorile și armele de foc. în marile metropole, zgomotul s-a dublat în ultimii zece ani, în perspectivă liniștea se va considera un articol, de lux. De o deosebită importanță este problema traficului aerian, ce se află într-o continuă dezvoltare. în special avioanele supersonice stârnesc numeroase proteste, datorită poluării sonore produse mai ales de boom-ul lor caracteristic.

În țările din [NUME_REDACTAT] s-a stabilit valoarea de 50 dB/zi pentru zgomotul din orașe. Astfel, s-a creat o rețea de „experți în zgomot" a căror misiune e să acorde asistență pentru dezvoltarea unei „[NUME_REDACTAT] a zgomotului”.

Zgomotul produce asupra omului o serie de efecte, atât fiziologice cât și psihologice. In funcție de tăria zgomotului există mai multe categorii de efecte dăunătoare. Principalele reacții majore la nivel de zgomot sunt: apariția unor afecțiuni ale urechii, afecțiuni psihice, reducerea eficienței muncii, reducerea posibilităților de comunicare. Se apreciază că zgomotele până la 30 dB nu afectează sănătatea și odihna. În intervalul 30-65 dB sunt cuprinse zgomotele obișnuite ale activității cotidiene care sunt supărătoare pentru odihnă. Zgomotele care au intensitatea sonoră între 65-90 dB sunt în general produse de traficul rutier și de industrie. Pe termen lung afectează starea de sănătate, producând tulburări psihice și fiziologice. Zgomotele puternice de peste 90 dB pot cauza leziuni ale urechii interne care conduc la surditate. Normele internaționale și standardele prevăd că spectrul de zgomot la evacuare se obține cu fonometrul plasat la nivelul capătului țevii de eșapament, la distanța de 1 m perpendicular pe direcția de ieșire a gazelor. Cercetările efectuate la nivelul [NUME_REDACTAT] au ajuns ia concluzia că circa 25% din populație este afectată de zgomotele civilizației. Din analizele rezultate s-a constatat că sursele de zgomot cele mai nocive provin de la traficul rutier): autocamioane, autobuze, motociclete și autoturisme sport.

Clasificarea surselor de poluare după formă

• Surse punctuale: jeturile de gaze sunt eliminate în atmosfera
liberă printr-un sistem de dirijare (conductă, coș), cu o secțiune de
evacuare a cărei dimensiuni sunt neglijabile în raport cu dimensiunile
topografice ale locului;

surse liniare: caracterizate printr-o mărime în planul orizontal, a cărei dimensiune nu poate fi neglijată în raport cu dimensiunile topografice ale locului (de exemplu o arteră de trafic auto intens);

surse de suprafață: caracterizate prin arii ale căror dimensiuni nu pot fi neglijate în comparație cu dimensiunile topografice ale zonei (de ex. un cartier privit la scara orașului, un oraș privit la scara unei zone mai largi);

surse de volum: caracterizate prin emisii în cele trei direcții, care nu pot fi neglijate în raport cu dimensiunile volumului poluant (volume mari de aer în atmosferă purtătoare de poluanți).

Clasificarea surselor de poluare după înălțime

In funcție de înălțimea de la sol, la care se efectuează eliminarea de noxe în atmosferă, sursele de poluare se pot clasifica în:

surse la sol;

surse joase h<50 m;

surse medii 50 m< h <150 m;

surse înalte h>150 m.

Clasificarea surselor de poluare după mobilitate

Sursele de poluare a aerului pot fi clasificate în surse staționare și surse mobile.

• Sursele staționare cuprind procesele de combustie și procesele industriale diverse. Procesele de combustie – arderea combustibilului pentru obținerea de energie – sunt folosite în scopuri industriale (centrale electrice etc.) pentru realizarea energiei electrice necesare încălzirii sau pentru incinerarea reziduurilor.

Produșii de petrol reprezintă de asemenea combustibili frecvent întâlniți în procesele de combustie din sursele staționare. Principalii poluanți emiși în atmosferă sunt oxizii de azot, oxizii de carbon, dioxidul sulf (datorați sulfului din petrol), hidrocarburi printre care și hidrocarburile policiclice aromatice (benzopiren), precum și suspensii conținând carbon și cenușă bogată în sulfați, precum și seleniul și vanadiul.

• Sursele mobile sunt reprezentate de transporturile auto, gazele de eșapament constituind pentru anumite țări sau localități principalele surse de poluare. Astfel în S.U.A 60% din totalul emisiilor poluante provin de la autovehicule, iar în unele localități se ajunge până la 90%.

Emisiile de poluanți ale autovehiculelor prezintă două particularități: în primul rând eliminarea se face foarte aproape de sol, fapt care duce la realizarea unor concentrații ridicate la înălțimi foarte mici, chiar pentru gazele cu densitate mică și mare capacitate de difuziune în atmosferă. În al doilea rând emisiile se fac pe întreaga suprafață a localității, diferențele de concentrații depinzând de intensitatea traficului și posibilitatea de ventilație a străzii. Volumul, natura și concentrația poluanților emiși depind de tipul de autovehicul, de natura combustibilului și de condițiile tehnice de funcționare. Indiferent de tipul de motor, autovehiculele poluează atmosfera cu: CO, NOx, hidrocarburi nearse (HC), SO2, aldehide, plumb, azbest, CO2, funingine etc. Valorile limită stabilite de O.M.S. pentru principalii poluanți sunt redate în tabelul 1.2.

Tabel 1.2 Limitele O.M.S.

Gazele de eșapament reprezintă cea mai importantă sursă de monoxid de carbon în poluarea generală a atmosferei (60%). Studiile au determinat că 80% din cantitatea de CO este produsă în primele două minute de funcționare a motorului și reprezintă 11% din totalul gazelor de eșapament. Astfel, cu cât crește raportul aer/carburant (A/C), cu atât arderea este mai completă și conținutul în CO mai scăzut.

Concentrația hidrocarburilor nearse scade odată cu mărirea raportului A/C până la valoarea lui stoechiometrică. De exemplu, pentru o benzină standard, cantitatea stoechiometrică de aer corespunde la A/C ~ 14,5. La un volum mare de aer A/C crește, temperatura sistemului scade, combustia devine incompletă deși oxigenul este suficient și astfel rămân hidrocarburi nearse în gazele de eșapament. Acestea pot fi de tipul: parafine, olefine, aromatice și acetilenice.

Se pot deduce următoarele concluzii comparative:

la raporturi mici A/C, emisia de CO și HC este mai mare datorită unor arderi incomplete (oxigen insuficient), iar cea de NOx este mică, datorită temperaturii scăzute;

amestecul stoechiometric (A/C=14,5) formează cantitățile cele mai mari de NOx și cantitățile minime de CO și HC;

soluția aparentă a unei arderi nepoluante, implică dificultăți în construcția motoarelor și mai ales la aprindere.

Un alt poluant este reprezentat de tetraetilul de plumb (Pb(C2H5)4) care se adaugă în benzină pentru a mări cifra octanică (antidetonant).

Creșterea numărului de vehicule impune o intensificare a studiilor legate de depoluarea gazelor de eșapament, astfel încât să poată fi respectate normele ce devin din ce în ce mai severe impuse de [NUME_REDACTAT], care propune reducerea emisiilor în gazele de eșapament; CO cu 75%, NOx cu 50%, HC cu 70% și a particulelor cu 40%.

O nouă metodă mai puțin poluantă o reprezintă utilizarea energiei de substituție, care cuprinde:

– gaz lichefiat de petrol (GPL) alcătuit din propan și butan, cu un indice octanic minim de 89, fiind mai bogat în H și mai sărac în C decât carburanții tradiționali;

– gaz lichefiat natural (GNL) alcătuit din CH4 cu indicele de octan de 130 și care nu are în compoziție S. Gazele de eșapament rezultate, față de cele din benzină, conțin mai puțin cu 60% CO, cu 28% CO2 și cu 55% HC + NOx.

Motorul electric reprezintă o perspectivă demnă de luat în seamă, mai ales pentru construcțiile care permit selectarea diferitelor moduri de funcționare, cum ar fi electric, termic etc.

Poluarea produsă de avioane prezintă caracteristici specifice combustiei și extinderii zborului în stratosfera. Agenții poluanți accentuează poluarea deoarece aerul este mai rarefiat în stratosfera decât în troposferă, ceea ce face ca aceștia să aibă un timp lung de acțiune. Avioanele poluează aerul mai puțin decât alte mijloace de transport, datorită utilizării de turbine cu gaz și a unui combustibil înalt rafinat. Vapoarele folosesc motoare cu ardere internă și deci produc o poluare specific acestora, prezentată anterior. Locomotivele utilizează motoarele Diesel electrice care emit cei mai puțini poluanți dintre toate vehiculele.

Clasificarea surselor de poluare după regimul de funcționar:

surse continue: caracterizate prin funcționarea continuă, cu emisie constantă pe perioade medii sau lungi de timp (zile, luni, ani);

surse intermitente caracterizate prin funcționarea cu întreruperi semnificative ca durată (ore, zile, luni) în perioada de funcționare având emisie constantă sau funcționare cu emisie variabilă;

surse instantanee: emisia are loc într-un interval de timp scurt (de regulă de ordinul minutelor) după care emisia încetează (în această categorie se înscriu accidentele industriale, exploziile, etc.)

Modelarea matematică a dispersiei poluanților în atmosferă se face în funcție de formă, mobilitatea, înălțimea și regimul de funcționare a surselor. Sursele intermitente cu funcționare uniformă se consideră surse continue pentru intervalul de funcționare.

Clasificarea surselor de poluare după tipul de activitate

Această clasificare este importantă pentru cunoașterea poluanților caracteristici fiecărei activități. În lipsa măsurătorilor de emisii – situația cea mai des întâlnită – pentru determinarea debitelor masice de poluanți evacuați in atmosfera se utilizează așa-numiții factori de emisie (sau emisii specifice) stabiliți prin calcule de bilanț tehnologic. În acest sens, principalele tipuri de activități producătoare de agenți poluanți și poluanți lor caracteristici sunt:

arderea combustibililor fosili (cărbune, produse petroliere, gaze naturale), în surse fixe: CO2, CO, SOx, NOx, pulberi, compuși organici volatili (COV);

traficul: CO2, CO, NOx, pulberi, COV, Pb (în cazul folosirii benzinei aditivate cu tetraetil de plumb), SOx(în cazul folosirii motorinei);

petrochimie: COV, SOx, CO2, CO, NOx;

chimia anorganică si organică: gamă foarte largă de poluanți, specifici fiecărui profil de producție;

metalurgia primară feroasă (pulberi cu conținut de fier, SOx, NOx, COV) și neferoasă (pulberi cu conținut de metale grele: Pb, Cd, Zn, As, SOx, NOx);

industria materialelor de construcții: CO, C02, NOx, SOx, F (industria sticlei);

producerea si utilizarea substanțelor reducătoare ale stratului de ozon: clorofluorocarburi, halogeni, tetraclorura de carbon, metil-cloroform, etc.

extracția, transportul si distribuția petrolului, produselor petroliere și ale gazelor naturale : hidrocarburi;

agricultura: pulberi, NH3, NOx, CH4, pesticide, mirosuri, etc.

Aerul atmosferic este unul din factorii de mediu greu de controlat, deoarece poluanții odată ajunși în atmosferă se disipează rapid și nu mai pot fi practic captați pentru a fi epurați-tratați. De aceea, este foarte important ca poluanții să fie captați și tratați la sol, bineînțeles, în afară de cazul când există posibilitatea înlocuirii lor cu alții mai puțin sau deloc nocivi.

Tipuri de poluanți ai atmosferei și efectele acestora

Elementul gazos reprezentat de atmosfera terestră, constituie unul dintre factorii esențiali ai existenței vieții pe Pământ. Dintre componenții aerului, oxigenul este indispensabil respirației vegetale și animale, fenomenul de oxidare reprezentând principala sursă de energie în procesele vitale. Dioxidul de carbon din aer intervine în asimilația clorofiliană, iar azotul atmosferic reprezintă una din verigile circuitului azotului în natură.

Poluarea atmosferei se poate defini ca prezența în atmosferă a unor substanțe care în funcție de natură, concentrație și timp de acțiune afectează sănătatea, generează disconfort și/sau alterează mediul. Din definiție reiese că se au în vedere atât unii dintre constituenții normali ai aerului care pot fi considerați poluanți în cazul în care se găsesc în alte concentrații decât cele normale, cât și alte substanțe în afara constituenților normali ai aerului.

Acțiunea factorilor de mediu asupra organismului uman și sănătății populației poate îmbrăca mai multe forme. Astfel niveluri foarte ridicate sau de mare intensitate dau naștere la acțiune acută sau imediată în care reacțiile organismului apar rapid.

Cel mai frecvent acțiunea factorilor de mediu se desfășoară la niveluri de intensitate redusă, ceea ce determină o acțiune cronică sau de lungă durată, ce necesită perioade lungi de timp pentru a produce în starea de sănătate modificări decelabile și uneori poate scăpa și vigilenței cadrelor cu atribuții în domeniu.

Acțiunea factorilor de mediu poate să se exercite nu numai asupra populației expuse, ci și asupra descendenților acesteia determinând fie mutații ereditare transmisibile, fie malformații congenitale.

În cursul unui act respirator, omul în repaus trece prin plămâni o cantitate de 500 cm3 de aer, volum care crește mult în cazul efectuării unui efort fizic, fiind direct proporțional cu acest efort. În 24 ore, în medie, omul respiră circa 15-25 m3 de aer. Luând comparativ cu consumul de alimente și apă, în timp de 24 ore, omul inhalează în medie 15 kg de aer în timp ce consumul de apă nu depășește de obicei 2,5 kg, iar cel de alimente 1,5 kg. Rezultă din aceste date importanța pentru sănătate a compoziției aerului atmosferic, la care se adaugă și faptul că bariera pulmonară reține numai în mică măsură substanțele pătrunse până la nivelul alveolei, odată cu aerul inspirat.

Aerul influențează sănătatea atât prin compoziția sa chimică, cât și prin proprietățile sale fizice (temperatură, umiditate, curent de aer, radiații, presiune).

Efectele directe sunt reprezentate de modificările care apar în starea de sănătate a populației ca urmare a expunerii la agenți poluanți. Aceste modificări se pot traduce în ordinea gravității prin: creșterea mortalității, creșterea morbidității, apariția unor simptome sau modificării fiziopatologice, apariția unor modificări fiziologice directe și/sau încărcarea organismului cu agentul sau agenții poluanți.

Efectele de lungă durată sunt caracterizate prin apariția unor fenomene patologice în urma expunerii prelungite la poluanții atmosferici. Aceste efecte pot fi rezultatul acumulării poluanților în organism, în situația poluanților cumulativi (Pb, F etc.), până când încărcarea atinge pragul toxic. De asemenea modificările patologice pot fi determinate de impactul repetat al agentului nociv asupra anumitor organe sau sisteme. Efectele de lungă durată apar după intervale lungi de timp de expunere care pot fi de ani sau chiar de zeci de ani. Manifestările patologice pot îmbrăca aspecte specifice poluanților (intoxicații cronice, fenomene alergice, efecte carcinogene, mutagene și teratogene) sau pot fi caracterizate prin apariția unor îmbolnăviri cu etiologie multiplă, în care poluanții să reprezinte unul dintre agenții etiologici determinanți sau agravanți (boli respiratorii acute sau cronice, anemii etc.)

Dintre principalii poluanți atmosferici cu efecte negative asupra sănătății omului enumerăm:

Poluanții iritanți realizează efecte iritative asupra mucoasei ocular. și îndeosebi asupra aparatului respirator. In această grupă intră pulberi netoxice, precum și o sumă de gaze și vapori ca: dioxidul de sulf, dioxidul de azot, ozonul și substanțele oxidante, clorul, amoniacul etc. Poluare iritantă constituie cea mai răspândită dintre tipurile de poluare, rezultând în primul rând din procesele de ardere a combustibililor, dar și din celelalte surse de poluări.

Poluanții fibrozanți produc modificări fibroase la nivelul aparatului respirator. Printre cei mai răspândiți sunt dioxidul,de siliciu, azbestul, și oxizii de fier, la care se adaugă compușii de cobalt, bariu etc. Sunt mult mai agresivi în mediul industrial unde determină îmbolnăviri specifice care sunt excepționale în condiții de poluare a aerului. Totuși poluarea intensă cu pulberi poate duce la modificări fibroase pulmonare.

Poluanții toxici asfixianți sunt cei care împiedică asigurarea cu oxigen a țesuturilor organismului. Dintre poluanții atmosferici cu efect asfixiant cel mai important este oxidul de carbon, care formează cu hemoglobina un compus relativ stabil (carboxihemoglobina) și împiedică astfel oxigenarea sângelui și transportul de oxigen către țesuturi. În funcție de concentrația din aer și timpul de expunere se realizează o anumită proporție de carboxibemoglobină care depășește 60% din hemoglobina totală. Intoxicația acută este relativ rară, apărând practic numai în spații închise în prezența unor surse importante de CO (în încăperi în care sistemele de încălzit funcționează defectuos, garaje, pasajele subterane pentru autovehicule etc.).

Poluanții toxici sistemici de tipul metalelor grele își exercită acțiunea asupra diferitelor organe și sisteme ale organismului uman, efectul fiind specific substanței în cauză. Răspândirea lor în mediu este din ce în ce mai mare și foarte important este faptul că se cumulează în mediu și organismul uman cu posibilitatea de a produce în mod insidios alterări patologice grave.

Poluanții alergenici din atmosferă sunt cunoscuți de multă vreme, îndeosebi este cazul poluanților naturali (polen, fungi, insecte) precum și a prafului din casă, responsabili de un număr foarte mare de alergii respiratorii sau cutanate. Pe lângă acestea se adaugă poluanții proveniți din surse artificiale – în special industriale – care pot emite în atmosferă o sumă ce alergeni compleți sau incompleți. Pe primul loc din acest punct de vedere, se găsește industria chimică (industria maselor plastice, industria farmaceutică, fabricile de insecticide etc.) Sunt semnalate și situații ca apariția unor fenomene alergice în masă, ca cel de la [NUME_REDACTAT] din 1958 in care alergenul a fost identificat în praful provenit de la deșeuri industriale depuse în halde.

Poluanți cancerigeni. Există foarte multe dificultăți în estimarea rolului poluanților atmosferici ca factori etiologici ai cancerului. Totuși creșterea frecvenței cancerului îndeosebi în mediul urban, a impus luarea în considerare și a poluanților atmosferici ca agenți cauzali posibili, cu atât mai mult cu cât în zonele poluate au fost identificate în aer substanțe cert carcinogene. Putem clasifica substanțele carcinogene prezente în aer în substanțe organice și substanțe anorganice. Acestea prezintă un mecanism de acțiune insuficient descifrat. Există însă suficiente elemente de certitudine pentru unii dintre ei pentru a-i considera substanțe cu pericol nare pentru sănătate, substanțe fără prag (care în orice cantitate sunt pericol cancerigen). In cazul poluării aerului, aparatul respirator este primul (dar nu singurul) care este afectat.

Dintre poluanții organici cancerigeni din aer, cei mai răspândiți sunt hidrocarburile policiclice aromatice ca benzopiren, benzotracen, benzofluoranten etc. Cei mai răspândit este benzopirenul, provenind din procese de combustie atât fixe cât și mobile. Acesta ia naștere în timpul arderii, se volatilizează la temperatura ridicată și condensează rapid pe elementele în suspensie. Efecte cancerigene se atribuie și insecticidelor organoclorurate precum și unor monomeri folosiți la fabricarea maselor plastice.

Mai sunt incriminați ca agenți cancerigeni dibenzacridina, epoxizii, precum și nitrosaminele, în aer putând fi prezenți precursorii acestora: nitriții și aminele secundare).

Dintre poluanții cancerigeni anorganici menționăm azbestul, arsenul, cromul, cobaltul, beriliul, nichelul și seleniul. Mai frecvent întâlnită în mediul industrial, prezența lor în aer a fost semnalată și în zonele din apropierea industriilor.

Un aspect deosebit îl prezintă azbestul, mai periculos decât se presupunea cu câțiva ani în urmă și a cărui prezență a fost demonstrată atât în atmosfera urbană cât și în plămânii (corpi azbestici pulmonari) unui procent apreciabil din populația urbană neexpusă profesional.

[NUME_REDACTAT] poate influența sănătatea prin scăderea concentrației lui în aer și prin scăderea presiunii atmosferice, efectul fiind determinat de scăderea presiunii parțiale la nivelul alveolei pulmonare, alterarea schimbului de gaze (O2 și CO2) și a procesului de oxigenare a sângelui. Fenomenele care apar sunt fenomene de hipoxie sau anoxie, gravitatea lor fiind dependentă de gradul de scădere a presiunii parțiale.

[NUME_REDACTAT] (O3) este o formă alotropică a oxigenului, cu molecula formată din trei atomi. Apar două forme de ozon: stratosferic – formează un ecran împotriva radiațiilor UV și face posibilă viața pe Pământ, și troposferic – gaz format din substanțe poluante emise de autovehicule. Ozonul este oxidant puternic, are miros caracteristic de usturoi, este foarte toxic și are culoare albăstruie.

Pe cale naturală se formează în atmosferă în urma descărcărilor electrice și sub acțiunea razelor solare. Pe cale artificială tot în atmosferă rezultă în urma reacțiilor unor substanțe nocive provenite din surse de poluare terestre, provenind în cea mai mare parte de la autovehicule: oxizii de azot (NOx) în principal dioxidul de azot (NO2), și compușii organici volatili (COV). Într-o măsură mult mai mică, la formarea ozonului contribuie și mono-xidul de carbon (CO) și oxidul de azot (NO). Formarea ozonului este ajutată de razele solare care favorizează desfășurarea reacțiilor chimice.

Din punct de vedere chimic, au loc următoarele reacții:

a) disocierea fotochimică a moleculei de oxigen:

O2 → O2 (λ < 240nm)

b) reacția oxigenului atomic cu cel molecular în prezența celui deal treilea partener (M), reacție în urma căreia se formează molecula de ozon (03)

O3 → O2 + O ( λ < 320 nm)

O2 + O + M → O3 + M* + Q

Filtrează radiația periculoasă (UV) și căldura din stratosfera. Acest ciclu se repetă de nenumărate ori, dar se poate opri când O3 și O reacționează, formându-se O2, stabilindu-se astfel o concentrație de ozon de echilibru.

S-a suspectat de mult că stabilitatea ozonului stratosferic poate scădea datorită unor reacții chimice catalitice:

X + O3 → XO + O2

XO + O →X + O2

O3 + O → 2O2

Ozonul este un oxidant puternic care poate reacționa cu orice clasă de substanțe biologice. In general ozonul își exercită acțiunea prin două mecanisme:

– oxidarea grupurilor sulfhidric și aminoacizi ai enzimelor, co-enzimelor, proteinelor și peptidelor;

– oxidarea acizilor grași, polinesaturați, la acizi grași peroxidici.

Ozonul este un constituent normal al atmosferei, de aceea se întâlnește la toate altitudinile și latitudinile, în concentrații diferite. Cea mai mare concentrație, așa cum este și normal, există în zona de formare, ozonosfera, situată la 30 km altitudine în regiunile ecuatoriale, și la 18 km la nivelul polilor. Stratul de ozon oprește cea mai mare parte a radiațiilor ultraviolete de mică lungime de undă, deosebit de distructive asupra ființelor vii. Joacă un rol decisiv în evoluția biosferei, întrucât funcția sa protectoare a permis, de fapt, popularea Terrei cu ființe vii. O acțiune absorbantă asupra radiațiilor U.V. o are și NO2.

Formarea și distrugerea ozonului depind de emisiile și concentrația unor poluanți, care mai sunt numiți și „precursori” – în principal compuși organici volatili, oxizi de azot și monoxid de carbon – precum și de cantitatea și intensitatea luminii solare.

Expunerea ecosistemelor și a culturilor agricole la ozon are drept efect afectarea vizibilă a frunzelor și diminuarea recoltei și a cantității de semințe produse. Efectele nefaste asupra vegetației se pot observa la concentrații relativ reduse de ozon. Ozonul este principalul component al smogului din timpul verii, și poate cauza probleme grave de sănătate, poate afecta ecosistemele, culturile și produsele agricole. Smogul se formează atunci când anumiți poluanți din aer emiși de unitățile industriale și mijloacele de transport intră în reacție cu razele solare. Nivelul de ozon tinde să fie mai ridicat atunci când vremea este caldă și însorită și este în general mai mare în sudul Europei față de Nord.

Chimia stratosferei este foarte complicată și se presupune că peste 80 de specii sunt implicate în reacții cu ozon, cum ar fi: NO, NO2, Cl, ClO.

Distrugerea O3 este urmată de căderea pe sol a unor ploi acide, ce produc vegetației cloroze și numeroase distrugeri, printre care coroziunea bunurilor materiale.

În distrugerea stratului de ozon, un rol deosebit de important îl au freonii sau clorofluorocarbonii, derivați halogenați ai hidrocarburilor saturate. Cei mai utilizați sunt: CFC13 (R11) și CC12F2 (R12). Sunt folosiți ca propulsanți pentru producerea aerosolilor, în preparatele cosmetice sau farmaceutice și ca agenți frigorifici.

Freonii nu sunt toxici, nu sunt inflamabili, sunt gaze chimice inerte, fără probleme pentru troposferă. Moleculele de freoni trec prin difuziune în stratosfera unde sunt supuse fotolizei cu formare de atomi de clor, care catalizează procesul de distrugere a moleculelor de ozon:

CF2Cl2 → CF2C1 + [NUME_REDACTAT] + O3 → ClO + O2

ClO + O → Cl + Q2

O3 + O → 2O2

Freonii cei mai clorurați au potențial de distrugere ai ozonului și potențialul de încălzire al atmosferei.

Pentru evitarea distrugerii stratului de ozon s-a limitat utilizarea C.F.C. la 2,6% la nivelul utilizat în anul 1989, ceea ce s-a și realizat începând cu anul 1995.

Se impune accelerarea cercetărilor în vederea fabricării de freoni ecologici (de exemplu R134a, respectiv C2H4F4); un interes deosebit îl prezintă chiar reutilizarea amoniacului.

Contrar acțiunii freonilor, anumiți poluanți gazoși a căror concentrație crește continuu în atmosferă, protejează ozonul fie prin scăderea temperaturii din stratosfera, fie prin reacția cu clorul activ (cazul CH4). Unele plante sunt foarte sensibile la acțiunea agenților oxidanți, în general, putând fi folosite ca indicatori biologici ca, de exemplu, tutunul pentru ozon.

Derivați ai carbonului

Dintre gaze, compușii carbonului ocupă primul loc din punct de vedere cantitativ.

Poluanții cei mai frecvenți sunt: monoxidul de carbon (CO), dioxidul de carbon (CO2), hidrocarburile (R-H) și alți compuși organici.

Monoxidul de carbon

Este cel mai răspândit poluant al aerului, emisiile sale depășind suma emisiilor tuturor celorlalți poluanți. Este un gaz incolor, cu densitate mai mică decât a aerului. Este puțin solubil în apă: 3,54% la 0°C și 2,14% în volume la 25°C. Din punct de vedere chimic la temperatura obișnuită este un gaz foarte puțin reactiv. În condițiile atmosferice normale, monoxidul de carbon nu reacționează nici cu oxigenul, apa, ozonul, sau cu dioxidul de azot.

Monoxidul de carbon poate lua naștere în atmosferă în timpul descărcărilor electrice și a fost identificat în gazele emanate de vulcani, dar sursele naturale nu contribuie la poluarea atmosferei. De asemenea poate proveni din oxidarea metanului natural, oxidarea hidrocarburilor C5…C10. Nivelurile de fond la care se adaugă probabil și monoxidul de carbon rezultat din surse tehnologice sunt foarte mici. Se poate forma, ocazional, și la anumite locuri de muncă:

– sudura metalelor prin procedeul oxiacetilenic, explozia amestecului de gaze din minele insuficient ventilate, amestec numit „gaz grizu";

descompunerea la cald a multor substanțe organice, ca atare sau în prezență de H2SO4, sau încălzite într-un spațiu limitat;

arderea incompletă a oricărei varietăți de combustibil, în instalații cu funcționare defectuoasă;

în timpul incendiilor.

Principala sursă de poluare o constituie transporturile și, în special, autovehiculele.

Ca sursă de CO trebuie menționat și fumatul, fumul de țigară putând conține până 4% CO, realizând în aerul din plămâni în momentul inhalării fumului concentrații între 200-800 ppm CO.

Dioxidul de carbon

Se întâlnește în atmosferă în proporție de 0,03%. Este un gaz incolor, inodor, insipid, cu densitate mai mare decât aerul (ρCO2=1,96 kg/Nm3), de aceea se produc asfixii pe fundul puțurilor și grotelor din zonele calcaroase.

Efectul poluant al creșterii concentrației CO2 peste cea naturală este manifestat în efectul de seră. Efectul de seră rezultă din echilibrul adsorbție-emisie, între Pământ și CO2 plus vaporii de apă, a radiației I.R. (calorice), ce are ca rezultat încălzirea troposferei, față de echilibrul ipotetic, radiativ, direct, Pământ – Soare. Experimental s-a constatat că scoarța terestră emite de trei ori mai mult decât influxul direct de radiație solară. Surplusul se datorează re-emisiei radiației, reflectate de CO2 și vaporii de apă. Climatologii consideră că o asemenea schimbare prin intensificarea efectului de seră va conduce la creșterea medie a temperaturii suprafeței Terrei cu 2-3oC. Aceasta va fi mai ridicată la latitudini mari ceea ce va altera regimul de precipitații.

Totuși, influența vaporilor de apă asupra accentuării efectului de seră este puțin însemnată, deoarece echilibrul natural, vapori de apă ↔ apă condensată este reglat de temperatură.

CO2 absoarbe puternic radiația de lungime de undă de 15 μm, iar concentrația sa în atmosferă crește continuu.

Dioxidul de carbon poate proveni din oxidarea CO natural, arderea pădurilor și respirația plantelor. Se estimează că nivelul global de CO2 se va dubla până în anul 2025. Concentrația CO2 crește cu 1 ppm anual, iar a CH4 cu 0,07 ppm.

Sursele antropogene ale dioxidului de carbon sunt: arderea completă a lemnului, cărbuni, gaz, ulei, descompunerea carbonarului de calciu. Nu produce tulburări manifestate decât în situațiile în care este împiedicată trecerea gazului din sângele venos în alveola pulmonară și eliminarea lui prin aerul expirat. De fapt fenomenele toxice apar în momentul în care presiunea parțială a CO2 din aer crește atât de mult încât împiedică eliminarea acestuia prin catabolism. Inițial apare o creștere a CO2 din sânge, mai puțin datorită pătrunderii lui din aerul exterior, cât datorită autointoxicării organismului. Pe măsură ce crește concentrația în aerul atmosferic intervine și solubilizarea lui în plasma sanguină datorită presiunii parțiale crescute; la autointoxicare se asociază intoxicația exogenă.

Primele tulburări apar în jurul concentrației de 3%, manifestate prin accelerarea respirației, apare apoi cianoza urmată de tulburări respiratorii și circulatorii, însoțite de fenomene legate de echilibrul acido-bazic.

Temă: Pezentați pe larg efectul de seră.

[NUME_REDACTAT] pot proveni din descompunerile biologice aerobe. În atmosferă hidrocarburile pătrund ca substanțe volatile prin evaporarea reduselor petroliere sau ca rezultat al arderilor industriale. Contribuie nemijlocit la apariția smogului.

Provin de asemenea din instalațiile de extracție și prelucrare și rafinare a petrolului și a transportului auto, din degajările mlaștinilor și orezării.

În urma combustiei tuturor combustibililor se obțin, alături de gaze de ardere, și hidrocarburi nesaturate (ce se polimerizează), ca și hidrocarburi policiclice aromatice (H.P.A.), verificate ca fiind cancerigene; acestea se găsesc mai ales în gudroane și funingine.

Hidrocarburile aromatice policiclice sunt chimicale formate din două sau mai multe cicluri benzenice condensate, a căror proprietăți fizice și chimice diferă în funcție de numărul ciclurilor condensate. În mediu sunt prezente atât în stare gazoasă, cât și sub formă de particule. Există diferite clasificări ale H.P.A., dar USEPA consideră 16 compuși ca fiind poluanți prioritari și al căror control în mediu se impune cu necesitate, datorită în primul rând potențialului lor cancerigen. Dintre aceștia amintim: naftalina, acenaftena, acenaftilena, antracen, fluoren, fenantren, florantren, piren, benzo[a]antracen, crinzen, benzo [b]fluorantren, benzo[k]fluorantren, benzo[a]piren, dibenzo [ah]antracen, indenol[l,2,3-cd]piren, benzo[ghi]perilen.

Proprietățile semivolatile ale HAP permit transportul lor pe distanțe lungi și în toate mediile. Autoritățile americane au recomandat în anul 1999 ca pentru calitatea aerului, legat de acești contaminanți, să se ia ca indicator benzo[a]pirenul (BaP) și totalul celor 16 HAP menționate mai sus.

Sursele importante pentru producția mondială de HAP le constituie termocentralele, cu 260x103t/an (51%), producătorii industriali, cu 105×103 t/an (20%), focul deschis: 135xl03t/an (28%), vehicule de transport, cu 4,5xl03 t/an (0.9%).

Hidrocarburile policiclice aromatice sunt cele mai toxice hidrocarburi. Cel mai toxic dintre ele este 3,4-benzpirenul și, alături de el, dimetilbenzantracen, dibenzantracen, benzofenantren, benzopiren.

În atmosfera urbană, concentrația de H.P.A. este de 0,006 ppm.

Hidrocarburile aromatice polinucleare sunt frecvent absorbite pe praful atmosferic.

Hidrocarburile nu au efect toxic imediat dar este posibil să contribuie la efectele cumulative pe termen lung (persistă în atmosferă aproximativ 15 ani).

Benzenul și omologii săi (toluen, xilen, trimetil benzen) produc intoxicații numite benzenism. Intoxicațiile se pot constata la locurile de muncă, unde sunt întrebuințați ca dizolvanți ai cauciucului, în industria adezivilor, vopselelor, anvelopelor, a obiectelor de îmbrăcăminte și încălțăminte impermeabilă, ca degresanți, în sinteza coloranților.

Fenolul are formula moleculară QHsOH și este o substanță solidă, cu miros caracteristic, puțin solubil în apă, dar solubil în alcool și eter. Poluează aerul atmosferic datorită utilizării în cantități mari în industrie, la obținerea fenoplastelor (prin condensare cu aldehida formică), a policaprolactamei, a coloranților și a unor medicamente (acid acetil salicilic).

Aldehidele sunt compuși toxici și iritanți, eliminați în atmosferă de rafinăriile de petrol, de incinerările de deșeuri; cea mai importantă sursă o constituie combustia în motoarele autovehiculelor. Nu este de ignorat existența sa în fumul de țigară. Aerul orașelor industriale și cu trafic intens de autovehicule conține 1 mg/m3, echivalent în formaldehidă. La ora actuală se urmărește cantitatea de formaldehidă emisă de fabrica de mobilă din Sebeș.

Metanul provine pe cale naturală din fermentația internă la animalele sălbatice, emisii din mlaștini, oceane și regiuni umede. Sursele antropogene sunt: fermentația la animalele domestice, orezarii, eliminarea metanului din mine, gazele din procesele de ardere.

Temă: Prezentați rolul metanului în efectul de seră

Derivați ai azotului

Oxizii de azot

Azotul formează cu oxigenul o serie de oxizi prin combinarea cu oxigenul:

hemioxidul de azot N2O;

monoxidul de azot NO;

dioxidul de azot NO2;

sescvioxidul de azot (anhidrida azotoasă) N2O3;

hemipentoxidul de azot (anhidrida azotică) N2O5.

Protoxidul de azot este eliberat de diferite soluri, ca urmare a metabolismului bacterian:

2NO3- + 4H2 + 2H+ → N2O + 5H2O

Apa oceanelor eliberează în atmosferă o cantitate dublă de N2O față de cantitatea eliberată de sol. N2O poate participa la un ciclu atmosferic + apa + sol, rezumat astfel:

N2O → NO → NO2 → HNO2 → HNO3 → N2O

Monoxidul de azot

Este un gaz incolor, puțin solubil în apă. Se formează direct din azot și oxigenul din aer în timpul proceselor de combustie în care temperatura depășește 1093°C, în timpul descărcărilor electrice, erupțiilor vulcanice, incendiilor din păduri, furtuni etc. Rezultă de asemenea dintr-un număr mare de procese biologice, cum ar fi reducerea de către anumite bacterii în mediu anaerob a compușilor cu azot. Se estimează că sursele naturale emit de 10 ori mai mult NO decât totalitatea surselor tehnologice, dar sursele naturale fiind repartizate oarecum uniform pe glob, poluarea de fond este foarte scăzută în comparație cu poluarea din zonele industriale sau urbane cu circulație auto intensă.

Sursa antropică de NO o constituie gazele de eșapament și gazele rezultate din combustia păcurii și a cărbunelui. De asemenea, sursele industriale sunt, ca de obicei, mai „producătoare" decât cele naturale. Aceasta se poate explica prin faptul că acești poluanți primari suferă o serie de transformări în atmosferă, care le facilitează drumul spre sol.

Oxidarea la NO2, mult mai toxic, depinde de concentrația de monoxid. La o concentrație de 1000 ppm oxidarea se petrece la câteva minute. La concentrații mici, oxidarea este lentă.

Standardul 12574-87 al aerului în zone protejate – condiții de calitate – prevede concentrații maxime admise medii de 0,3 mg/m3 pentru 0,5 h, de 0,1 mg/m3 pentru 24 h și de 0,01 mg/m3 pentru un an.

Dioxidul de azot

Este un gaz de culoare roșie-brună, cu miros caracteristic. Din punct de vedere chimic se comportă ca anhidrida mixtă a acizilor azotic și azotos.

NO2 rămâne principalul poluant cu azot existent în atmosferă; este dizolvat în apa de ploaie și transportat în sol. Se vorbește de multă vreme, despre puterea fertilizantă a zăpezii, ce poate fi explicată astfel: fulgii de zăpadă, în căderea lor antrenează azotații (nitrații) din atmosferă, care sunt restituiți pământului, când se topește zăpada, în timpul primăverii; ea aduce plantelor elementele nutritive într-o perioadă a anului când sunt necesare.

Principalele surse de poluare a aerului cu oxizi de azot sunt motoarele autovehiculelor, atât cele cu explozie, cât și cele cu compresie și centralele termice. Cantități importante de NO2, dar limitate în spațiu, emit fabricile de acid azotic și îngrășăminte azotoase. De asemenea, se elimină în atmosferă oxizi de azot în timpul operațiilor de diazotare în industria organică, la decaparea pieselor din cupru sau din aliaje de cupru, precum și în timpul operațiilor de sudură sau tăierea metalelor.

Eliminați în atmosferă cei doi oxizi participă la o serie de reacții care modifică continuu raportul lor. Radiațiile ultraviolete descompun rapid dioxidul de azot la monoxid și oxigen atomic. Analiza acestor gaze este dificilă din cauza transformărilor reciproce în mediu sau în timpul analizelor de laborator și de aceea se descriu colectiv ca NOx.

Efectele NO și NO2 asupra mediului sunt multiple: distrugerea stratului de ozon, participarea la efectul de seră, producerea de ploi acide, poluarea generală a mediului, participarea împreună cu ozonul la formarea smogului fotochimic:

NO2(g) + hν (< 3 l0 nm) → O(g) + NO(g)

O(g) + O2(g) + M → O3(g) + M

O3(g) + NO(g) → O2(g) + NO2(g)

Smogul oxidant apare vara, în zilele însorite și la orele la care circulația autovehiculelor este intensă și se manifestă ca o ceață care provoacă o reducere accentuată a vizibilității, iritații oculare și tulburări respiratorii.

În atmosfera poluată reacțiile se complică cu reacții de oxidare a hidrocarburilor, reacții mediate de radicalii OH:

OH(g) + CH4(g) → H2O(g) + CH3(g)

CH3(g) + O2(g) → CH3O(g)

CH3O(g) + NO(g) → HCHO(g) + HO2(g)

HO2(g) + NO(g) →NO2(g) + OH(g)

Amoniacul (NH3)

Este singurul gaz al azotului, fără oxigen. Este toxic și periculos prin formarea în atmosferă a poluanților secundari, corozivi ca NH4NO3, NH4HNO3, (NH4)2S04. NH3(aq)+ HN03(aq) -> NH4N03(aq) 2NH3(aq) + H2S04(aq) -> (NH4)2S04(aq) Sursele naturale de amoniac cuprind descompunerea aminoacizilor în deșeuri organice, cât și alte descompuneri aerobe în sol. Sursele antropogene au în vedere arderea cărbunilor și a combustibililor lichizi, cât și tratarea deșeurilor.

1.2.5. Compuși ai sulfului

1.2.5.1. Oxizii de sulf

Datorită prezenței sulfului în cei mai importanți combustibili, cărbuni și petrol, oxizii acestuia au fost printre primii poluanți cu care a fost confruntată omenirea în epoca modernă.

Produșii cu sulf care vizează poluarea sunt: sulful ca particule solide, dioxidul și trioxidul de sulf, S02, S03, respectiv acidul sulfuros H3SO3 și acidul sulfuric H2S04.

Oxizii de sulf (dioxidul și trioxidul de sulf) rezultă în proporție de 2/3 din surse naturale și 1/3 din activități umane. Sursele artificiale sunt reprezentate în principal de arderea combustibililor fosili în surse staționare și mobile. Sursele artificiale sunt reprezentate de sursele staționare inclusiv sobe pentru uz casnic care au o pondere de 96% din totalul emisiilor de dioxid de sulf și de sursele mobile care au o pondere de numai 4%.

Dioxidul de sulf (SO2)

Se apreciază că efectul cel mai dăunător este pe departe cel provocat de SO2, care afectează grav atât ființele umane (la concentrații de peste 5 ppm se produc afecțiuni respiratorii extrem de grave, iar prezența SO2 în prezența negrului de fum produce: anemii, tuberculoză, saturnism și creșterea sensibilității la alți agenți patogeni), cât și flora (prin degradarea clorofilei, reducerea fotosintezei, reducerea ratei de creștere a plantelor). Efectele grave ale poluării cu SO2 se regăsesc la nivel global prin degradarea unor suprafețe întinse ocupate de păduri (în raport cu suprafața totală împădurită, suprafața degradată reprezintă: 53% în Germania, peste 50% în România, 26% în Polonia, Cehia și Slovacia, 11% în Ungaria. 10% în Iugoslavia, 5% în Norvegia), datorate în principal, ploilor acide sau acidifierii solului.

Efectele nocive ale dioxidului de sulf se datorează atât acțiunii sale specifice, de agent oxidant, posibilității sale de a reacționa cu apa, formând acid sulfuros, sau de a se oxida la trioxid de sulf, fie în atmosferă, fie în flacără – în prezența unui exces de oxigen, mai ales în prezența oxizilor de vanadiu sau de fier, care au rol catalizator în special la temperaturi peste 800oC. Trioxidul de sulf reacționează și el cu apa și formează acid sulfuric (în perioadele cu ceață sau în zilele foarte umede gradul de transformare poate atinge 15,7%).

Acțiunea nocivă a dioxidului de sulf este puternic amplificată prin sinergism cu NO2, praf, negru de fum și este cumulativă în timp, modul său de acțiune fiind atât cronic cât și acut iar efectele atât pot fi atât localizate cât și generalizate. Potrivit unui studiu O.M.S. din 1982, între 9-17 % dintre bolile tractului respirator ale persoanelor din zonele poluate, sunt atribuite nivelurilor actuale de poluare cu SO2, NOx și pulberi, dar nu există informații suficiente pentru a trage o concluzie referitoare la contribuția termocentralelor la aceste efecte.

Este demn de remarcat că tendința dioxidului de sulf este de a reduce "efectul de seră" prin efectul "albedo".

Asupra plantelor efectele dioxidului de sulf se datorează atacului acestuia asupra clorofilei (reducerea fotosintezei și asimilării), dereglării sintezei hidraților de carbon, precipitării taninurilor sau ca urmare a transformării sale în hidrogen sulfurat, sub acțiunea luminii. Absorbția dioxidului de sulf depinde de timpul de deschidere a stomatelor, de activitatea fotosintetică, de conținutul de apă și de substanțe alcaline (care favorizează trecerea în fosfați). Plantele tinere sunt mai sensibile decât cele adulte iar părțile mai nou crescute sunt și ele mai sensibile decât cele vechi.

Distrugerea clorofilei din frunze se datorează îndepărtării magneziului din compoziție. Astfel, clorofila este transformată inițial în feofitină, reacția producându-se în prezența umidității. în continuare dioxidul de sulf poate transforma feofitina în feoforbină și fitol, alterând și mai mult structura pigmentului, care nu își va mai putea efectua de loc rolul său biochimic:

Datorită pătrunderii dioxidului de sulf în stomate are loc formarea de sulfiți, care pot fi parțial transformați în sulfați, dacă expunerea este îndelungată sau în concentrații mari. Acumularea de sulfați este considerată cauza manifestării intoxicației cronice a plantelor.

In urma acțiunii dioxidului de sulf, plantele capătă aspectul unor corpuri trecute prin flacără, culoarea frunzelor se schimbă, acestea se răsucesc, se decolorează, devin dure ca hârtia, mai ales în zona dintre nervuri și margini. Dacă poluarea încetează, după un timp plantele își revin. Prezența picăturilor de rouă sau de ploaie pe suprafața plantelor (frunzelor) favorizează acțiunea locală a dioxidului de sulf sub forma unor pete de necroză, datorită dizolvării și concentrării gazului în lichid.

Acțiunea dioxidului de sulf în cantități mici și repetate determină la plante tulburări de creștere și productivitate.

Plantele cele mai sensibile la acțiunea dioxidului de sulf sunt: lucerna, orzul, bumbacul, tutunul, sfecla de zahăr, tomatele iar printre cele mai rezistente se află: cartoful, ceapa și porumbul. Cu toate acestea, deși efectele poluării cu dioxid de sulf asupra culturilor erau destul de bine cunoscute, măsurile cele mai hotărâte au început să fie luate în Europa de Vest și în S.U.A. doar în urma “ploilor acide”, care au produs pagube imense pădurilor din aceste zone (Waldsterben).

Concentrația la care plantele sensibile prezintă semnele unei intoxicații cronice sunt de aprox. 0,60 – 0,75 mg/m3 (0,25-0,30 ppm). Deosebit de sensibili la acțiunea dioxidului de sulf (deoarece absorb foarte multă apă) sunt însă mușchii și lichenii, care pot fi astfel folosiți ca bioindicatori ai poluării (sensibili la concentrații ale dioxidului de sulf de 1-2 ppb), folosirea lor permițând sesizarea în timp real a apariției poluării și luarea de măsuri imediate.

Pe lângă cloroză și necroză, dioxidul de sulf poate induce și aberații cromozomiale, manifestând efecte radiomimetice evidente.

Efectele dioxidului de sulf asupra mamiferelor și omului merg de la simpla iritare până la deces și tulburări genetice, acestea fiind studiate fie pe animale de experiență, fie pe subiecți voluntari, fie în urma unor accidente acute în masă (Liege – 1930, Sonora, SUA – 1948 și Londra – 1952), la acestea din urmă contribuind, pe lângă SO2 și oxizii de azot, fumul ceața, inversia termică și calmul atmosferei.

Dioxidul de sulf este reținut în proporție de 60-99% în căile respiratorii superioare, unde și acționează nociv (datorită marii sale solubilități în apă), pătrunderea în profunzimea aparatului respirator fiind posibilă prin adsorbția sa pe particule fine, în acest fel efectul său asupra unor funcții pulmonare fiind nu numai însumat, ci și multiplicat.

În funcție de concentrația dioxidului de sulf, de condițiile exterioare, de vârstă (copii și bătrânii sunt mult mai sensibili), de prezența altor boli (cardiovasculare), de condițiile de muncă și locuit, de existența unei stări personale favorizante (fumatul, alcoolismul), efectele (Tabelul __) se manifestă prin spasm faringian, constricții bronhiale (la nivelul canalelor alveolare și în bronhiolele terminale), leziuni ale parenchimului pulmonar, creșterea colinesterazei serice și a aspartat-aminotransferazei, creșterea numărului celulelor calciforme, pneumonie proliferantă, tuse, edem pulmonar, și în final chiar decesul (700 morți la Londra, în 1952).

Tabelul ___Efectele dioxidului de sulf, în funcție de concentrație.

Este demn de menționat că DL50 oral (pe animale de laborator – iepuri) este de 650 mg/kg corp.

Se consideră, în general, că la creșterea cantității de dioxid de sulf în atmosferă are loc o intensificare a gradului general de morbiditate a populației. La o concentrație medie anuală de peste 0,046 ppm apare o frecvență sporită a maladiilor aparatului respirator la copii de vârstă școlară iar la concentrații peste 0,52 ppm, mai ales în prezența particulelor solide, mortalitatea crește.

Pentru prevenirea îmbolnăvirilor datorate dioxidului de sulf, concentrația maximă admisibilă a acestuia în atmosfera zonei de muncă a fost limitată la 5 mg/m3 medie), respectiv 10 mg/m3 (maximă).

După cum arătam anterior, efectele dioxidului de sulf depind și de starea de sănătate a persoanelor expuse. Astfel, un subiect sănătos nu resimte nici un efect la o concentrație mai mică de 5 ppm dar astmaticul are probleme de constricție a bronhiilor pornind de la o concentrație de 1 ppm.

Cercetările recente au arătat că dioxidul de sulf poate fi încriminat de apariția cancerului pulmonar, prin accelerarea formării radicalilor liberi în organism.

In aprecierea efectelor dioxidului de sulf asupra copiilor trebuie ținut cont nu numai de fragilitatea organismului lor ci și de faptul că, datorită taliei lor reduse, aceștia absorb de 2 – 3 ori mai mult aer poluat decât părinții lor.

Asupra apelor și implicit asupra vegetației și faunei acvatice efectele poluării cu dioxid de sulf (provenit atât din ploile acide cât și din afluenți) poate fi devastator, viețuitoarele acvatice fiind sensibile atât la modificarea pH-ului cât și la creșterea concentrației unor ioni levigați de apele acide (ex. Al3+, care perturbă echilibrul sodiului), efectul fiind mai pregnant în cazul ploilor torențiale și viiturilor. Deosebit de sensibile sunt crustaceele și efemeridele, (verigi esențiale în orice lanț trofic acvatic) precum și batracienii (atât adulții dar mai ales ouăle, a căror capacitate de eclozare s-a redus cu două treimi la concentrații de 5 – 15 micromoli/litru). Și vegetația marină este afectată de ploile acide, algele marine reducându-se cantitativ sau chiar dispărând de pe întinse suprafețe ale [NUME_REDACTAT], puternic acidifiată datorită emisiilor din [NUME_REDACTAT]. Efectele s-au manifestat mai departe, populațiile de păsări acvatice reducându-se numeric, atât datorită diminuării resurselor de hrană cât și reducerii grosimii cojii ouălor.

Efectele dioxidului de sulf asupra solului și rocilor se manifestă printr-o acidifiere puternică a acestora (în sudul Suediei pH-ul solului a scăzut cu o unitate în decurs de 35 ani), având ca efect atât accentuarea fenomenelor de eroziune (în special a rocilor granitice) dar mai ales scăderea recoltelor de cereale sau de masă lemnoasă și scăderea calității fructelor. Totuși, s-au semnalat și efecte benefice asupra unor soluri foarte bazice din SUA, manifestate prin favorizarea creșterii unor specii de conifere (precum și a altor specii acidofile, care pot prolifera în dauna celor bazofile, mai utile). La ora actuală începe să se contureze posibilitatea folosirii bacteriilor sulfo-reducătoare pentru transformarea sulfaților și sulfiților din sol în sulfuri, mai solubile.

Pe lângă interferențele biologice, dioxidul de sulf (respectiv acidul sulfuros, trioxidul de sulf și acidul sulfuric rezultați) determină fenomene de coroziune a metalelor, pătarea și friabilizarea statuilor de marmură și a construcțiilor (carbonatul de calciu fiind transformat în sulfit/sulfat de calciu), decolorarea materialelor colorate, reducerea elasticității și rezistenței unor compuși organici (polimeri, materiale textile), scăderea vizibilității (deranjantă în cazul peisajelor de interes turistic), apariția unui miros neplăcut, etc.)

STAS-ul 12574-87 "Aer din zone protejate – condiții de calitate" prevede pentru dioxidul de sulf valori medii CMA de 0,75 mg/m3 pentru 0,5 h, de 0,25 mg/3 pentru 24 h și de 0,01 mg/m3 pe an.

Trioxidul de sulf

Este un lichid cu temperatura de fierbere scăzută, transformându-se în vapori chiar la temperatura camerei; este mult mai toxic decât dioxidul de sulf producând aceleași efecte ca acesta dar la concentrații mult mai reduse. În plus, trioxidul de sulf este foarte coroziv. Poate proveni din surse biologice anaerobe și din surse antropogene, cum ar fi arderea combustibililor ce conțin sulf, prelucrarea cadavrelor de animale, a îngrășămintelor organice animaliere, mori de hârtie, industria ceramică, rafinării de petrol.

Sulfura de carbon rezultă pe cale naturală din fermentațiile anaerobe, iar pe cale antropogenă de la fabricarea mătăsii, viscozei, celofibrei, din cărămidarii și fabrici de făină de pește.

Oxosulfura (COS) rezultă pe cale naturală din oxidarea CS2, în urma emanațiilor vulcanice, din izvoarele termale și din îngrășămintele obținute termic. Sursele antropogene sunt reprezentate de oxidarea hidrocarburilor cu sulf, fabricarea ceramicei, apei reziduale din industria hârtiei, gaze de cocserie, de ardezie, gaze naturale.

Dimetilsulfura (CH3-S-CH3) rezultă în urma prelucrării cadavrelor animaliere, a îngrășămintelor organice animaliere, mori de hârtie.

Dimetildisulfura (CH3-S-S-CH3) provine din prelucrarea cadavrelor și în urma fabricării făinii de pește. Aceeași proveniență o au și compușii organici cu sulf, mercaptanii, dialchilsulfurile, derivații de tiofen.

Combinația oxizilor NOx și SOx cu alți poluanți

Studiile au pus în evidență efectul sinergic al oxidului de azot și al dioxidului de sulf precum și al acestor doua gaze cu ozonul.

Efectele asupra apei și solului

Aportul poluării atmosferei la modificarea parametrilor fizico-chimici ai apei are loc prin depunere uscată și umedă și se resimte în special în apele de suprafață stătătoare (lacuri, acumulări pentru alimentarea cu apă potabilă a localităților).

La suprafața de contact aer-apă are loc transformarea gazelor acide (SO2 și NO2) în acizi tari care conduc la creșterea acidității (scăderea pH-ului) apei și la încărcarea acesteia cu sulfați și nitrați. Scăderea pH-ului conduce la accelerarea disocierii compușilor metalelor grele, la eliberarea și la creșterea mobilității ionilor acestora.

Pulberile contribuie la creșterea opacității apei și dacă ele conțin compuși toxici, la încărcarea apei cu acești compuși.

Acțiunea toxică a tuturor acestora, are loc asupra faunei și florei acvatice, asupra florei spontane și de cultură (prin irigații) și a omului prin ingerarea apei și hranei contaminate.

Prin depuneri umede (precipitații) poluanții prezenți în straturi groase și întinse de aer sunt depuși la suprafața apei, aducându-și contribuția la modificarea pH-ului, a conductivității și la încărcarea cu sulfați, nitrați, cloruri, metale, etc.

Cu hemoglobina formează verdohemocromogenul și sulfmethe-moglobina.

Hidrogenul sulfurat

Rezultă din fermentațiile naturale în mediul continental (16×106 t/an), sub acțiunea sulfobacteriilor și în mediul oceanic (25×106 t/an) in zona eufotică, sub formă de sulfura de metil și de dimetil. Cantitatea totală de H2S obținută prin activități umane este evaluată la 3×106 t/an.

Reținerea hidrogenului sulfurat la sursele de poluare se poate realiza prin mijloace: chimice (oxidarea cu aer și electrolitice) și fizico-chimice (absorbție pe cărbune activ, absorbția pe polimeri schimbători de ioni).

Are un miros foarte neplăcut (de ouă stricate), de aceea intoxicațiile în laborator cu H2S sunt rare. În organism este introdus odată cu apele minerale sulfuroase, deci sub formă de soluție apoasă, fără să prezinte nici un pericol, deoarece pe măsură ce este absorbit este și eliminat.

Hidrogenul sulfurat este o substanță intens iritantă a căilor respiratorii fiind considerat un asfixiant prin paralizia pe care o produce asupra centrului respirator. Apare în concentrații crescute în emanațiile vulcanice, în mine adânci, prin descompunerea substanțelor organice cu sulf în absența oxigenului, în urma fermentațiilor anaerobe și în izvoarele termale. Sursele artificiale cele mai importante sunt: emisia de H2S din industria chimică și rafinării, fabricarea hârtiei de ambalaj, a mătăsii artificiale și a gazului de cocserie. Având o densitate mare se acumulează în locuri joase și este însoțit de alte gaze rezultate din fenomenele de descompunere a materiei organice: amoniac, dioxid de carbon, monoxid de carbon, metan și dioxid de sulf.

Hidrogenul sulfurat are o acțiune mai redusă asupra plantelor decât asupra omului și animalelor.

Efectul hidrogenului sulfurat asupra vopselelor și asupra unor metale cum sunt cuprul, zincul și aluminiul sunt deosebit de vizibile.

STAS-ul 12574-87 prevede pentru hidrogenul sulfurat următoarele concentrații maxime admise medii: 0,015 mg/l pentru 0,5 h și de 0,008 mg/l pentru24 h.

Compuși ai clorului

[NUME_REDACTAT] un gaz des întâlnit în laboratoare și industrie. Sursele cele mai importante de clor atmosferic sunt procesele de electroliză a clorurilor alcaline, de lichefiere a clorului, de fabricare a unor solvenți organici, a celulozei și hârtiei, a fibrelor sintetice și a pesticidelor organo-clorurate.

La temperatura camerei, clorul este un gaz de culoare galben-verzuie cu miros sufocant. Clorul este mai greu decât aerul și solubil în apă. Reacționează cu hidrogenul în prezența luminii, cu oxizii și hidroxizii dar și cu metalele fiind coroziv. Unele metale ard în clor, indiferent de temperatură (sodiu și potasiu), iar altele numai în stare de pulberi fine (Fe, Cu, P, etc.)

Dacă concentrația de clor din apă depășește 250 ppb, apa are un gust neplăcut, iar HC1 rezultat din reacția clorului cu apa din țesuturi, are acțiune iritantă, producând hiperacidități stomacale, urmate de ulcerații.

Acțiunea clorului asupra organismului uman este diferită în funcție de concentrație. Astfel la concentrații mici (1 ppm) are efect iritant asupra mucoaselor oculare și ale aparatului respirator, fiind un gaz sufocant, provocând formarea edemului pulmonar. În urma acțiunii iritante se pot produce accidente grave, chiar mortale, dacă omul se află în calea jetului de clor vehiculat de aer, ieșind eventual cu presiune dintr-un recipient.

La concentrații de 14-21 ppm poate deveni periculos la o expunere mai mare de 60 de minute iar la 100 ppm poate deveni periculos la o expunere mai mare de un minut.

STAS-ul 12574-87 prevede o limită a concentrației maxime admise medii de 0,1 mg/m3 pentru 0,5 h și de 0,3 mg/m3 pentru 24 h.

Acidul clorhidric (HCl) poate fi de origine vulcanică, se poate
găsi în izvoarele termale sau prin descompunerea CH3Cl. Antropic rezultă din arderea cărbunilor și descompunerea hidrocarburilor clorurate.

Clorura de metil (CH3Cl) rezultă din arderea lentă a materialelor organice, a tutunului și în PVC.

Cloroformul (CHCl3) este de origine antropogenă, provenind din industria farmaceutică. Este folosit ca solvent. Provine din arderea combustibililor, înălbirea furnirului lemnos, descompunerea tetraclor-etilenei.

Tetraclorura de carbon (CCl4) are origine antropogenă,
rezultând din solvenți, material ignifug și descompunerea C2C14.

Metilcloroform (CH3CCl3) – solvent, degresant.

Tetraclor-etenă (C2Cl4) – solvent, degresant și curățare uscată.

Fluoro-cloro-hidrocarburi (CC13F, CC12F2, C2C13F3, C2C12F4,
C2C1F5) – aerosoli, spray-uri, agent refrigerator, solvent, spumant.

Fluorul și acidul fluorhidric

Elementul chimic fluor este unul din constituenții naturali ai organismului (în sânge, în țesuturi, în dinți și în oase se află 90 % din totalul de fluor). În cantități mici are un rol benefic, prin contribuția la cristalizarea smalțului dentar și prevenirea cariilor; dar dacă apa de băut conține mai mult de 1 ppm fluor atacă smalțul dentar și produce perturbări în procesul de osificare. Inhalat sau ingerat se acumulează în organism, în special în țesuturile osoase, unde reacționează ușor cu calciu și are ca efect îngroșarea oaselor, deformarea scheletului, spondiloză anchilozantă și ateroscleroză. În plante, F2 se combină cu magneziul din clorofilă, perturbând astfel procesul de fotosinteză.

Fluorul se găsește în cantități mari în roci, în apele reziduale, în pulberile si fumul de la termocentrale, turnătorii, fabrici de sticlă și în îngrășămintele fosfatice. Este mult mai activ decât clorul. Poate să apară în atmosferă sub forma gazoasă ( HF, SiF4, H2SiF6) și sub forma de pulberi și aerosoli (NaF, Na3+A1F3, CF4).

F2 este un gaz mai toxic decât clorul. Reacționează cu vaporii de apă din atmosferă formând HF un gaz deosebit de reactiv. Fluorul apare la prepararea aluminiului și a acidului fluorhidric, la conversia fluoroapatitei la H3PO4, îngrășăminte superfosfatice etc. Acidul fluorhidric este foarte toxic și corosiv, mai toxic decât F2, atât pentru om cât și pentru plante.

Intoxicația cu fluor se numește fluoroză și este des întâlnită la lucrătorii din industria fluorului, a aluminiului (cei care manipulează apatita – CaF2 și criolitul – Na3AlF6), din industria de îngrășăminte chimice, de la gravarea sticlei, etc.

Acidul cianhidric (HCN) este un lichid incolor, miscibil cu apa, alcoolul și eterul în orice proporție și are un miros înțepător și neplăcut, de migdale amare. Este un toxic foarte puternic. Cianurile (NaCN, KCN, cianurile metalelor grele) au miros caracteristic de acid cianhidric și sunt hidrolizate. Acidul cianhidric și sărurile lui sunt considerate a fi otrăvurile cele mai puternice. La mamifere, doza de 1 mg/Kg corp este mortală.

Acidul cianhidric, numit si acid prusic, se găsește în plante, în stare liberă sau combinat.

Gazele de cocserie conțin cantități mici de HCN. Sursele de poluare cu HCN și cianuri se datorează întrebuințării acestora la prepararea unor combinații cianice, în sintezele din chimia organică (sinteza acrilonitrilului, monomer pentru rășina sintetică poliacrilonitril), folosirii ca antidăunător, la extragerea aurului și argintului prin metoda cianurării, în galvanotehnică. întrebuințările acidului cianhidric și a sărurilor lui se face cu o deosebită atenție din cauza extremei lor toxicități.

În unele activități industriale, lucrătorii sunt expuși intoxicațiilor cianurice și anume: la prepararea cianurilor și a ferocianurii, a acetocianhidrinei (folosită la obținerea plexiglasului), dar cel mai mult la extragerea metalelor prețioase (aur, argint), prin procedeul de cianurare, și în galvanotehnică (auriri, argintări, cadmieri.).

În organismul uman, HCN și cianurile se combină cu glucoza, albuminoidele, sulf și fierul ionic, formând compuși deosebit de stabili, în urma cărora nu mai pot folosi oxigenul din sânge.

Temă: Sunteți de acord cu extragerea aurului prin cianurare?

Prafurile industriale (pulberi)

Sunt deosebit de toxice (dacă conțin compuși de Pb, Cd, P) și nocive provocând alterări mecanice ale țesutului aparatului respirator.

Un loc aparte îl ocupă poluarea datorată fabricilor de ciment. Se estimează că în procedeul uscat la faza de măcinare se elimină în atmosferă sub formă de praf 1-3% din materia primă prelucrată (calcar+argilă). Aceasta se dispersează pe distanțe mari ducând la depuneri de 500-1000 t/km/an în zonele limitrofe reducând transparența atmosferei și diminuând procesele de fotosinteză, deci reducând producția agricolă.

În ceea ce privește pulberile metalurgice se estimează că se pierd în atmosferă cca. 8 kg pulberi/t de fontă, 40 kg/t oțel și 450 kg/t aluminiu.

[NUME_REDACTAT] reprezintă o categorie de poluanți formată din particule solide sau lichide, dispersate într-un mediu gazos (aer). Acestea au dimensiuni cuprinse între 100-0,01μm. Stabilitatea lor în aer este determinată în special de mărimea particulelor (tabel 1.6), cele mai mari sedimentând repede, iar cele cu dimensiuni submicronice putând persista mult timp în atmosferă.

Tabel _ Viteza de sedimentare a particulelor în funcție de diametru

În mod obișnuit în funcție de caracteristicile particulelor se utilizează termenii: pulberi, ceață, fum.

Provin în special din industria metalelor neferoase la obținere și utilizare precum și la incinerarea deșeurilor. Unele metale grele (Cu, Fe, Zn) în cantități extrem de mici sunt elemente esențiale pentru corpul uman, dar altele (Pb, Cd, Hg, etc.) au efecte toxice grave asupra omului.

Pulberile sedimentabile și în suspensie

Pulberile sedimentabile sunt reprezentate de particule cu diametrul mediu peste 10 μm și cu densități care le favorizează depunerea conform legii gravitației. După ce sunt emise în atmosferă acestea se depun pe sol, vegetație etc.

Pulberile în suspensie (ceață și fum) sunt reprezentate de particule de dimensiuni mai mici (diametrul < 10 μm) care rămân în aer timp îndelungat și au un comportament asemănător gazelor.

Pulberile sedimentabile și în suspensie formează particulele aeropurtate totale.

Prezența particulelor solide în atmosferă constituie un element important al contaminării sale. Pulberile pot proveni din surse naturale (eroziune eoliană, vulcanism), dar cea mai mare parte din surse industriale (combustie, industriile extractive, siderurgică, de materiale de construcție). Din punct de vedere chimic au fost detectate în pulberi numeroase varietăți de minerale: cuarț, calcit, feldspat, ghips, anhidrid, azbest.

Dimensiunea minimă a particulelor și compoziția granulometrică au o mare importanță în alegerea sistemului de desprăfuire. Particulele sedimentabile sunt răspândite până la 3 km, ele depunându-se pe sol în apropierea surselor de emisie.

Particulele de dimensiuni mai mici de 10-6 m sunt foarte importante din punct de vedere meteorologic, constituind nuclee de condensare a vaporilor de apă. Aceste particule rămân suspendate în atmosferă și influențează intensitatea radiației solare și indirect temperatura din troposferă. Dimensiunile mici ale particulelor și deci suprafețele specifice mari ale acestora au proprietăți caracteristice (absorbție, agregare, încărcare electrică, absorbție de radiații). In afară de troposferă, există concentrări de pulberi și în stratosfera, acestea fiind în principal de origine meteorică, pulberi vulcanice, sulfat de amoniu etc.

După formare, acestea sedimentează lent spre sol jucând un rol deosebit în biociclurile sulfului și azotului.

Pulberile, în funcție de dimensiuni și comportarea în atmosferă, se pot clasifica în:

Pulberi sedimentabile constituite din particule cu diametrul mai mare de 10μm rezultate din procese mecanice, construcții de drumuri, pulverizarea solului de către autovehicule, unele industrii ca siderurgia, industria materialelor de construcții sau ca urmare a acțiunii de eroziune a vântului asupra solului. Această categorie se caracterizează printr-o stabilitate mică în atmosferă deoarece se sedimentează în funcție de mărime, cu o viteză uniform accelerată.

Pulberi în suspensie, cu diametrul particulelor cuprins între 10-0,1 μm, rezultate în special din procesele industriale: industria metalurgică, fabricarea acidului sulfuric, fabricarea celulozei etc. Stabilitatea în atmosferă a acestor pulberi este determinată de mărimea particulelor, iar în absența curenților de aer se sedimentează cu o viteză uniformă, conform legii lui Stokes.

Pulberi în suspensie, cu diametrul particulelor sub 0,1 μm, provin din combustibili și diverse reacții chimice și fotochimice. Acest grup de particule se caracterizează printr-o mișcare întâmplătoare, continuă – mișcare browniană – datorită ciocnirilor cu moleculele fazei disperse. In aceste condiții particulele din acest domeniu de mărime, practic nu se sedimentează. Persistența lor în atmosferă depinde de posibilitatea întâlnirii cu alte particule, cu care prin coagulare formează agregate, care datorită mărimii se sedimentează.

Compoziția chimică a pulberilor este foarte variată și dependentă de natura surselor de poluare astfel:

Pulberile emise de centralele termice care ard cărbune sunt formate din particule de cărbune și o serie de oxizi ca: Fe2O3, MgO, CaO, A12O3, Na2O, K2O precum și hidroxid de siliciu, sulfați și fosfați.

Pulberile emise de oțelării pot conține până la 90% fier sub formă de Fe2O3, iar pulberile emise de fabricile de ciment sunt un amestec de oxizi în care predomină CaO, CaCO3, SiO2, Al2O3.

Autovehiculele cu motoare diesel emit particule de funingine, iar cele cu motoare cu explozie care consumă benzină cu cifră octanică ridicată, în afară de funingine, emit particule de plumb sub formă de halogenuri și oxihalogenuri.

In afară de componentele de origine anorganică, particulele de origine organică sau substanțele organice adsorbite pe particulele în suspensie, au o importanță deosebită. Analiza chimică a pulberilor din atmosfera marilor orașe a evidențiat prezența hidrocarburilor aromatice policiclice – substanțe cert cancerigene.

Sursele de pulberi sedimentabile au acțiune alergică fotodinamică, cancerigenă, infectantă sau infestantă, iritantă și fibrozantă sau pneumoconigenă.

Alte surse de poluare sunt reprezentate de fabricile de ciment și azbest, laminoarele de oțel, turnătoriile de metale, centralele termo-electrice generatoare de energie electrică sau termică, care folosesc drept combustibili cărbunii, instalațiile de decorticare a bumbacului, motoarele diesel, elevatoarele pentru manipularea grânelor, șantierele de construcții și demolări, autovehiculele care transportă diferite materiale de construcții, pot constitui cele mai importante surse de poluare. Mai puțin semnificative, totuși, pe lista surselor de poluare mai trebuie înscrise, de asemenea, sobele și șemineurile etc., care folosesc drept combustibil lemnele sau cărbunii și care, prin ardere produc particule fine antrenate de fum și răspândite în atmosferă. Mai trebuie arătat că există și posibilitatea formării de particule chiar în atmosferă, în urma unor procese fizice sau chimice.

Substanțele toxice aeropurtate. De la începutul secolului au fost sintetizate aproape 10-milioane de substanțe chimice, unele foarte toxice, din care o parte sunt folosite direct, iar cea mai mare parte sunt folosite ca materii prime pentru fabricarea milioanelor de produse finite necesare omului. Substanțele toxice aeropurtate așa cum sunt acrilamidele, acroleina, aldehidele, arsenul, azbestul, benzenul, bifenolii, policlorurați, clorura de vinii, cloroflorocarboni, dioxinul etc, pot fi de origine organică sau anorganică. Acestea după cum sunt emise în aerul atmosferic sunt antrenate ușor de vânt la distanțe mari de surse, găsindu-se uneori la distanțe mari de locul de emisie-pătrundere în atmosferă.

Sursele de poluare sunt provenite de la procesele industriale și de manufactură, folosirea diferiților solvenți, stațiile de epurare a apelor uzate, prelucrarea unor reziduuri periculoase – menajere sau industriale – incineratoare și în mare măsură de la motoarele autovehiculelor.

Turnătoriile de metale, rafinăriile, stațiile de ardere a carburanților, ca de exemplu de la manufacturile de plastice și substanțe chimice și de la stațiile care au drept carburant gazul metan, emit substanțe toxice aeropurtate, în primul rând substanțe anorganice toxice ca: plumb, cadmiu, arsen, crom, mercur, beriliu etc.

Oamenii și animalele pot fi expuse direct la aceste substanțe toxice în primul rând prin inhalare. Expunerea indirectă survine după ajungerea particulelor aeropurtate pe sol sau în apă și pot afecta deopotrivă oamenii și animalele terestre și acvatice prin ingestia de apă și de alimente poluate, precum și plantele.

Poluarea cu materie sub formă de particule. Termenul PM (particulate matter) include particulele solide, dar și picăturile lichide prezente în aer. Multe au surse antropogene, dar și naturale. Atât particulele solide cât și cele lichide au mărimi variate. Cele cu diametrul de 10 micrometri sunt cele mai periculoase pentru sănătatea umană, deoarece se inhalează și se acumulează în sistemul respirator. PM-urile cu diametrul sub 2,5 micrometri sunt denumite și particule fine și rezultă în procesele de combustie. Particulele cu diametru între 2,5 și 10 micrometri sunt considerate grosiere și apar în urma proceselor de sfarâmare-macinare și ca praf de la șoselele asfaltate și neasfaltate.

Se estimează că în atmosferă, zilnic, se împrăștie 10 milioane tone de particule solide. Afecțiunile respiratorii, cum ar fi astmul, sunt determinate de particulele grosiere, iar expunerea la particule fine conduce la o moarte prematură. Cei mai expuși sunt copiii și bătrânii, în special cei suferinzi de plămâni și inimă.

Un alt tip de poluare o reprezintă cea din interiorul încăperilor. Astfel, în anul 1992 unele agenții de mediu, cum ar fi EPA (SUA) au inițiat programe de studiu a calității aerului din interior și a surselor ce generează poluanții aerului din interior, acesta contaminându-se atât cu contaminanți prezenți în aerul exterior, cât și cu cei proveniți din sursele din interior.

Termenul de calitatea aerului din interior se referă la anumite caracteristici fizice, chimice și biologice ale acestuia. Cauza primară o constituie sursele de poluare din interior, care eliberează poluanții gazoși sau particulele. Ventilația inadecvată poate contribui la ridicarea nivelului poluanților prin eliminarea parțială a acestora în exterior. Temperatura și umiditatea ridicată sunt un alt factor care duce la creșterea concentrației unor poluanți din interior. Oamenii petrec în medie 90% din timp în interiorul încăperilor și, ca atare, riscurile asupra sănătății sunt mai mari decât la persoanele care petrec mai mult timp în aer liber.

Calitatea aerului de interior depinde și de condițiile de viață, cum ar fi diferențele dintre țările dezvoltate și cele în curs de dezvoltare, sau între zonele urbane și cele rurale. Astfel se estimează că în condiții vulnerabile, datorită timpului petrecut în interiorul locuințelor, respectiv expunerii în primul rând la fumul rezultat în urma combustiei suferă aproximativ 3,5 milioane de oameni.

Sursele de poluare din interiorul locuințelor includ: sursele de combustie (lemn, cărbune, gaz, kerosen, dar și produși din tutun), materialele de construcții, materiale de izolare, materiale de mobilier, carpetele și covoarele în special cele sintetice; produse de întreținere ale interioarelor; produse de uz personal; sistemul de încălzire centrală, precum și cel de răcire; sursele exterioare (radon, pesticide); poluanții aerului din exterior.

Calitatea aerului din interior poate fi îmbunătățită într-o anumită măsură prin: controlul surselor de poluare (folosirea vopselelor cu un nivel scăzut de VOC, îndepărtarea spumei uretanice din construcția clădirii etc.); controlul umidității, în special eliminarea igrasiei și deci a mucegaiului, umiditatea interioară ideală pentru majoritatea oamenilor fiind între 30-60%; evitarea producerii CO și a altor poluanți din combustie; interzicerea fumatului în clădiri, alegerea corectă a mobilierului din lemn masiv, filtrarea aerului.

Praful este un amestec complex care conține o varietate de compuși chimici organici sau anorganici, microorganisme, particule fine de natură animală sau vegetală. Unele dintre ele se depun relativ rapid pe diferite suprafețe, iar altele rămân în suspensie în aer pentru perioade mari de timp.

În spațiul extraterestru praful este mai simplu, fiind format din gaze înghețate, metale și bucăți de minereu în procent foarte mic, provenite în urma impactului dintre planete și meteoriți sau comete.

Astfel, praful poate fi considerat un indicator al poluării mediului, în special al aerului interior sau exterior. In funcție de proveniența prafului, acesta poate fi clasificat în trei categorii: praf atmosferic (aiborne dust); praf fugitiv (fugitive dust); praf casnic (household dust).

Praful fugitiv. Termenul de praf fugitiv este un termen relativ nou pentru o problemă mai veche. Praful fugitiv este un tip de poluare a aerului datorată unor surse nestaționare de poluare. Acesta conține cantități mici de particule respirabile, răspândite pe zone extinse, care nu provin dintr-un loc fix. Principalele surse sunt drumurile nepavate, activitățile agricole, construcțiile. Sursele naturale, precum eroziunea eoliană, sunt responsabile într-o mai mică măsură de apariția prafului fugitiv. Alături de gazele de eșapament și de gazele emise de la coșurile industriale, praful fugitiv este o componentă de mare interes a aerului ambiental. Principalele surse, în ceea ce privește praful fugitiv sunt următoarele: peste 40% – din drumurile nepavate; 19% – diferite surse; 17% – surse naturale; 13% – construcții; 8% – șosele pavate; 3% – alte surse.

Mărimea particulelor individuale de praf se exprimă în microni. Importante pentru sănătatea umană sunt PM2,5 (particule materiale cu diametrul sub 2,5 microni) și PM10 (particule materiale cu diametru cuprins între 2,5 și 10 microni), acestea din urmă fiind componenți majori ai prafului.

Particulele materiale includ particulele solide sau lichide aflate în suspensie în aer. Particulele materiale, alături de CO, SO2, NO2, O3 și Pb, fac parte din grupa celor șase poluanți prioritari (criteria pollutants) incluși în Standardul american de Calitate al [NUME_REDACTAT].

Standardul de Calitate al [NUME_REDACTAT] (EPA) prevede ca media anuală pentru PM10 să nu depășească 50 microni/m3, iar pentru 24 ore să nu depășească 150 microni/m3.

Praful casnic este un amestec eterogen format din particule organice și anorganice și diverse substanțe chimice. În praful casnic au fost detectate 140 de chimicale sau grupe de chimicale. Astfel, acesta poate fi privit ca un indicator al calității aerului de interior.

În principal, praful casnic este compus din:

particule fine de piele și păr uman, materiale foarte atractive pentru insecte;

ceară, polen, fungi, mucegai, licheni;

particule fine de lemne, nylon, cauciuc, vopsea, hârtie, fire de lână, resturi vegetale sau animale;

chimicalele, unele dintre ele fiind toxice:

metale toxice (Pb, Cd, Hg, As, Cr);

pesticide organoclorurate, organofosforice, triazinice;

PCB, PCCD/F (sute de compuși);

alchilfenoli: nonil și octil fenoli; nonilfenol și octilfenol etoxizi;

compuși bromurați inhibitori de flăcări: difenileteri polibromurați (PBDE); hexobromociclododecan (HBCD); tetra-bromobisfenol-A (TBBP-A);

compuși organostanici: butilstaniu (BT); octilstaniu (OT); tributilstaniu (TBT);

esteri ftalici;

parafine clorurate cu catenă scurtă (SCCP); C10, C13 și grad de clorurare 40-60%.

Principalele surse de praf casnic sunt activitățile simple, precum

plimbatul sau folosirea mobilierului din încăpere, procesul de aspirare sau curățare a prafului, vopsitul, dansatul. S-a dovedit că ștergerea prafului nu este sursa principală, două persoane plimbându-se doar prin cameră emit o cantitate de aproximativ 2 mg/minut, cantitate aproape dublă față de cantitatea de particule emisă în urma fumării unei țigări. O altă sursă de particule materiale fine o reprezintă unele materiale de construcții, precum betonul sau cimentul, acestea pot emite particule materiale, în interiorul clădirii, pe o perioadă de până la 2 ani de la turnare.

În praful casnic au fost identificate numeroase metale grele. Pentru marea majoritate a metalelor grele prezente în praful casnic, concentrația acestora este mai mare decât nivelul natural sau concentrația acestora din praful stradal.

Multe procese industriale și traficul sunt în principal responsabili pentru prezența metalelor în aerul ambiental, a căror concentrație depinde de mărimea particulelor de praf.

Metalele grele

Pulberile și suspensiile din atmosferă pot fi constituite din particule de natură anorganică cum sunt: oxizii și compușii metalici (de Pb, Zn, Mn, Fe, Cu, As, Be, V, Cr etc.), minerale (silicați, azbest, bioxid de siliciu etc.), sau de natură organică (păr, lână, coloranți organici, particule de făină, bumbac etc.) Proveniența lor le asigură o bună stabilitate și menținere în timp. Poluarea atmosferei cu aceste particule este îndeosebi dăunătoare, datorită gradului mare de răspândire la distanțe mari față de sursa poluantă (ajung uneori și la sute de km), precum și datorită penetrabi1ității lor extrem de ridicate, ceea ce are ca urmare afectarea gravă a sănătății ființelor umane (datorită pătrunderii lor pe traiectele respiratorii, pe de o parte, iar pe de alta datorită depunerii lor pe alimente și în apa potabilă, acțiunea lor putând fi iritantă, corozivă, alergică, infecțioasă și chiar toxică), degradarea florei și a faunei din zonele aflate sub influența acestora. Există actualmente zone ale globului aflate sub acțiunea generalizată a mai multor agenți poluanți atmosferici, aflați în condiții de umiditate ridicată și fără curenți de aer. Fenomenul a primit denumirea de smog (smoke – fum, fog – ceață), fiind identificate două tipuri: smogul londonez care se prezintă sub forma unei cețe alburii și smogul californian datorat acțiunii oxidante a agenților poluanți: CO, CO2, H2S, SO2, NH3, NO, NO2 și alți agenți rezultați din gazele de eșapament ale autoturismelor.

În cazul întreprinderilor metalurgice, pe lângă faptul că ele constituie o sursă de poluare, pulberile reprezintă și pierderi importante de materiale utile. Cantitatea de pulberi evacuate depinde de natura proceselor tehnologice, de viteza și debitul gazelor eliminate, de diametrul și densitatea particulelor, de starea și intensitatea curenților din instalațiile tehnologice și, evident de prezența, funcționarea și randamentul sistemelor de reținere.

Din punct de vedere al comportamentului și implicit al riscurilor pentru om, metalele grele se pot clasifica astfel:

– bioacumulare majoră

din apă: Hg, Cd, Pb, Cu, Zn, Sr;

din sol: Cd, Pb, Zn, Ni, Sn, Cs, Rb;

sorbție din tractul gastro-intestinal: Cd, Hg, Zn

penetrare prin placentă: Cd, Hg, Pb, Zn;

penetrare a barierei sânge – creier: Hg, Al, Pb;

reacții cu grupările tiol ale proteinelor: Hg, Pb, Cd, Se;

alterarea lanțului acizilor nucleici: Cd, Cu, Zn, Hg, Ni.

Consumarea de către om a plantelor cultivate pe solurile poluate cu metale grele sau a produselor obținute din erbivorele care consumă aceste plante, face ca metalele grele să ajungă în organismul uman, cu consecințe uneori dramatice pentru acesta. Evident, la metalele grele ingerate cu alimentele se adaugă și cele inhalate (aflate în pulberile în suspensie) precum și cele ingerate accidental, mai ales de copii.

Ținând cont de posibilitatea ca metalele grele să intre din sol în lanțul trofic și mai ales în alimentele consumate direct de către oameni, s-au elaborat norme privind conținutul maxim admis în aceste alimente. Conținutul de metale grele admis în alimente variază în funcție de legislația fiecărei țări.

[NUME_REDACTAT] arsenului în natură este deosebit de complexă, datorită în mare parte posibilității sale de a se prezenta în mai multe stări de oxidare: +5, +3, +1, 0 sau -3. În cele mai multe cazuri, arsenul are starea de oxidare +3 (în arseniți, derivați ai H3AsO3) sau arsenați (H2AsO4- / HAsO42-). As poate fi prezent și sub forme organo-metalice, cum este acidul metilarsenic: CH3AsO(OH)2 și acidul dimetilarsenic: (CH3)2AsO(OH).

Toxicitatea compușilor arsenului este determinată de natura lor chimică: compușii trivalenți sunt mai toxici decât cei pentavalenți, aceștia din urmă putând deveni tot atât de toxici prin reducerea lor în arseniți; arsenul aflat în stare pură nu este toxic.

În majoritatea siturilor contaminate, As apare sub formă de As2O3, sau ca reziduu anionic al As2O3, oxidat sub forma As(V) fiind absorbit în special pe hidroxizii ferici sau de aluminiu și pe argile. Arsenul pentavalent este absorbit mai puternic decât cel trivalent, deci As(V) este mai puțin mobil (și mai puțin toxic) decât As(III).

As(V) prezintă comportament anionic în prezența apei, de unde și creșterea solubilității acestuia odată cu creșterea acidității; nu formează complexe sau precipitate cu alți anioni. As(V) poate forma arsenați de metal cu solubilitate scăzută. Arsenatul de calciu [Ca3(AsO4)2] este cel mai stabil arsenat în mediile foarte oxidate și alcaline, dar este instabil în mediu acid. Chiar în condițiile inițiale oxidante și alcaline, absorbția de CO2 din aer va avea ca rezultat formarea de CaCO3 și eliberarea de arsenat. În solurile sodice, unde există suficient sodiu disponibil, se poate forma compusul Na3AsO4, mobil. Arsenatul de mangan [Mn2(AsO4)2], mai puțin stabil, se poate forma atât în mediu acid cât și alcalin, în timp ce arsenatul de fier este stabil în mediul acid.

În mediu aerob, la o aciditate < 2, predomină H3AsO4 fiind înlocuit de H2AsO4-, HAsO42- și AsO43- pe măsură ce gradul de aciditate crește la aproximativ 2, 7 și respectiv 11,5. În condițiile ușoare de reducere, în cazul unei acidități scăzute, specia predominantă este H3AsO3, însă este înlocuită de H2AsO3-, HAsO32- și AsO33- pe măsură ce crește gradul de aciditate. În condiții și mai reductive și în prezența sulfurii se poate forma As2S3, care este un solid stabil având o solubilitate scăzută. AsS2 și AsS2- sunt instabile din punct de vedere termodinamic, în comparație cu As2S3. În condiții extreme de reducere poate apărea As elementar și arsenul volatil (AsH3). Așa cum competiția dintre cationii metalici afectează mobilitatea din sol, competiția dintre speciile anionice (cromați, arsenați, fosfați, sulfați), afectează procesul de fixare anionică putând duce la creșterea mobilității.

În concluzie, se poate afirma că mediul reducător, respectiv creșterea pH-ului determină creșterea mobilității arsenului și implicit apariția fenomenelor toxice.

Intoxicația cu arsen

Calea de pătrundere a compușilor cu arsen este respiratorie, digestivă sau cutanată.

Acumularea are loc preponderent în ficat, rinichi, splină, peretele intestinal, As rămânând mult timp în unghii, piele și păr.

Eliminarea compușilor minerali ai arsenului se face lent într-un interval de săptămâni sau chiar luni, spre deosebire de compușii organici care sunt îndepărtați în procent de 90% în primele 30 de ore de la ingestie, restul fiind expulzat abia după 20 de zile. Compușii pentavalenți sunt epurați mai repede decât cei trivalenți. Căile de eliminare sunt: renală, digestivă, cutanată și prin lapte. Caracteristic pentru intoxicațiile cu arsen este mirosul de usturoi al respirației celor afectați.

Acțiunea toxică a arsenului se manifestă la nivelul celulelor, prin blocarea unor enzime: ATP – aza, arilesteraza, A.L.A. – sintetaza, și la nivel vascular producând dilatarea capilarelor și extravazarea proteinelor plasmatice. Intoxicația acută se manifestă prin semne gastro-intestinale, anemie hemolitică, insuficienta suprarenală, tulburări cardio-vasculare, cutanate, și tulburări ale hemostazei. Sunt de asemenea posibile encefalopatiile, precum si o iritare cutanată a mucoaselor nazale și bronhice. Intoxicația cronică se manifestă prin leziuni cutanate (melanodermie, cheratodermie, boala lui Bowen), căderi ale unghiilor, ale părului și leziuni ale mucoaselor. S-au semnalat polineuropatii, precum și tulburări hepatice si renale importante.

Simptomatologia în intoxicația acută se traduce prin dureri abdominale, vărsături persistente, diaree, anurie (încetarea eliminării urinei), crampe ale mușchilor scheletici. Ulterior apare o puternică senzație de sete și se instalează starea de șoc, eritem, urticarie, icter, tulburări respiratorii. În intoxicația cronică se întâlnește sindromul de arsenicism, ce se manifestă prin lipsa poftei de mâncare, diaree, tulburări nervoase, stare depresivă, oboseală musculară, căderea părului și a unghiilor, ulcerații cutanate, mai ales pe scrot.

Dozele toxice pentru om variază de la un compus la altul: 70 mg pentru compușii trivalenți, 200-300 mg pentru compușii pentavalenți. Obișnuința la doze crescute de arsen (mitridatism) nu este rezultatul creșterii capacității organismului de detoxifiere și eliminare a acestuia, ci se datorează inflamației cronice a mucoasei, care astfel se constituie ca o barieră, împiedicând absorbția toxicului.

Intoxicația animalelor se produce ca urmare a consumului de furaje provenite din culturi tratate cu erbicide – arseniți, sau ca urmare a consumului de furaje contaminate. Prevenirea intoxicațiilor cu arsen se realizează prin evitarea hrănirii animalelor cu furaje provenite de pe suprafețe tratate cu compuși ai arsenului, efectuarea unor tratamente medicamentoase cu respectarea strictă a dozelor prescrise, precum și prin manipularea și depozitarea corespunzătoare a substanțelor pe bază de arsen. Furajele contaminate urmează să fie arse, iar sursele de apă în care s-a evidențiat prezența arsenului nu vor fi folosite pentru adăparea animalelor.

[NUME_REDACTAT] actuale privind pătrunderea cadmiului din mediul exterior în organism au la baza faptul că nivelul toxic pentru om apare atunci când conținutul acestui metal în rinichi este de 200 µg/kg.

O acumulare superioară a cadmiului duce la apariția emfizemului pulmonar și a proteinuriei. Aceasta situație este atinsă în cazul în care se ingeră zilnic 400-500 µg cadmiu/kg. Dacă doza real absorbită atinge valoarea de 0,35 g, ea poate genera moartea unui adult normal de 60 kg. Ca urmare a pericolului pentru sănătate, prezentat în cele ce urmează, [NUME_REDACTAT] Alimentarius intenționează să propună ca valoare maximă, pentru cereale și legume, concentrația de 0,1 mg Cd/kg s.u., o valoare suficient de mică pentru a necesita măsuri drastice de limitarea a accesului său în alimente (la o umiditate de 90%, des întâlnită în cazul legumelor, această valoare ar echivala cu o concentrație de 0,01 mg Cd/kg substanță proaspătă, o valoare mult mai mică decât cele existente actualmente).

Pe lângă vegetale, Cd poate fi ingerat și împreună cu alimentele de origine animală. Trebuie ținut cont de faptul că Cd preluat de om odată cu alimentele de origine animală se găsește legat de metaltioneine (Cd-MT), și după absorbție se fixează în rinichi. Cd în formă ionică (provenit din diferite săruri și aflat în sol sau la locul de muncă) fie se fixează de albumina seroasă și apoi este transportat în ficat, fie este legat în scurt timp de metaltioneine și ajunge în rinichi. Cd metalic, prezent în pulberile rezultate din diferitele industrii, este forma cu biodisponibilitatea cea mai redusă.

S-a constatat că, la câteva minute după expunerea la Cd, acesta este prezent în plasma sanguină, de unde este apoi rapid preluat de ficat și rinichi. La 24 ore de la expunere cea mai mare cantitate de Cd este distribuită în celulele sanguine, legat de metaltioneine. Se presupune că efectele toxice ale Cd apar când cantitatea de metaltioneine este insuficientă pentru a lega cadmiul absorbit.

Doar 10% din cadmiul absorbit este eliminat de către animalele supuse experiențelor, în principal prin urină și fecale. Prin păr, unghii și transpirație se elimină cantități neglijabile. Cantitatea excretată prin urină de un adult “normal” este variabilă, de la 2 g/zi la 25 g/zi, iar prin bilă de aprox. 64 g/zi, dar pentru cei expuși ocupațional la cadmiu, nivelul de excreție poate crește de câteva sute de ori. Studiile efectuate au indicat că timpul de înjumătățire a Cd este de aproximativ 20-30 ani.

Dintre intoxicațiile cronice cu cadmiu cel mai cunoscut caz este reprezentat de boala descrisă pentru prima dată în Japonia sub denumirea Itai-itai, la persoanele care au ingerat cu alimentele consumate, mai precis orez (a cărui concentrație maximă admisă de Cd este de 0,4 ppm), o cantitate de 600 µg cadmiu zilnic. Boala a afectat în special femeile în vârstă și copii, manifestându-se prin: gastrită cronică, osteoporoză și osteomalacie, afecțiuni renale și tulburări neuromusculare.

Intoxicația la animale

Cadmiul este considerat ca unul dintre cele mai toxice elemente din mediul înconjurător, alături de mercur, plumb și arsen, doza letală DL50 fiind de 40 mg. Utilizarea lui pe scară mai largă în industrie a declanșat o gravă problemă de ordin ecotoxicologic, în curs de soluționare prin eliminarea sa cât mai completă.

Etiopatogenie. Printre principalele cauze ale intoxicației cu Cd, sunt de amintit: consumul de borhoturi acide sau de alte alimente preparate sau păstrate în vase metalice tratate anticorosiv cu Cd; păscutul animalelor pe suprafețe irigate cu ape poluate cu Cd provenit din deșeurile industriale, sau pășuni fertilizate cu nămoluri provenite din stațiile de epurare ale apelor reziduale urbane. Fiind prezent și în uleiurile pentru motoare și în cauciucuri, unde împreună cu oxidul de zinc servește ca agent de vulcanizare, cadmiul poluează arterele rutiere și terenurile limitrofe acestor artere, destinate pășunilor sau culturilor pentru furaje.

Căi de pătrundere. Principalele căi de pătrundere ale cadmiului sunt cea respiratorie sau prin ingestie, dar este posibilă și calea transcutanată. Absorbția are loc la nivelul duodenului.

Cadmiul este transportat de o proteină citoplasmatică, denumită metalotioneina, care poate fixa ionii metalici (Cd, Zn, Cu, Hg).

Cadmiul se distribuie în toate țesuturile și organele, principalele organe acumulatoare de Cd fiind ficatul, rinichiul, splina, pancreasul, testiculul, cordul, suprarenalele; de asemenea, se distribuie în sistemul nervos central și periferic, în placentă și glanda mamară.

Mecanism și mod de acțiune. Cadmiul inhibă acțiunea a numeroase enzime, unele fiind inhibate prin blocarea grupărilor tiolice. Cele mai afectate enzime sunt cele care au în componența lor zinc, care poate fi substituit de Cd, fiind astfel inactivate.

Astfel, Cd inhibă fosforilarea oxidativă de la nivelul mitocondriilor și diminuează sinteza ADN-ului, inhibă insulina pancreatică, crește sinteza epinefrinei și norepinefrinei și activitatea tirozinhidroxilazei. În prezența cadmiului se diminuează absorbția intestinală (duodenală) a calciului din furaje și scade semnificativ valoarea hematocritului și a hemoglobinei; produce tulburări de echilibru de origine vestibulară.

Cadmiul are, de asemenea, și o puternică acțiune cancerigenă.

Modificări anatomopatologice. La nivelul ficatului se constată leziuni de degenerescență grasă, iar la nivelul celulelor tubului contort degenerescență lipidică și vacuolară; testiculele sunt inițial tumefiate pentru ca ulterior să prezinte tendință la atrofiere și sclerozare.

În cazul în care Cd a pătruns pe cale respiratorie, în funcție de cantitatea ajunsă în organism poate produce edem pulmonar acut, pneumonie interstițială proliferativă sau fibroasă perivascular sau peribronșial; în formele cu evoluție trenantă, poate produce emfizem pulmonar sau rarefacție osoasă.

Simptome. În intoxicația cu Cd pătruns pe cale orală, se constată vomismente sanguinolente, colici grave, anorexie, poliurie, glucozurie, constant proteinurie; în formele cronice produce anemie, tulburări de echilibru, stagnare în creștere, compromiterea calității spermei, infecunditate. [NUME_REDACTAT] a pătruns pe cale respiratorie se constată tuse, jetaj spumos, în cazul edemului pulmonar, respirație dispneică.

Evoluția poate fi acută sau cronică.

Diagnostic. La precizarea diagnosticului contribuie examenul anamnetic, detaliat, ancheta epidemiologică la care se adaugă simptomele enunțate, proteinuria – constant întâlnită în intoxicația cu Cd.

Pentru a se preveni intoxicația cu cadmiu la animale, va trebui ca periodic să se facă analize de laborator ale solului, apei, plantelor furajere, pășunilor și fânețelor din vecinătatea minelor de zinc și cadmiu, a fabricilor de îngrășăminte fosfatice etc. Se recomandă evitarea poluării pășunilor cu resturi de săruri de cadmiu din ambalaje și a aerului cu fum, praf și aerosoli de cadmiu, în zonele din jurul uzinelor și, mai ales, din jurul celor prelucrătoare de zinc.

În ceea ce privește produsele provenite de la animale intoxicate cu cadmiu se recomandă confiscarea organelor interne și a măduvei osoase, iar carnea se va da la consum numai după examen de laborator. Animalele vindecate nu vor putea fi sacrificate mai devreme de 12-15 săptămâni, perioadă necesară eliminării cadmiului din organism.

Intoxicația la om

În tubul digestiv cadmiul se absoarbe într-o măsură însemnată și se depozitează în ficat, rinichi, splină, măduvă osoasă pe suprafața hematiilor și într-o concentrație mai redusă în oase și musculatură dar, totuși periculoasă pentru consumul de lungă durată a cărnii.

Efectul toxic constă în inhibarea unor enzime, perturbarea metabolismului glucidic, lezarea țesutului renal și a țesutului testicular prin înlocuirea zincului.

La acestea se mai adaugă efectul hipertensiv anemizant, distrugerea dentinei, decalcifieri ale țesutului osos (în Japonia este cunoscută boala „Itai-itai“ sau „înmuierea picioarelor“, menționată anterior).

Eliminarea cadmiului din organism se face lent, în aproximativ 6-8 săptămâni, prin fecale și urină, mai puțin prin lapte.

Simptomatologia se traduce prin greață, vărsături, crampe abdominale, inapetență, diaree, somn agitat. Intoxicația cronică este rezultatul acumulării în organism a unor cantități mici de cadmiu ce sunt ingerate în timp.

[NUME_REDACTAT] alimentar de plumb mărește mult mai mult plumbemia decât pătrunderea pe cale aeriană, motiv pentru care trebuie să i se acorde o importanță deosebită.

Gravitatea efectului toxic al plumbului, cât și al celorlalte metale grele este dependentă de cantitatea ingerată, de forma chimică sub care este vehiculat metalul în produsul alimentar, de ponderea pe care alimentul o are în structura meniurilor, de efectul sinergic și antagonic al altor contaminați chimici. Este demn de remarcat că plumbul organic (legat de substanțe organice) nu are efect asupra sintezei hemului, dar fiind liposolubil, poate trece foarte ușor bariera sânge-creier, deci este neurotoxic.

În cazul ingerării directe a Pb (de către vite, ca particule de praf depuse pe suprafața furajelor, sau de către copii mici, care se joacă pe terenuri contaminate), trebuie ținut cont de faptul că pH-ul stomacal are valoare acidă (între 2 și 3), care face ca să crească foarte mult disponibilitatea Pb.

Cantitatea de plumb admisă de FAO/OMS, ca doză tolerabilă este de 2µg/zi, dar o serie de specialiști apreciază această valoare ca fiind prea mare.

Consumul de alimente, care au CMA pentru plumb depășită afectează sănătatea oamenilor, generând intoxicații acute sau cronice. Primele simptome toxice se resimt când plumbul ajunge la valoarea în sânge de 0,08 mg (valoarea normală este de 0,03 mg plumb/5,5 l sânge).

Intoxicațiile acute și subacute sunt mai puțin frecvente, deoarece presupun o cantitate mare de plumb absorbită pe cale digestivă. De obicei, din totalul sărurilor de plumb ingerate, doar 10% sunt solubilizate și absorbite.

Efectele plumbului asupra organismului uman se manifestă la nivelul organelor și sistemelor, astfel:

sânge: inhibarea activității enzimelor care asigură sinteza sau deshidratarea acidului aminolevulinic și a ferochelatazei, ceea ce diminuează biosinteza hemului;

reducând cantitatea de Fe2+, apare excesul de protoporfirină și, în final, anemia;

rinichi: insuficiență renală;

nefropatie cronică;

gută;

inimă: creșterea tensiunii sanguine sistolice și diastolice;

– modificări degenerative ale miocardului;

ficat: scăderea activității oxidazei;

schelet: întârzierea creșterii;

sistem nervos: neuropatie periferică;

tulburări de auz;

tulburări de echilibru;

reducerea dezvoltării mentale a copiilor (IQ mai redus);

sistemul reproducător: fertilitate masculină scăzută;

creșterea riscului de avort spontan;

Pb se acumulează în oase și dinți (înlocuiește Ca în structura apatitei).

Plumbul se caracterizează printr-un efect cumulativ și ca urmare, un aport de 2 mg/zi pentru un adult provoacă tulburări generale (saturnism cronic). La început manifestările nu sunt caracteristice: indispoziție, astenie, slăbire, dureri articulare, tulburări digestive.

Dacă aportul de plumb se menține, tulburările se accentuează, putând apărea intoxicația cronică, manifestată prin paralizie, căderea dinților, ulcer gastric, necroza oaselor, etc. În anumite cazuri intoxicația cu Pb se mai poate manifesta și prin decolorarea buzelor și a pielii (posibil de confundat cu anemia), sau prin apariția unei dungi pe gingii. Intoxicația cronică cu Pb poate conduce la nefrită și la apariția prematură a arteriosclerozei.

În fazele grave, intoxicația cu Pb se manifestă prin convulsii, paralizie a membrelor, comă și în final deces.

[NUME_REDACTAT] se face în proporție de 75-80% prin urină (între 100 și 400 g/l, în cazul intoxicațiilor) și fecale, în cantități dependente de gradul de intoxicare.

Intoxicația la animale

Intoxicația cu plumb vizează cel mai adesea bovinele tinere. Diverse anchete epizootologice efectuate în Franța au arătat că peste 70% din cazuri sunt întâlnite la bovinele sub 1 an; această sensibilitate particulară a tineretului este comună, de altfel, și pentru alte tipuri de intoxicații și ține de frecvența a trei factori:

a) factori comportamentali (tendința vițeilor și a junincilor de a linge obiectele din jur);

b) particularități de fiziologie digestivă: la animalele tinere cantitatea de plumb absorbită este mare față de adulți, la care absorbția nu depășește niciodată 5-15%;

c) factori metabolici: capacitatea de fixare a plumbului în țesutul osos în creștere este mult mai crescută față de cea a animalelor adulte. Plumbul este „sechestrat“ în proporție de 90% de țesutul osos sub formă de fosfat triplumbic insolubil și netoxic și, prin remanierea țesutului osos la animalele tinere, plumbul este mobilizabil.

Plumbul pătrunde în organism pe cale digestivă, dar nu se exclude nici pe calea respiratorie sau transcutanată, dar în cantități neglijabile. O dată absorbit, plumbul (pe calea venei porte) ajunge în ficat, de unde treptat se elimină prin bilă; o parte neînsemnată ajunge în circulație și se elimină prin urină, salivă, transpirații, lapte și fanere.

În formele cronice plumbul se depozitează în special în țesutul osos, mai precis în traveele osoase, depozitarea fiind strâns legată de metabolismul calciului; mobilizarea calciului este însoțită de mobilizarea plumbului, fapt ce explică accidentele tardive cu plumb și, de aici, dificultăți în precizarea naturii intoxicației.

Se apreciază că doza medie letală unică de acetat de plumb la viței variază între 200-400 mg/kg corp, în timp ce la adulți variază între 600-800 mg/kg corp.

Compușii plumbului cu un grad mai mare de solubilitate au efect caustic asupra acțiunii tubului digestiv. După ce au trecut bariera digestivă, ionii de plumb acționează toxic asupra organelor hematopoetice și a hematiilor, asupra parenchimurilor, tulbură procesele de oxidoreducere la nivel celular, dereglează metabolismul calciului și sistemele tampon.

În ce privește simptomatologia la formele supraacute cu evoluție rapidă sunt prezente numai fenomenele nervoase. În formele acute manifestările nervoase sunt însoțite de fenomene digestive.

Intoxicația cronică se traduce prin stomatită ulceroasă, greutate în prehensiune și masticație, colici periodice, slăbire progresivă până la cașexie, hipogalaxie, crize epileptiforme, contracturi, anemie pronunțată.

La cabaline intoxicația cu plumb se traduce prin cornaj și disfagie ca urmare a paraliziei nervului recurent, paralizia trenului posterior, anemie și uneori o lizieră albăstruie-negricioasă la nivelul gingiilor.

La carnivore intoxicația acută cu plumb este rară și se traduce prin anorexie, vomitări, gastroenterită sau constipație urmată de diaree negricioasă (datorită prezenței sulfurii de plumb în fecale), colici, gemete, dese schimbări de poziție, semne de excitație nervoasă, urmate de semne depresive.

Tulburările cerebrale se traduc prin crize epileptiforme, care revin în urma unui stres (injecții, priză de sânge etc.) sau prin sindrom de imobilitate. Lezarea nervilor motori explică paralizia membrelor.

Diagnosticul se va preciza pe baza aspectelor clinice și a unei severe anchete epizootologice, precum și prin diagnostic diferențial.

Diagnosticul diferențial va trebui făcut față de alte afecțiuni grupate după etiologie în trei grupe, și anume: intoxicații, afecțiuni metabolice și boli infecțioase.

Dozele la care apar efecte toxice ale plumbului asupra animalelor diferă foarte mult de la o specie la alta.

Intoxicația la om

Din totalul plumbului ingerat, numai 2% se absoarbe prin mucoasa intestinală, restul fiind eliminat prin fecale. După absorbție, particulele de plumb se leagă de proteinele serice și se fixează la suprafața globulelor roșii sau sunt fagocitate, apoi are loc răspândirea lor în tot organismul distribuindu-se în oase (41%), ficat (22%), rinichi (11%) și în cantități mai mici în celelalte organe.

În intoxicațiile acute, plumbul se întâlnește în cantități reduse în oase, atingând concentrații mari în ficat, rinichi și scoarța cerebrală. Ulterior plumbul manifestă tendința de deplasare din țesuturile moi în oase.

Figura __. Efectele adverse ale Pb, funcție de concentrație și vârstă.

Acțiunea nocivă a plumbului constă în: blocarea sintezei hemoglobinei și membranei globulelor roșii – proces care duce la instalarea anemiei (anemia saturnină); acțiune toxică la nivelul sistemului nervos producând encefalopatie saturnină și nevrită motorie; leziuni morfologice și funcționale la nivelul rinichiului; endarterite și spasm vascular.

Efectele adverse ale Pb în funcție de concentrație și vârstă sunt prezentate în Figura __.

Eliminarea plumbului din organism se face pe cale renală, digestivă, mamară etc., realizându-se într-un ritm lent.

Pentru om, doza letală este apreciată la 0,6 g pentru acetatul de plumb, 20-50 g pentru carbonatul bazic de plumb (ceruză).

Simptomele în intoxicația acută cu plumb elementar și săruri anorganice de plumb se traduc prin grețuri, vărsături, diaree, dureri abdominale, comă terminată uneori cu moarte.

Supraviețuitorii prezintă semnele encefalopatiei saturnine: puternice dureri de cap, insomnii, coșmaruri, agitație sau depresiune, tremurături, dezorientare spațio-temporală, tulburări de vedere, pareze, delir, halucinații, iar în cazurile grave convulsii și comă.

În intoxicația acută cu compuși organici de plumb (tetraetilul de plumb, utilizat în amestec cu benzina sau ca insecticid produce cele mai multe intoxicații) s-au constatat insomnie sau somn agitat cu coșmaruri, dureri de cap, oboseală, lipsa poftei de mâncare, gust metalic, grețuri, scăderea pulsului și a tensiunii arteriale, transpirație și salivație, tremurături, hiper-reflectivitate.

În formele grave se manifestă semne de encefalopatie acută toxică (delir, halucinații, dezorientare temporo-spațială, stare confuzională), convulsii, comă, în urma cărora poate surveni moartea.

În intoxicația saturniană cronică se întâlnesc diferite grade de afectare a sistemului nervos, organelor hematopoetice și tractului digestiv.

În alimente acest metal poate fi întâlnit în cantități periculoase pentru sănătatea omului. Astfel, laptele poate conține din prima zi de intoxicație a animalului 0,2-0,3 mg/l, nivel care reclamă excluderea laptelui respectiv din hrana omului. În ficatul de pasăre se pot întâlni concentrații de 80-85 ppm plumb în cazul intoxicației cronice a păsărilor. La peștii, crustaceele și moluștele din apele poluate s-au decelat de asemenea cantități importante de plumb.

Măsurile de prevenire a intoxicațiilor cu plumb vizează înlăturarea cauzelor care duc la intoxicația animalelor (furaje și apă contaminate), depozitarea, manipularea și utilizarea corespunzătoare a compușilor plumbului.

[NUME_REDACTAT] este un microelement cu importanță deosebită, atât pentru plante cât și pentru om, favorizând în special creșterea. În organismul uman zincul determină funcționarea unor enzime (fosfataza intestinală și sanguină, carbohidraza, catalaza hepatică și renală). În mod normal, o alimentație rațională introduce în organism o cantitate de 0,5 – 3 mg Zn.

Deși este considerat un element esențial pentru viață, în cantități mari zincul poate fi toxic, atât pentru plante cât și pentru om sau animale, în concentrații de 0,5 – 1% în alimente determinând anemia și moartea consumatorilor.

Concentrația obișnuită în sol este de 10-300 ppm, mai frecvent între 30 și 50 ppm. Acumularea unei cantități excesive de zinc în sol influențează negativ asupra celor mai multe procese din sol. Excesul de zinc provoacă modificarea proprietăților fizice și fizico-chimice ale solului reducând activitatea biologică din sol. Zincul acționează asupra microorganismelor atât direct cât și indirect, dereglând procesele de transformare a materiei organice din sol. Acțiunea toxică a excesului de zinc asupra microorganismelor constă în încetinirea proceselor fiziologice. S-a mai stabilit că excesul de zinc frânează activitatea fermentației din sol, respectiv reducerea proceselor de descompunere a celulozei, reducerea proceselor de respirație, a activității ureazei etc.

Zincul este absorbit ușor de către plante din sol și se acumulează în proporție mai mare în organele verzi ale plantei. În plante, zincul devine toxic la concentrații mai mari de 400 ppm (substanță uscată), datorită probabil, faptului că împiedică absorbția altor elemente esențiale. În sol, zincul pare să fie destul de mobil.

Experiențele efectuate în țara noastră, cu privire la mișcarea zincului în profilul solului și translocarea din sol în plantă cu izotopul radioactiv Zn-65, arată că atât migrarea în sol cât și translocarea din plantă în sol se manifestă mai intens în cazul solului nisipos. Atât levigarea în sol cât și translocarea din sol în plantă se corelează cu textura nisipoasă și capacitatea redusă de schimb cationic.

Zincul pătrunde în organism, în mod obișnuit, prin ingestie, nefiind exclusă nici calea respiratorie prin inhalarea oxidului de zinc. Din cantitatea pătrunsă prin ingestie, aproximativ 10-20% se absoarbe la nivelul stomacului și intestinului. Zincul, o dată ajuns în circulație, se va depune în pancreas, ficat, rinichi, glande suprarenale, hipofiză, mușchi și oase; zincul este prezent și în spațiul intracelular.

Principala enzimă care conține zinc este anhidraza carbonică prezentă în sânge, rinichi, mucoasa gastrică și ficat. Sângele reprezintă sursa cea mai bogată în această metaloenzimă, care este de altfel răspândită în toate țesuturile, participând la reglarea metabolismului mineral.

Modul de acțiune al zincului, ca toxic, este încă necunoscut. La nivelul stomacului acționează ca iritant al mucoasei, producând leziuni congestivo-hemoragice. Interferând cu fierul și cuprul, va produce o anemie de grade diferite, corespunzătoare gradului de spoliere a ficatului de rezervele în aceste două elemente.

Acumularea are loc preponderent oase, păr și unghii.

Excreția se face în special prin fecale (aproximativ 90% din cantitatea ingerată).

Doza toxică variază în limite foarte largi, fiind în funcție de compusul acestui metal, de cantitate, de specie, de individ și, mai ales, de vârstă, precum și de prezența sau absența în furaje a altor elemente (calciu, cadmiu, plumb).

Studii aprofundate au demonstrat antagonismul dintre Zn și Cd (în anumite cazuri și Pb).

Intoxicația cu zinc

Intoxicația la animale

Modificări anatomopatologice. Acestea vor marca calea de pătrundere a toxicului: atunci când a pătruns prin ingestie, vor predomina leziunile congestivo-hemoragice la nivelul mucoasei stomacului și intestinului și la nivelul rinichiului; icterul va însoți leziunile de degenerescență hepatică; în formele cronice, ca urmare a proceselor iritative prelungite, se va produce îngroșarea pereților compartimentelor gastrice; prezența emfizemului pulmonar, complicat cu emfizemul subcutanat, indică pătrunderea toxicului pe cale respiratorie.

Simptomatologie. Forma acută se traduce prin vomitări violente, diaree, colici, somnolență, hipo- până la a-galaxie, pareze, insuficiență cardiocirculatorie acută. În intoxicația cronică, tineretul nu mai înregistrează sporul zilnic în greutate, prezintă anemie, deformări articulare, rigiditate în mers, ca urmare a lipsei de mobilitate a coloanei vertebrale, șchiopături, poziție decubitală prelungită etc. Intoxicația cronică, la porc, se traduce prin scăderea apetitului, stagnare în creștere, anemie, dispepsie continuată cu gastrită sau gastroenterită, deplasare greoaie.

Intoxicația bovinelor, pe cale respiratorie, se manifestă prin hipertermie, tahicardie, tahipnee, respirație dispneică, subrezonantă și toate elementele care indică prezența emfizemului pulmonar și subcutanat.

Diagnostic. Intoxicația cu zinc se diagnostichează cu dificultate. Numai o anchetă complexă și atentă poate surprinde elementele toxicologice care să indice intervenția acestui element, confirmate de determinările zincului din furajul la care animalele au avut acces, precum și din ficat și sânge.

Profilaxia presupune luarea celor mai eficace măsuri privind atât prevenirea poluării pășunilor sau loturilor furajere cu zinc, cât și evitarea accesului animalelor în aceste zone. Atunci când sunt dubii, este recomandabil să se recolteze probe de furaje care se trimit laboratoarelor de profil.

Intoxicația la om

Din totalul de zinc ingerat se absoarbe aproximativ 10-20%, care se depozitează în ficat, rinichi, pancreas, glande suprarenale, hipofiză, mușchi, oase. DL50 = 3-6 g.

Simptomatologia în formă acută constă în tulburări digestive: vomă, colici, diaree, tulburări cardio-circulatorii, febră. În forma cronică se constată anemie, slăbire progresivă, dureri articulare.

Dintre alimente, cele acide conțin o cantitate mai mare de zinc.

[NUME_REDACTAT] este singurul metal care se găsește în stare lichidă la temperaturi obișnuite. Poate apărea în multe forme stabile, având un timp de viață mare este transportat pe distanțe largi. Mercurul este singurul metal care se găsește în toate cele trei medii majore (apă, sol, atmosferă).

Sursele de mercur sunt: naturale și din activitatea umană.

Ciclul biochimic al mercurului este preponderent sedimentar. Compușii naturali (din vulcanism și eroziune) și industriali sunt antrenați de cursurile de apă spre ocean.

Apare la obținerea lui și la utilizarea în diferite sectoare: industria clorosodică (electroliza cu catod de Hg), energetica nucleară (agent de transfer termic), la sinteza fungicidelor, prepararea unor catalizatori, fabricarea instrumentelor de măsură, etc

Mercurul este folosit mai ales în industria chimică, la fabricarea vopselelor, a hârtiei, a produselor farmaceutice, a dezinfectanților.

La prepararea sodei caustice, de exemplu, la fiecare tonă de sodă sunt deversate cca. 200 g Hg. O parte din acest produs rămâne și în soda care se folosește și în unele ramuri ale industriei alimentare.

O altă sursă de poluare cu mercur o constituie arderea combustibililor fosili. Anual, în urma acestui proces, în atmosferă ajung cca. 5000 t Hg.

Cea mai mare parte a mercurului provenit din activitatea umană se degajă în atmosferă prin migrare și transformare, el ajungând în mediul acvatic unde se acumulează, mai ales în organisme sub forma unor produși foarte toxici.

Unii compuși ai mercurului precum sublimatul coroziv (HgCl2), compușii organomercurici (metilmercurul și dimetilmercurul) sunt cunoscuți de mult timp ca fiind foarte toxici.

Compușii metilmercurici provoacă aberații cromozomiale, afectează celulele nervoase ale creierului, deteriorarea coordonării nervoase, anomalii psihice etc.

Mecanismul chimic al acestor procese pare a consta în afinitatea mare a mercurului față de sulful din moleculele proteice, ceea ce afectează tranzitul de ioni prin membrane, activitatea enzimatică, activitatea mitocondriilor etc.

Cercetările efectuate arată că toxicitatea mercurului este diminuată de către seleniu. Seleniul duce la scăderea nivelului de mercur din organe și schimbă legarea sa de către proteinele solubile. Efectul are loc datorită competiției între Se și Hg pentru grupele SH ale proteinelor.

El blochează grupele SH din aminoacizi și deci dereglează reacțiile redox din organismele vii și se acumulează pe lanț trofic. în urma unor transformări biochimice (deșeurile care ajung în mări și oceane) rezultă Hg elementar care este metilat de microorganisme formându-se metilmercurul. Acesta este asimilat de fitoplancton, se acumulează în zooplancton și se concentrează în moluște, crustacee, pești fitofagi, pești carnivori, rechini. Peste 95% din mercurul dozat este MeHg, derivatul cel mai toxic, o otravă cu acțiune cumulativă, absorbită în întregime la nivelul aparatului digestiv. În ambele cazuri (Pb, Hg) se impun restricții severe privind controlul scăpărilor în atmosferă și menținerea unor limite strict admise.

Problema poluării aerului cu Hg reprezintă o preocupare prioritară pentru mai multe organisme internaționale, pentru că sunt evacuate cantități mari și necontrolate de Hg. Deșeurile de Hg din mediul natural nu pot să fie nici micșorate și nici recuperate.

Cromul (Cr)

Cromul este un metal greu, având densitatea mai mare de cinci (este un microelement). Calitatea mediului înconjurător depinde și de pătrunderea și comportarea metalelor grele și de efectele acestora. Sursele de poluare cu crom hexavalent (CrO3) sunt: industria, aplicarea pe teren a nămolurilor de la stațiile de epurare a apelor uzate, irigarea cu ape uzate, deșeurile, reziduurile și emisiile de la exploatările miniere și platformele industriale și altele. Dacă emisiile de crom hexavalent ajung în sol și rămân strâns legate de constituenții acestuia, atunci accesibilitatea lor este redusă și efectul dăunător asupra vieții și a mediului înconjurător va fi redus. Dacă, condițiile de sol permit ca cromul să treacă în soluția solului, atunci există un risc de poluare a solului, a plantelor care îl absorb, a animalelor și a omului care le consumă, deci a întregii biosfere. Poate fi levigat de apa freatică și de suprafață, afectând omul și animalele prin apa de băut. Poluarea cu crom, constituie o problemă, acesta fiind toxic pentru plante, animale și om când se găsește în forma de anion oxidat (crom hexavalent).

Cromul este un metal alb-argintiu, foarte dur, fărâmicios, cu punct de topire înalt, iar dacă este lustruit bine se obține o suprafață argintie foarte strălucitoare. în stare compactă prezintă rezistență la agenții atmosferici și la oxidare, chiar la temperaturi ridicate. în natură, se găsește sub formă de combinații (cromit FeO*Cr2O3; crocoiza PbCrO4) sau însoțește aluminiul în mineralele acestuia. Este întrebuințat pentru acoperirea altor metale cu un strat fin de crom, pentru a mări rezistența acestora față de agenții atmosferici și chimici, dar și pentru a fi mai atrăgătoare ca aspect. Depunerea stratului de crom peste alte metale se face prin electroliză. În industrie, se folosește pentru obținerea unor oțeluri speciale, caracterizate prin rezistența și duritate mare, folosite pentru construirea ustensilelor sau pieselor de mașini foarte solicitate (bile pentru rulmenți). Oțelurile speciale inoxidabile sunt rezistente la coroziune (conțin ferocrom – cu 50 -70 % Cr și un alt metal – nichel, wolfram sau molibden) și se folosesc la construcția, aparatelor și rezervoarelor din industria chimică. în industria electrotehnică se folosesc rezistente electrice (din aliaj Fe – Ni – Cr, numit nichel-crom sau nicrom).

Cromul hexavalent (în stare de oxidare +6 ), se găsește în specii ca oxizii (CrO3), hidroxizii (H2CrO4) și CrO2F2 (ioni în soluție, de culoare galbenă). Trioxidul de crom (CrO3) este higroscopic, se dizolvă ușor în apă, iar la încălzire puternică se descompune în oxid cromic și oxigen, fiind un oxidant puternic (în contact cu alcoolul sau cu eterul le aprinde). Trioxidul de crom este foarte toxic, soluțiile lui colorează pielea în cafeniu și apoi o întăresc. Pe această acțiune se bazează întrebuințarea lui pentru prepararea secțiunilor pentru studii microscopice sau preparate anatomice și la tăbăcirea rapidă a pieilor. Cromații (sărurile acidului H2CrO4), au formula generală M2CrO4 (M=+1) și au culoare galben. Cromații metalelor grele sunt utilizați ca pigmenți de crom (galbenul de crom = cromatul neutru de plumb = PbCrO4, roșul de crom=cromatul bazic de plumb= PbCrO4 * Pb(OH)2; portocaliul de crom = cromat neutru de plumb + cromat bazic de plumb; galbenul de zinc = sare dublă de cromat de zinc și bicromat de potasiu = 3ZnCrO4 * K2Cr2O7). Aceștia sunt rezistenți la aer, la umiditate, au o bună putere de acoperire, dar sunt foarte toxici. Se utilizează ca oxidanți în chimia organică, în pirotehnie, la înălbirea uleiurilor și cerurilor și la prepararea gelatinei cu crom pentru zincografie (după iradierea cu lumină, gelatina devine impermeabilă față de apă).

Cromul trivalent este un constituent esențial, activ și util organismului. Cercetările au demonstrat că cromul trivalent provine din reducerea cromului hexavalent, la nivel celular. .

Cromații și bicromații, ce conțin crom hexavalent, sunt în general toxici. Intoxicațiile profesionale cu crom se întâlnesc la lucrătorii din: metalurgie, industria vopselelor, de la colorarea sticlei și porțelanului, de la fabricarea pietrelor semiprețioase și din galvanotehnică.

Pulberile și aerosolii pe bază de crom produc perforarea septului nazal și leziuni ale pielii și mucoaselor.

[NUME_REDACTAT] fier, este cel mai utilizat metal, jumătate din producția mondiala de cupru folosindu-se în scopuri electrotehnice (mai ales sub formă de conductori). Restul cuprului se folosește sub formă de aliaje (alama Cu-Zn; bronzul Cu-Sn), având destinații diferite. în aer ajunge datorită arderii combustibililor fosili. In urma activităților industriale se combină cu aerosolii, ajungând pe sol prin precipitații. Realizează concentrații mari, datorită activităților umane, erupțiilor vulcanice, pădurilor incendiate. In doze normale (urme) este un element esențial pentru existența umană. Efectele negative, în cazul expunerii îndelungate, pot provoca iritarea mucoasei oculare, deranjamente stomacale, diaree etc. Apa bogată în cupru induce carcinogeneza. Combinațiile cuprului nu sunt foarte toxice, chiar și alimentele conțin câteva mg / Kg de cupru. Doza toxică pentru om este 10 g, deci este foarte mare. în sângele unor animale inferioare (crustacee, moluște), se găsește un colorant care conține cupru, hemocianina, și care îndeplinește aceeași funcție ca hemoglobina din sângele vertebratelor.

Sărurile cuprului sunt otrăvuri puternice pentru alge si ciuperci. De aceea, se impregnează lemnul cu sulfat de cupru sau naftenat de cupru, pentru a-1 feri de ciuperci și se stropește vita de vie împotriva manei cu o soluție de sulfat de cupru și lapte de var („zeama bordeleză").

Poluarea cu cupru afectează proprietățile fizice și chimice ale solului, în sensul că solurile poluate cu cupru au un procent mai mic de agregate, o stabilitate hidrică mai mică a agregatelor, decât la creșterea susceptibilității la eroziune și compactare. Asupra plantelor, acțiunea toxică depinde de capacitatea de absorbție și de reacția solului. Conținutul de cupru în plante depinde de concentrația acestuia în sol, faza de vegetație a plantei, specie și soi. Conținutul de 20 ppm Cu în planta este dăunător pentru aceasta, prin reducerea intensității respirației, încetinirea procesului de formare a clorofilei, având influențe negative asupra activității unor fermenți.

[NUME_REDACTAT] este printre elementele cele mai rare de la suprafața acestei planete, fiind mai rar decât argintul. Seleniul este prezent în atmosferă ca derivați ai metilului. Forme necombinate ale seleniului au fost găsite ocazional și se cunosc în jur de 40 de minerale care îl conțin, dintre care cele care au cel mult 30% seleniu sunt rare și în general apar împreună cu sulfați ai metalelor, cum ar fi cuprul, zincul și plumbul.

Cantități reduse de seleniu pot ajunge în sol sau apă prin acțiunea atmosferei asupra rocilor. Acesta este absorbit de plante și se reîntoarce apoi în aer unde va fi preluat de particulele fine de praf. Seleniul este produs de arderea cărbunelui sau a benzinei, rezultând dioxid de seleniu.

Comportamentul seleniului în mediu depinde puternic de interacțiunea sa cu alți compuși și de condițiile de mediu dintr-un anumit loc și la un anumit moment.

Forme speciale de poluare

Substanțele radioactive

Radioactivitatea poate fi naturală și artificială. Dintre elementele radioactive naturale, cele mai multe au fost observate ca provenind din elementele grele U și Th, care nu au izotopi stabili de altfel. Dacă analizăm diagrama de stabilitate nucleară se constată că 83Bi este ultimul element din tabelul lui Mendeleev, care are izotopi stabili, iar U și Th formează o insulă de stabilitate. Intre 83Bi și 92U se găsesc deci 9 elemente care formează așa-zisa strâmtoare a radioactivității (toate sunt radioactive, cu timpi de înjumătățire mai mici decât ai uraniului sau thoriului. Acești nuclizi se dezintegrează prin emisie de radiații α și β.

Elementele radioactive din această parte a tabelului lui Mendeleev, se grupează în trei familii radioactive numite și serii naturale ce cuprind și studiul celor doi izotopi ai radonului, Rn-222 (numit radon) și Rn-220 (numit impropriu thoron) care apar în seria de dezintegrare a uraniului și thoriului.

Substanțele radioactive ajung în atmosferă ca urmare a unor incidente la centralele termonucleare, din experiențele nucleare, din utilizarea armelor nucleare, iar în ultimul timp din activitățile de neutralizare sau stocare a deșeurilor radioactive. Aceste substanțe ajunse în atmosferă se răspândesc pe suprafețe mari, contribuind la majorarea fondului de radiații terestre. Deși în mediu sunt transmise cantități nesemnificative din aceste substanțe, datorită faptului că pe lângă alte cauze, radiațiile ionizante sunt responsabile de apariția unor boli de care oamenii se tem în mod special, acest tip de poluare creează în rândul populației o stare de panică. Prin efectul ionizant pe care-1 produc aceste radiații ionizante afectează bioticul (majorează viteza de degradare a limfocitelor, generează boli maligne, produc mutații genetice) și abioticul (modificări ale structurii chimice ale materialelor cu degradarea unor proprietăți fizico-mecanice). Deoarece, în acest domeniu, nu s-au stabilit CMA-uri, pentru urmărirea variației în timp a concentrațiilor substanțelor radioactive în componentele mediului și pentru sesizarea unor creșteri semnificative este necesar să se cunoască valori tipice pentru zone mai largi, respectiv: concentrația radioactivă mai des întâlnită în atmosfera superioară în zone fără minereuri radioactive.

Produșii activi de dezintegrare a acestor elemente sunt formațiuni solide și de aceea se leagă cu particulele de pulberi din aer. Aceste pulberi sedimentează odată cu precipitațiile și pot produce o mărire a fondului radioactiv.

Radiațiile ionizante dăunătoare organismului uman sunt cele emise de particulele α și β, sau radiațiile y și X care determină mutații celulare ireversibile.

Pe baza cercetărilor efectuate până în prezent, OMS consideră că radonul și produsele sale reziduale constituie cei mai periculoși agenți ionizanți deoarece emit puternice radiații y și mari cantități de particule α și β care ionizează până și minusculele pulberi în suspensie din atmosferă într-un timp foarte scurt, dat fiind faptul că perioada lor de înjumătățire este foarte mică. Concentrația radonului poate atinge valori foarte mari în minele de uraniu slab ventilate, unde, prin inhalarea sa, determină rapida descompunere a țesutului pulmonar de care ele aderă, favorizând dezvoltarea cancerului. S-a demonstrat că există o relație directă dintre ratele expunerii radioactive și incidența cancerului. Riscul expunerii radioactive la compușii radonului este liniar în cazul dozelor mici, dar poate crește în progresie geometrică dacă muncitorii expuși sunt fumători deoarece tutunul țigărilor pe care aceștia le consumă conține între 0,1 și 1,0 pC de Po210 care este un produs de dezintegrare al Rn222 și care, prin particulele a pe care le emite, atacă țesutul pleural, inițiind formațiuni tumorale care se vor dezvolta areal pe măsura expunerii propriu-zise; astfel încât se consideră că tutunul este inițiatorul, iar radonul, promotorul cancerului pulmonar.

De altfel, cancerul pulmonar se poate dezvolta și ca efect secundar al terapiei cu raze X utilizată pentru tratarea cancerului mamar; în acest caz, indicându-se o rată de creștere de trei ori a riscului expunerii radioactive.

[NUME_REDACTAT] există o multitudine de definiții, cea mai scurtă și mai semnificativă este: Pesticidele sunt substanțe utilizate pentru combaterea unor specii considerate dăunătoare economiei (în special agriculturii) sau/și sănătății omului. Fiind o definiție antropocentrică, ea este totuși subiectivă.

Epoca de glorie a început în special după al II-lea [NUME_REDACTAT], când s-au produs și folosit pe scară largă insecticidele organoclorurate și organofosforice, erbicide, fungicide etc., de mare eficacitate și adesea foarte selective în distrugerea anumitor specii dăunătoare.

Compușii organoclorurați. Cel mai celebru reprezentant al lor este DDT-ul (diclor-difenil-triclor-etan), urmat de gamexan (hexaclorciclohexan – HCH), metoxiclor, aldrin, dieldrin, etc.

Proprietățile lor caracteristice sunt:

mare stabilitate chimică în condițiile mediului natural, degradarea producându-se încet (DDT are timpul de înjumătățire de 20 ani);

sunt greu solubili în apă și foarte solubili în grăsimi, ceea ce face să se depoziteze în grăsimea plantelor și animalelor;

sunt destul de volatile;

se adsorb ușor pe particulele din sol, apă, aer, putând fi transportați la mari distanțe, putând ajunge din nou pe uscat sau în apă, atât prin precipitații cât și prin sedimentare.

Mecanismele de acțiune fiziologică asupra organismelor nu se cunosc decât parțial, adică a unor substanțe, asupra unor anumite organisme. Astfel, de exemplu se cunoaște că DDT-ul acționează asupra sistemului nervos și a metabolismului hormonilor sexuali (la nevertebrate și vertebrate). S-a mai stabilit că la păsări dereglează metabolismul Ca: inhibând ATP-aza, blochează transportul ionilor de Ca prin membrane; totodată inhibă o altă enzimă, carboanhidraza, de care depinde depunerea carbonatului de calciu în coaja oului, periclitând reproducerea. S-a mai stabilit că pot avea efecte mutagene, teratogene și cancerigene.

Astfel, cercetările efectuate pe șobolani arată că aceste pesticide afectează funcțiile gonadelor, fertilitatea, reduc numărul puilor născuți, provoacă malformații la embrioni, tumori, mutații, atât în celulele germinale, cât și cele somatice. Având posibilitatea să treacă în laptele matern, ei pot intoxica și puii care sunt alăptați.

Asupra plantelor, compușii organoclorurați (inclusiv PCB-urile) au ca efect inhibarea diviziunii celulare, perturbarea fotosintezei (scăderea concentrației de clorofilă și pigmenți clorofilieni, inhibarea asimilării CO2 etc.)

Compușii organofosforici (parathion, malathion) au ca principală țintă acetilcolinesteraza – enzima care descompune acetilcolina (mediatorul chimic al influxului nervos). Ca urmare, influxul nervos nu se mai întrerupe ci continuă, accentuându-se și ducând la dezorganizarea mișcărilor, spasme, convulsii și moarte. Interesant este faptul că pesticidele organofosforice au structură chimică foarte asemănătoare cu substanțele de luptă neurotrope (soman, sarin, Vx).

Cu toate avantajele lor incontestabile (sporuri de recoltă, eradicarea sau ținerea sub control a unor boli transmise de insecte – malaria, tripanosomiaza, filiarioza etc.), folosirea pe scară largă a acestor compuși a condus la apariția unor efecte secundare, neașteptate și deosebit de grave.

În primul rând, răspândirea pesticidelor a devenit globală. Aplicate pe toate continentele, ele sunt duse de fluvii în oceane, unde ajung și din atmosferă, prin apa de precipitații. Au fost identificate în grăsimea pinguinilor și a balenelor din apele Antarcticii, fapt deloc surprinzător, deoarece hrana principală a balenelor o reprezintă krill-ul (crustaceul Euphausia superba), în care DDT a fost identificat în concentrații de 0,004 – 0,06 mg/g). Ajuns pe sol, DDT se descompune foarte greu, fiind un factor de distrugere a râmelor, cu efecte grave asupra fertilității acestor soluri.

În foarte multe cazuri, vietățile acumulează mari cantități de pesticide (DDT), chiar dacă mediul conține cantități mici din acestea:

algele marine: 4.400 – 37.000 ori

moluștele: 8.800 ori

crustacee: 1.200 ori

Cel mai alarmant aspect al folosirii pesticidelor organoclorurate îl reprezintă acumularea lor de-a lungul lanțurilor trofice, de la baza piramidei (producători primari), spre speciile din vârf, unde de multe ori se află omul. Cunoscând conținutul dintr-o substanță în mediu și în diferitele verigi ale lanțului trofic, se poate calcula coeficientul de concentrare, ca fiind raportul acestor concentrații.

Exemplu: Zonă mlăștinoasă din [NUME_REDACTAT], SUA:

Apă: 0,00005 ppm DDT:

Plancton: 0,04 ppm

Creveți: 0,16 ppm

Anguile: 0,28 ppm

Pești răpitori: 2,07 ppm

Pescărușii: 75 ppm

Factor de concentrare: 1.500.000 față de apă.

Un studiu efectuat în Cehoslovacia a relevat următoarele aspecte:

concentrația organocloruratelor în apa Dunării: 0,06–0,2 ppb

în sedimente: 0,01 – 2 ppm

în plante acvatice: 0,002 – 0,032 ppm

în pești fitofagi; 0,19 ppm

în pești răpitori: 2,6 ppm

Factor de concentrare: 1.000 – 10.000 față de apă.

Prin acest proces de concentrare în lungul lanțurilor trofice se produc concentrații suficiente pentru a dezorganiza reproducerea unor specii, mortalitate în masă, reducerea procesului de producție primară, în concluzie dezorganizarea întregului ecosistem. Multe din lanțurile trofice au la capătul lor omul, inclusiv cele care au la bază produsele vegetale și animale din agrosisteme care sunt tratate deliberat și sistematic cu pesticide. Astfel, apare evident pericolul pentru sănătatea publică a pesticidelor, mai ales a celor foarte toxice și cu mare remanență, la care s-a renunțat în multe țări (în România DDT-ul a fost interzis demult, la ora actuală folosindu-se HCH, produs la Rm. Vâlcea.)

Utilizarea pesticidelor, prin efectele lor ecologice și economice complexe și deseori neașteptate, ridică probleme foarte dificile. De exemplu, în zona Sahel (fâșia de zonă aridă la limita sudică a Saharei) s-au aplicat măsuri drastice de combatere a muștei țețe, pentru a eradica boala Nagana, care împiedica creșterea vitelor. Ca urmare șeptelul a crescut considerabil, a apărut fenomenul de supra-pășunat care, în combinație cu perioadele secetoase, a dus la alterarea drastică a vegetației, reducerea și mai mare a precipitațiilor și deci la extinderea secetei care afectează această zonă.

Deosebit de important este faptul că unele vietăți, având mecanisme de protecție specifice) tolerează prezența DDT-ului. Astfel de exemple sunt stuful, care poate servi la purificarea apelor și moluștele, care pot fi un bun indicator pentru organocloruratele din mediul acvatic.

Pe lângă acest tip de toleranță „naturală”, poate să apară și o toleranță indusă. Exemplul cel mai elocvent este cel al țânțarilor care, după o perioadă au devenit rezistenți la tratamentul cu DDT, iar malaria a reapărut după 10 –15 ani, la fel de violentă, în zonele tropicale în care se considera eradicată.

Un alt efect secundar al folosirii pesticidelor îl reprezintă moartea plantelor acvatice, urmată de descompunerea lor. Cum acest fenomen are loc cu consum de oxigen, scăderea concentrației sale conduce la moartea animalelor acvatice.

În concluzie, se poate afirma că, deși interzise în unele variante cum ar fi produsele organo-clorice (DDT), se folosesc încă în cantități mari în agricultură sub alte forme, contribuind în afara funcțiunii pentru care au fost create și la dereglarea sistemului hormonal, afectarea sistemului nervos, provocarea unor mutații și afecțiuni cancerigene la ființele umane și la animale. În fapt, s-a constatat că pesticidele afectează întregul lanț trofic al ecosistemelor, volatilitatea lor deosebită permițându-le să se răspândească foarte ușor pe tot globul. Soluții pentru diminuarea efectului negativ pe care îl au constau în utilizarea numai a pesticidelor autorizate și aplicarea lor cu acordul organismelor îndreptățite și în acord cu indicațiile de utilizare ale producătorului.

[NUME_REDACTAT] de bază a detergenților este de natură tensioactivă (anionicâ, cationică sau neionică), la care se adaugă și substanțe aditive (parfumuri, agenți de albire, enzime) a căror toxicitate nu este neglijabilă pentru viețuitoarele acvatice. Cei mai utilizați sunt detergenții anionici fiind mai puțin toxici. Aceștia sunt compuși de tipul alchi! Benzen sulfonaților: tetrapropilen, benzen, sulfonat de sodiu (T.B.S.), nebiodegradabili și alchilsulfonat liniar (L.A.S.), biodegradabil 99%.

Detergenții neionici (monolauratul de polietilenglicol) sunt în medie de 2 ori mai toxici decât cei anionici. Cei cationici (clorura de benzilmetildietanolamoniu) sunt cei mai toxici dintre detergenți.

[NUME_REDACTAT], deși nu dispune de o microfloră proprie are permanent microorganisme reprezentate de virusuri, bacterii, fungii etc. Acestea joacă un rol important în procesele biologice (fermentații, biodegradarea unor substanțe), fiind în majoritatea cazurilor factori alergogeni.

Microorganismele nu se găsesc în aer sub formă de corpi microbieni izolați, acestea fiind înglobate sau aderente la particulele de praf, fum sau vapori de apă, existând în aer sub trei forme: picături de secreție, nuclei de picături și praf bacterian. Picăturile de secreție se produc prin tuse, strănut, vorbire fiind proiectate până la o distanță maximă de 5 m, fiind de origine nazală, bucofaringiană sau bronșică. Au dimensiuni foarte mari și se sedimentează rapid. Nucleul de picături rezultă odată cu picăturile de secreție, având însă dimensiuni mai mici și o stabilitate mai mare în aer. Praful bacterian este constituit din particulele de praf la care aderă microorganismele. Prin uscare se transformă în pulberi. în general în aerul atmosferic, persistența germenilor este limitată datorită absenței substratului nutritiv, a deshidratării lor sub acțiunea căldurii, a razelor ultraviolete și a denaturării unor sisteme enzimatice care intervin în procesul respirator. Cunoașterea acestor detalii este importantă în activitatea de profilaxie în scopul prevenirii și combaterii bolilor ce se transmit prin nuclee de picături și praf bacterian.

Datorită efectului extrem de defavorabil al poluanților atmosferei s-au efectuat numeroase studii referitoare la modul de emisie și de dispersie a acestora. Au fost puse astfel, la punct metode de prelevare, măsurare (aleatorii sau continue), calculul și analiza particulelor și a gazelor aflate în emisiile poluante. S-au luat în considerare diverse modele care să țină seama de fenomenele de turbulență atmosferică, parametri meteorologici, stratificarea aerului, natura, înălțimea și viteza de emisie a poluantului. Sunt utilizate astăzi mai frecvent modelul gaussian (distribuție normală a poluantului în raport cu axa orizontală și axa verticală perpendiculară pe direcția vântului) și modelul climatologic (care calculează concentrația agentului poluant la nivelul unui receptor aflat la o anumită distanță de sursă, luând în calcul mărimi ca: direcția și clasa de viteză a vântului, cantitatea emisă în unitatea de timp, distanța față de sursă, starea meteorologică, clasa de stabilitate a poluantului, funcția care definește dispersia).

Nivelul ridicat al poluării atmosferice cu agenții poluanți precizați mai sus și incapacitatea atmosferei de autoepurare, a creat necesitatea actuală de a găsi metode de control al surselor de poluare și, respectiv, metode de purificare a aerului. în principal prin purificarea aerului se urmărește reducerea concentrației de poluanți din atmosferă sub nivelele stabilite prin reglementările legale. în acest sens s-a acordat atenție purificării aerului de particulele de pulberi și suspensii prin sedimentarea, schimbarea direcției gazelor, filtrarea sau adsorbția și absorbția particulelor poluante. Pot fi utilizate pentru aceasta, camere gravitaționale de depunere (sau de liniștire, unde pulberile sau suspensiile sunt trecute de la o secțiune mică la o secțiune foarte mare fiind obligate să-și reducă viteza și să se depună gravitațional), cicloane (unde depunerea particulelor se face sub acțiunea forței centrifuge), filtre (semipermeabile, scrubere sau electrostatice, filtrul utilizat pentru reținerea pulberilor fiind un material – bumbac, acrii, teflon, fibră de sticlă etc, un lichid sau forța electrostatică), dispozitive adsorbante (cu cărbune activ, pământuri silicioase, oxid de zinc, silicagel etc.) și dispozitive absorbante (cu soluții apoase de KMnO4, uleioase, cu motorină etc.) Foarte importante sunt și procedeele chimice de separare a gazelor. Se utilizează, astfel, reacții chimice de reducere de denitrifiere și desulfurare (pentru eliminarea SO2 și NOx)la temperaturi ridicate cu amoniac sau cu hidrogen (rezultând azot și apă, randamentul fiind de aproape 100%, dacă se folosesc catalizatori de TiO2-V2O5). Reacțiile de oxidare sunt folosite pentru eliminarea H2S și a mercaptanilor. Chemosorbția și absorbția chimică se utilizează la termocentrale pentru a evita emisia în atmosferă a SO2 și a NOx). Un deosebit interes se acordă astăzi purificării gazelor de eșapament generate de mijloacele de transport. Legislația în acest domeniu devine, de altfel, din ce în ce mai pretențioasă. Automobilele actuale sunt echipate uzual cu sisteme catalitice, uneori complexe de transformare a NOX, CO, CmHn în CO2 și N2. Arzătoarele de combustibil sunt mult ameliorate constructiv pentru a asigura un randament foarte ridicat de desulfurare și denitrifiere a gazelor încă de la ardere.

Calitatea aerului lasă mult de dorit în multe din orașele de pe teritoriul României dacă ne raportăm la cerințele legale. Se constată frecvente depășiri ale concentrațiilor admise în Ploiești (la H2SO4, NH3, NO2, CH2O, H2S, CO), Galați (NH3, fenoli, pulberi și suspensii), [NUME_REDACTAT] (SO2, Cd, Pb, pulberi și suspensii), Dej (H2S), Zlatna ( SO2, pulberi), [NUME_REDACTAT] (NO2, SO2, pulberi și sedimente). în unele orașe efectul poluanților se cumulează făcând posibilă apariția smogului în unele perioade ale anului. Acești poluanți afectează, de cele mai multe ori grav, sănătatea ființelor umane, dezvoltarea adecvată a florei și șansele de supraviețuire a faunei. Este evident astăzi, că la nivelul țării noastre se impun procedee radicale de retehnologizare în multe din ramurile industriale (tehnologiile utilizate actualmente au dus la o calitate necorespunzătoare a aerului în multe orașe ale țării, iar în cazurile cele mai bune introducerea unor programe de întreținere sistematică și preventivă a utilajelor, precum și de ameliorare a eficienței de funcționare a acestora, pentru a da un trend pozitiv în ceea ce privește reducerea la nivel național a emisiilor de poluanți în atmosferă.

SURSE DE POLUARE ȘI AGENȚI POLUANȚI AI APELOR

Menținerea indicatorilor de calitate a apelor de pe Terra în interiorul limitelor naturale sau chiar a celor standardizate (tabelul __), limite reglementate legal actualmente în cea mai mare parte a statelor de pe glob, reprezintă o necesitate esențială și indispensabilă vieții. Planeta albastră, după cum au numit-o astronauții, deține resurse de apă de 1,37 miliarde km3, dar din care doar 20000 km au indicatori de calitate care o fac cu adevărat disponibilă pentru utilizare. Resursele de apă sunt deci limitate, pe de o parte, iar pe de alta sunt distribuite cu totul neuniform pe glob. Deși cantitatea disponibilă pentru consum ar părea suficientă (în anul 2000 consumul de apă a fost de 1400 km3), prezența a nenumărate surse de poluare a apei și capacitatea limitată a acesteia de a se autoepura au determinat ca identificarea principalilor agenți poluanți să devină foarte importantă.

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

Tabelul __ Limitele standardizate ale indicatorilor de calitate ai apei (mg/l) (VA – valorile admise conform STAS 1342 – 91).

Sursele naturale cele mai importante de poluare, deși prezintă interes, au intrat în multe zone ale globului în ceea ce se numește specificul cadrului natural local (ape bogate în zăcăminte de sare, de sulfați, argiloase, cu vegetație intensă sau supuse periodic impurificării cu minereuri provenite din straturile subterane sau din erupțiile vulcanice).

Adevăratele surse de poluare care trebuie luate în considerare sunt cele create de activitatea ființelor umane și care pot fi de proveniență: industrială, agricolă, agrozootehnică, din centrele urbane și de la marile depozite neamenajate de deșeuri sau reziduuri solide aflate sub cerul liber. Toate aceste surse generează o gamă largă de agenți poluanți care pot fi clasificați în funcție de apele pe care le poluează, în poluanți ai apelor de suprafață și respectiv, ai apelor subterane.

POLUANȚI AI APELOR DE SUPRAFAȚĂ

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

Poluanții proveniți din industria extractivă rezultă din procesul de extracție a cărbunilor și minereurilor, dar mai ales din procesul de prelucrare a acestora. Cercetările efectuate au evidențiat prezența în apele de mină a unor cantități importante de ioni de SO4, CO2, Cl, Ca, Mg, Si, Fe, Pb, Zn, Mn, suspensii și reziduuri de minereu. De multe ori, în apele de mină se regăsesc și elemente ca: As, Cd, Ni, Ti, Be, Sr, V, Co, Ga, Mo, Ag, Hg, Sn, Te, Ba și altele. Aceiași ioni și multe din aceste elemente se regăsesc și în apele rezultate după procesele de prelucrare a cărbunilor și a minereurilor. în general, pentru neutralizarea acestor ape uzate se recurge la tehnici de sedimentare/coagulare uneori prin adăugare de floculanți/coagulanți în instalații de decantare și/sau în hidrocicloane sau în instalații de centrifugare. Sunt utilizate frecvent principii de filtrare la deshidratarea concentratelor și desecarea sterilelor (se utilizează filtre vacuum cu tambur, cu disc, plane, presă, cu bandă). Pentru neutralizarea apelor uzate provenite de la uzinele de prelucrare a minereurilor se recurge uzual și la procedee de epurare chimică. Reducerea acidității acestora se face prin tratare cu var, calcar, dolomită, sodă etc., iar a alcalinității prin tratare cu soluție acidă de H2SO4, HC1 și altele.

Poluanții proveniți din industria siderurgică rezultă în cursul proceselor de răcire a agregatelor tehnologice și a produselor, la evacuarea diverselor deșeuri și subproduse, precum și în cursul etapei de denocivizare a gazelor și a fumurilor generate în diferite faze ale procesului de producție din uzinele cocsochimice, furnale, oțelării și laminoare. Măsurătorile efectuate au evidențiat că apele uzate provenite din această industrie, conțin cantități importante de: fenoli, amoniac, benzen, hidrogen sulfurat și alți compuși ai sulfului, cianuri, gudroane, uleiuri, oxizi și săruri de metale (oxizi de fier, de siliciu, aluminiu, carbon, calciu), particule de șlamuri și țunder. Deși sunt utilizate diverse procedee de epurare și chiar valorificare a acestor ape uzate, cum ar fi: flocularea, decantarea și separarea prafului și a pulberilor, răcirea apelor înainte de evacuare, tratarea cu microorganisme (pentru degradarea fenolilor), filtrarea, tratarea chimică pentru neutralizare și respectiv, valorificarea prin utilizarea în instalații de termoficare, la confecționarea filtrelor, surse de metale rare, amendamente în agricultură, în construcții etc., randamentul încă scăzut al proceselor de epurare face ca această industrie să fie actualmente o sursă importantă de poluatori.

Poluanții proveniți din industria metalurgică rezultă în cadrul proceselor specifice acestei industrii și anume: acoperiri de suprafață, prelucrări la rece, tratamente termice, vopsiri și lăcuiri (procese care se pot regăsi de altfel, mai mult sau mai puțin și în cadrul industriei prelucrătoare sau în industria constructoare de mașini), furnale și oțelării. Compoziția băilor de lucru, în cazul acoperirilor de suprafață, care permit operațiile specifice acestor procese (degresări, decapări, atacare cu acizi, zincări, cadmieri, cuprări, cromări, nichelări, fosfatări, oxidări chimice, pasivări, neutralizări, limpeziri) sunt îndeosebi generatoare de substanțe toxice extrem de poluante: acizi (clorhidric, sulfuric, acetic, nitric, cromic, fosforic, tartric, citric), soluții bazice (cianuri, nitriți), ioni ai metalelor grele (nichel, crom, zinc, cupru), care necesită a fi denocivizate. Operațiile de denocivizare a cianurilor se pot face cu săruri de fier sau prin oxidare (cu bioxid de clor gazos, clorură de var, permanganat de potasiu sau hipoclorit de sodiu), nitriții se denocivizează prin oxidare cu nitrați, acidul cromic prin reducere în crom trivalent și precipitarea acestuia sub formă de hidroxid, metalele grele prin precipitare ca hidroxizi sau săruri bazice. Epurarea se poate face în regim staționar, în regim continuu (pentru debite mari), sau în instalații automatizate. Apele uzate provenite de la procesele de prelucrare mecanică conțin emulsii, uleiuri, substanțe organice și anorganice cu rol activ, diverse suspensii, pentru a căror tratare se recurge la operații de flotare, centrifugare, floculare și sedimentare sau filtrare. Apele uzate de la tratamentele termice pot conține acizi, săruri ale acidului cianhidric, carbonați, cloruri de sodiu, coloranți, solvenți. Acestea se neutralizează cu hidroxid de sodiu. Apele uzate provenite de la procesele de vopsire și lăcuire se tratează uzual la fel cu cele provenite de la acoperirile de suprafață, dar cu câteva elemente specifice: conținutul de cationi de zinc, fier și anioni de sulfați, cromați, fluoruri, clorați și ferocianați, se neutralizează prin procedee distructive (prin spargerea emulsiilor, flotație, separare, eventual filtrare) sau sunt recuperați (prin osmoză, microfiltrare sau ultrafiltrare).

Poluanții proveniți de la termocentrale și centrale nuclearo-electrice rezultă în decursul proceselor de tratare a apei de alimentare pentru circuitele funcționale ale termocentralelor/centralelor nuclearo-electrice, sau din circuitele de răcire ale acestora. Apele din circuitul de alimentare se tratează înainte de a fi utilizate pentru a-și îndeplini rolul funcțional. Apele uzate rezultante pot conține nămoluri și substanțe chimice. O influență mult mai defavorabilă asupra mediului o au, însă, apele calde rezultate în procesul de răcire a instalațiilor termocentralei, sau a centralei nucleare și care sunt deversate în receptori. Principalele efecte negative constatate sunt: distrugerea echilibrelor biologice și chiar moartea viețuitoarelor din zona afectată; reducerea cantității de oxigen dizolvat în apă și creșterea gradului de toxicitate a substanțelor poluante conținute; degradarea calității apei prin miros, gust și înflorire; creșterea concentrației de ioni de fier și de mangan, ca urmare a dezvoltării ferobacteriilor; favorizarea dezvoltării unor agenți patogeni deosebit de virulenți și cu indice ridicat de răspândire. Pentru a diminua aceste efecte negative, se recurge uzual la răcirea apei în turnuri de răcire sau prin deversare prin sisteme de evacuare dirijată care favorizează un contact treptat și pe lungimi mari, a curentului de apă caldă cu apa rece. Apele uzate provenite de la centralele nuclearo-electrice conțin radionuclizi într-un procent care depinde de tipul și mărimea centralei. Aceștia pot influența flora și fauna care au capacitatea de a reține unii radionuclizi specifici, aceștia ajungând într-un fel sau altul în hrana ființelor umane. Un alt tip de ape poluate rezultate din acest domeniu sunt cele care rezultă în urma evacuării hidraulice a zgurei și cenușei de termocentrală (îndeosebi la termocentralele care funcționează cu cărbune). Aceste ape au un conținut ridicat în sulfați și un pH ridicat.

Poluanții proveniți din industria chimică și petrochimică sunt extrem de numeroși și cu efecte care pot fi de multe ori catastrofale dacă nu sunt controlați într-un mod corespunzător. Diversitatea acestora se datorează multitudinii de procese, în cursul cărora rezultă ape poluate, specifice acestor industrii și anume: procese de sinteză fine (de producere a medicamentelor, coloranților); procese de producere a pesticidelor; procese de biosinteză (pentru obținerea produselor farmaceutice, produselor alimentare etc.): procese pentru fabricarea lacurilor, vopselelor, materialelor fotografice; procese de fabricație a etilenei, acetilenei, clorului, fluorului, monomerilor, maselor plastice, rășinilor, cauciucului sintetic, firelor și fibrelor sintetice etc. Apele uzate din astfel de procese pot fi mai mult sau mai puțin acide sau bazice și cu conținut ridicat în fenoli, sulfuri, sulfiți, substanțe organice și anorganice, săruri de fier, zinc, plumb, izomeri HCH, produși de clorurare, hexaclorbenzen, compuși ai cromului, compuși ai fosforului, eteri, acizi, substanțe alcaline, solvenți, n-parafine, gelatină, AgBr și alte săruri ale argintului, hidrochinonă, uleiuri, nitroderivați, hidrocarburi, crezoli, cianuri, nitrili, eteri, esteri, formaldehidă, metanol, compuși clorurați ai etilenei, detergenți etc.

Poluanți proveniți din industria materialelor de construcții pot rezulta în cadrul proceselor de fabricație a cimentului, azbocimentului, prefabricatelor, asfaltului, sticlei, precum și a altor materiale specifice acestei industrii. Deși sunt mai puțin toxice decât apele poluate de industriile anterioare, o parte mare din apele uzate rezultate fie în procesele de spălare a echipamentelor de lucru sau răcirea cuptoarelor, fie la tăierea sub jet de apă a prefabricatelor, șlefuirea sticlei, formarea cartonului asfaltat, au ca o caracteristică importantă conținutul mare în suspensii și particule și într-o proporție mai mică, reziduuri uleioase, substanțe organice și reziduuri petroliere.

Tot ca o formă de poluare trebuie considerată și fenomenul de eutrofizare a lacurilor, datorată în bună parte activităților umane specifice acestei perioade: defrișarea pădurilor din preajma lacurilor, deversarea de reziduuri și poluanți industriali în apele acestora, construirea de zone urbane în imediata apropiere și distrugerea, astfel, a echilibrelor ecologice specifice, deversarea de îngrășăminte, pesticide sau alte reziduuri agricole. Toate aceste aspecte se vor integra într-un proces lent de îmbătrânire a lacului și, în cele din urmă, distrugerea florei și a faunei specifice acestuia.

O formă gravă de poluare, din păcate din ce în ce mai frecventă astăzi, se datorează accidentelor provocate de deversările de substanțe chimice, produselor petroliere, reziduurilor de la centralele nuclearo-electrice în apele mărilor și oceanelor. De cele mai multe ori, astfel de incidente și accidente se soldează cu dezastre ecologice care afectează zone întinse și au un impact extrem de defavorabil asupra florei și faunei respective.

POLUANȚI AI APELOR SUBTERANE

Pătrunderea poluanților în straturile de apă subterană se realizează ca urmare a permeabilității straturilor geologice pe care sunt depozitați sau unde se află aceștia (depozite de reziduuri, ape de suprafață poluate, conducte de transport a poluantului, reziduuri agricole, gaze poluate etc.) Calea de migrare a poluantului prin sol și formațiunile de roci subterane este câteodată destul de complicată datorită impermeabilității unor straturi ale solului, cum sunt cele de argilă spre exemplu. Odată ajuns în sol, poluantul va avea tendința de a penetra straturile de acvifer și de a se localiza în apele subterane. Pe lângă efectul direct de poluare, se mai constată un proces de dizolvare a straturilor străbătute, precum și a stratului suport acvifer, ceea ce duce la creșterea conținutului de ioni de clor, sulfat, azot, calciu, magneziu, fier, mangan. Studiile efectuate au evidențiat că intensitatea și gravitatea poluării depind de asemenea, de modul de amplasare a sursei de poluare, modul de izolare a acestuia față de sol, natura stratului acvifer, adâncimea stratului acvifer. Deși rezervele de apă subterană sunt estimate la peste 29 milioane km3, doar 65000km3 sunt ușor accesibili și pot fi exploatabili în mod eficient. Aceasta din urmă este mai aproape de suprafață, deci prezintă un risc mai ridicat de a fi poluată, ceea ce a făcut ca protejarea apelor subterane utilizate efectiv ca surse de apă potabilă să fie abordată cu deosebită seriozitate. S-au instituit și reglementai legal astfel zone de protecție a surselor de apă subterană. O primă zonă, numită și zona de protecție sanitară, asigură protejarea acviferului freatic, de orice agent poluator, datorită capacității factorilor de mediu care se interpun între poluator și acvifer de a neutraliza prin autoepurare (prin acțiune fizică – temperatură, lumină, sedimentare; chimică – reacția cu O2, CO2, Fe, Mn, Mg, S, K, Al etc.; biologică – bacterii, organisme acvatice etc.) efectul factorului poluant. în această zonă sunt interzise construcțiile, altele decât cele care au legătură cu exploatarea resursei, exploatările pentru materiale de construcții sau de altă natură, depozitarea de materiale sau de deșeuri, căi de transport sau de scurgere a substanțelor chimice, cimitire etc. O a doua zonă, numită zonă de protecție cu restricție sau cu regim sever, se situează în jurul primei zone, fiind, de asemenea, interzis accesul liber al persoanelor, utilizarea de îngrășăminte chimice, a substanțelor fito-sanitare, construcțiile de locuințe, excavațiile, desecările, drenajele, deschiderea de mine, depozitarea de gunoaie, diverse amenajări care nu au legătură cu exploatarea de apă, traversări de conducte cu agenți posibil poluanți etc. în sfârșit, o a treia zonă numită zonă de protecție de observație, se întinde pe întregul bazin hidrogeologic al sursei de apă. Fiecare sursă posibilă de poluare din zona de supraveghere este urmărită sistematic și orice început de poluare inițiază o alertă imediată pentru remedierea situației.

Multe dintre sursele și poluanții precizați mai sus sunt prezenți și se manifestă cu deosebită intensitate și pe teritoriul României. Au fost semnalați, astfel, peste 8000 de agenți poluanți și peste 10 miliarde mc. de ape poluate deversate anual numai în apele curgătoare. Cele peste 4800 stații de epurare reușesc cu greu să trateze maxim 50% din aceste ape. Aceasta face ca principalele cursuri de apă să fie poluate pe lungimi foarte mari (ex.: Oltul pe 45%; Mureșul peste 25%; Șiretul peste 31%; Argeșul peste 22%; Ialomița peste 52%; Vedea peste 23% ș.a.), iar apele freatice sunt poluate cu azotiți peste limitele admisibile în proporție de peste 30%. Poluări importante sunt înregistrate și în apa [NUME_REDACTAT], deși în 1992 statele din zonă semnează Convenția pentru protecția [NUME_REDACTAT]. Pe litoralul românesc se constată astfel o creștere a sedimentelor, metalelor grele, detergenților, hidrocarburilor, azotaților, azotiților, silicaților, acizilor urici, fosfatici, compușilor amoniacali, organismelor parazite, fitoplanctonului, ciupercilor saprofite, coliformilor, salinității, îndeosebi în zonele Năvodari, Constanța, Mangalia.

SURSE DE POLUARE ȘI AGENȚI POLUANȚI

AI SOLULUI ȘI SUBSOLULUI

Diversitatea mare a formelor de relief, a florei și faunei, a corelației care se realizează între acestea în cadrul ecosistemelor respective, în raport cu zona geografică de pe Terra în care acestea se află, ar putea face ca între componentele solului din arii diferite să apară elemente distincte. Studiile efectuate au evidențiat însă o anumită structură a solului care, ținând seama de particularitățile zonale, este relativ constantă: 80 – 85% substanțe organice, 8 – 12% substanțe minerale, 2 – 6% rădăcini, 1 – 2% microorganisme. Această structură oarecum unitară se explică prin durata extrem de mare de formare a solului. Se apreciază că durează 300 – 1000 de ani până se formează un strat de sol gros de aproximativ 3 cm și aproximativ 7.000 de ani pentru a se forma un strat natural de 20 cm. Schimbările profunde suferite de procesele tehnologice și agricole, explozia urbanismului, au făcut ca numai în ultimele decenii, solul să sufere degradări și alterări semnificative. Acestea sunt considerate forme profunde de poluare a solului. Un aspect important al acestei poluări se manifestă asupra terenurilor agricole prin: diminuarea rezervei de humus, acidifierea solului, sărăturarea solului, irigarea cu apă poluată, exces sau deficiență de umiditate, eroziunea solului, diminuarea microelementelor. Un alt aspect al poluării se datorează exclusiv activităților umane și constă în: depozitarea de dejecții, gunoaie, deșeuri, șlamuri și reziduuri industriale în zone mai mult sau mai puțin amenajate sau chiar neamenajate; depunerea de pulberi, cenușă, zgură și suspensii conținând compuși metalici, metale grele, materiale refractare, azbociment, oxizi de azot, sulf, fier, carbonați; hidrocarburi; pesticide; deșeuri de materiale radioactive. Totodată, se reduc permanent suprafețele agricole datorită extinderii construcțiilor industriale, urbane și agricole. Se produce, deci, o poluare multiplă a solului sub aspectele: chimic, biologic, fizic, radioactiv. Toate aceste aspecte fac ca suprafața utilă a solului să fie degradată pe aproximativ 70%. suprafața agricolă fiind afectată în proporție de 25% (15,6% puternic degradate, 51.6% degradate moderat).

În continuare se prezintă câteva din efectele principalilor poluanți ai solului:

Hidrocarburile provin de la exploatările petroliere, depozite petroliere, instalații de prelucrare a produselor petroliere, dar mai ales în urma accidentelor produse la conductele de transport a petrolului sau la mijloacele de transport maritim, rutier sau pe calea ferată. Poluarea cu hidrocarburi afectează puternic suprafețele agricole pe care le face neutilizabile pentru lungi perioade de timp, dar afectează și terenurile de locuit sau agrement ale comunităților umane, plajele marine, flora și fauna din aceste zone. Eliminarea sau diminuarea efectului lor se poate face prin lucrări ample de îndepărtare a solului poluat, prin drenări și descompunere cu microorganisme.

Acidifierea (scăderea pH-ului sub 7) se produce datorită ploilor acide, deversării materialelor și reziduurilor industriale acide, utilizării de fertilizanți în cantități excesive, netratării adecvate a solurilor cu aciditate naturală (argiloase, silicatice, cu hidroxizi de fier și aluminiu). Aciditatea solului reduce substanțial recoltele agricole. Prevenirea sau tratarea acidifierii solului se face prin folosirea de îngrășăminte cu azotiți și amendamente cu calciu.

Materialele radioactive pot exista în sol și subsol sub formă de zăcământ, generând o radioactivitate naturală medie de aproximativ 1800 μSv/an (1 Sv este doza absorbită de organism și care este în măsură să provoace efecte reale). Activitățile umane referitoare la exploatarea materialelor radioactive, utilizarea acestor materiale și scoaterea lor din uz ca deșeuri radioactive sau prin utilizare ca arme nucleare, au făcut ca nivelul de radioactivitate de pe Terra să se dubleze sau chiar tripleze în zone întinse ale globului. Radionuclizii creați pe cale artificială de către om generează radiații electromagnetice, radiații corpusculare încărcate electric, radiații corpusculare neutre electric, care interacționează cu organismele și le iradiază (provoacă atunci când depășesc anumite valori efecte biologice interne sau externe care de cele mai multe ori sunt dăunătoare sau chiar mortale). Efectul radiațiilor se resimte de fapt, pe întreaga scară a lanțurilor trofice ale sistemelor ecologice, fiind afectate toate componentele florei și faunei. Deși utilitatea materialelor radioactive nu se mai pune sub semnul întrebării, modul cum acestea se administrează și se țin sub control lasă mult de dorit, fiind evident că pentru a le ține sub control mai sunt necesare investiții și eforturi importante.

Deșeurile reprezintă, fără îndoială, aspectul actual cel mai vizibil de poluare a solului și subsolului. Volumul imens al deșeurilor și diversitatea extrem de mare a acestora constituie o adevărată provocare pentru civilizația actuală. Nu există domeniu de activitate care să nu genereze deșeuri. încercarea de a face o clasificare a acestora reprezintă fără îndoială un prim pas spre o gestionare adecvată, dar și înspre inițierea unor tehnologii corespunzătoare de tratare și eliminare a acestora. Desigur, proveniența deșeurilor este foarte importantă. Deșeurile menajere rezultă din oricare locuință și spațiu unde se desfășoară o activitate umană. Statisticile efectuate în mai multe state de pe glob au evidențiat următoarele componente: materii organice între 10- 70%; hârtie, plastic, textile 8-45%; substanțe amorfe 5-48%; sticlă 3-9,8%; diverse 2-25,7%. Cantitatea acestor deșeuri diferă de la țară la țară, fiind cuprinsă spre exemplu între: 164 kg/loc/an (Elveția-Berna) și 405 kg/loc/an (S.U.A. – [NUME_REDACTAT]). Deșeurile necorespunzător depozitate și tratate conduc la degradarea întregii zone înconjurătoare locului în care se află într-un timp mai lung sau mai scurt, funcție de natura și tipul lor. Treptat, acestea se descompun și se fărâmițează, împrăștiindu-se pe sol sau sunt luate de vânt care antrenează odată cu ele și virușii sau bacteriile care au găsit condiții optime de dezvoltare în haldele de gunoi. O parte din produsele finale de descompunere sub formă de cloruri, nitrați, sulfați, pot ajunge în apele râurilor și lacurilor din apropiere sau pătrund în subsol și pot polua apele freatice. Mirosurile degajate (ca urmare a prezenței amoniacului, hidrogenului sulfurat, metanului), insectele și rozătoarele care le invadează și care sunt, de asemenea, purtătorii agenților patogeni, priveliștea dezgustătoare, completează întregul tablou pe care îl reprezintă astăzi multe din haldele de gunoi aflate în aproprierea marilor orașe sau a aglomerărilor urbane. Sunt utilizate astăzi sisteme complexe de colectare, transport, depozitare, compactare, compostare, incinerare și conservare prin acoperire cu pământ vegetal, a rampelor de gunoi menajer după ce acestea s-au umplut. Amenajarea și întreținerea acestor rampe face obiectul unor studii și tehnici de specialitate, care s-au dezvoltat și s-au pus la punct în ultimele decenii, astfel încât impacturile negative asupra mediului să fie diminuate maximum posibil. O parte din aceste deșeuri sunt introduse în sistemul de reciclare, în măsura în care activitatea se dovedește suficient de rentabilă.

Deșeurile industriale sunt, de cele mai multe ori, chiar mai toxice și mai periculoase decât deșeurile menajere, dacă nu sunt manipulate și tratate într-un mod corespunzător. Trebuie avute în vedere aici șlamurile provenite de pe platformele industriale extractive, metalurgice, siderurgice, din petrochimie, chimie, de la termocentrale, din industria construcțiilor, industria constructoare de mașini etc. Pentru multe din aceste deșeuri sunt puse la punct tehnologii de prelucrare, recuperare, reciclare. Astfel, cenușa de la termocentrale poate fi utilizată în industria construcțiilor și la fel nămolul roșu rezultat din procesul de fabricare a aluminei, zgura din oțelării ca amendament în agricultură dacă este dozat corespunzător, fosfogipsul poate fi folosit ca materie primă în industria chimică pentru obținerea sulfului și a acidului sulfuric, ambalajele de metal, lemn, hârtie sau carton pot fi revalorificate fără eforturi deosebite, sistemele de reutilizare fiind puse la punct. Ceea ce este important și trebuie reținut aici este atenția și grija cu care trebuie examinat și găsit modul de reutilizare pentru fiecare tip de deșeu. Acest lucru este posibil, multe țări dezvoltând în ultimele decenii sisteme de recuperare a diverselor tipuri de deșeuri. Astfel, în S.U.A. se reutilizează 40% din cauciucurile uzate; Italia importă 40% fier vechi pe care îl revalorifică (în raport cu consumul total de fier); Germania recuperează și reciclează aproximativ 80% din deșeurile menajere, iar Franța 75%; Anglia revalorifică 58% din ambalajele industriale ș.a.

Eroziunea și sărăturarea solului contribuie la degradarea acestuia, fie prin defrișări și exploatări neraționale, fie prin acumulări de săruri solubile. Rezultatul îl reprezintă distrugerea vegetației, transformarea acestuia în zone aride, favorabil băltirilor. Prevenirea deteriorării solului prin aspectele precizate se poate face prin culturi adecvate, canale colectoare, amenajarea versanților, utilizarea pentru irigare a apelor desărăturate, eliminarea posibilităților de infiltrare pe terenul agricol a apelor curgătoare sau stătătoare din vecinătate sau chiar a apelor sărăturate de la exploatările petroliere dacă acestea sunt în apropriere. O soluție extrem de favorabilă aplicată astăzi pe scară din ce în ce mai mare, o reprezintă reîmpădurirea unor suprafețe mari de teren, protejarea și menținerea celor existente. Rolul deosebit al pădurii în protejarea solului împotriva poluării rezultă din funcțiunile pe care aceasta le are: purificarea aerului de poluanții atmosferici care s-ar depune pe sol; favorizează înmagazinarea apei, dar împiedică colmatarea, tasarea și erodarea solului, favorizând reglarea umidității; participă activ și major la formarea stratului de sol, la conservarea acestuia; asigură formarea și întreținerea unor lanțuri trofice extrem de diverse și adaptate cadrului natural.

Surse de poluare a solului cu metale grele

Principala cale de ajungere a metalelor grele în sol este, așa cum menționam anterior, depunerea lor din pulberile sedimentabile, provenite din atmosferă. Pe lângă aceasta, metalele grele pot ajunge pe sol și din iazuri de decantare a apelor uzate, în urma unor accidente, după cum s-a întâmplat la Aznalcollar (Spania) în 1998, sau la [NUME_REDACTAT] în anul 2000.

Ca atare, metalele grele pot proveni dintr-o mulțime de activități umane. Principalele surse antropice de poluare cu metale grele sunt prezentate în tabelul __.

Tabelul __ Principalele surse de poluare a solului cu metale grele.

În anul 1990 suprafața totală afectată de poluarea cu metale grele în România era de aproximativ 180.750 ha, din care 32.285 erau păduri iar 149.465 ha teren agricol. Suprafața poluată grav (peste 100 ppm Pb sau 100 ppm Cu sau 300 ppm Zn sau 3 ppm Cd) era de 21.785 ha, din care teren agricol 18.630 ha. Din păcate, atât în anul 1998 dar și la 31 decembrie 2000 suprafața poluată excesiv cu metale grele, era de 200.000 ha, zonele cele mai afectate, care fac și obiectul acestei cărți, fiind [NUME_REDACTAT], Zlatna, [NUME_REDACTAT], după cum reiese și din tabelul __:

Tabelul __ Zonele problemă din punct de vedere al poluării aerului și solului.

La nivelul anului 1997, în principalele zone poluate, imisiile de Cd și Pb aveau valorile prezentate în tabelul __:

Tabelul__. Concentrațiile medii anuale și maxime în 24 ore în zonele poluate cu metale grele.

Situația se păstrează neschimbată în aceste zone și la nivelul anului 2000, valorile maxime ale concentrațiilor medii pe 24 de ore și valorile frecvențelor de depășire a CMA (%), pentru Pb și Cd fiind prezentate in tabelul I.6.

Considerând un volum de aer inspirat, de 20 m3/zi, rezultatele privind cantitățile de poluanți inspirați de către locuitorii acestor zone sunt alarmante și justifică necesitatea luării unor măsuri urgente de dotare a întreprinderilor cu echipamente de reținere a poluanților (în martie 2004 problema Zlatna s-a „rezolvat”, societatea comercială poluatoare încetându-și activitatea…)

Tabelul ___ Concentrațiile medii pe 24 ore ale metalelor grele în principalele zone poluate.

Pe lângă aceste zone, s-a constatat poluarea solului cu Pb și Cd în jurul întreprinderilor Neferal și Acumulatorul (București) și în jurul [NUME_REDACTAT] Hunedoara. Mari suprafețe de sol sunt poluate cu metale grele în jurul fabricilor de acid sulfuric din cadrul combinatelor de îngrășăminte chimice de la [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] și Năvodari. De asemenea, în jurul termocentralelor pe cărbune, solurile sunt poluate abundent cu metale grele la care se asociază poluarea acidă, datorată emisiilor de SO2, NOX, și CO2.

[NUME_REDACTAT] de Acțiune pentru [NUME_REDACTAT], elaborat în 1998, a dat o atenție deosebită acestor "puncte fierbinți" și a propus 40 de proiecte pentru zone de tipul Onești, Zlatna, Tulcea, [NUME_REDACTAT], Pitești, Tg. Mures, Călărași, Oradea etc. Se estimează că în final aceste proiecte vor reduce nivelul emisiilor poluante cu până la 10% față de anul 1998.

Concentrații maxime admisibile ale metalelor grele în sol

Deși emisiile industriale de metalele grele în atmosferă încep să se reducă în unele locuri, fie ca urmare a conștientizării populației și legislatorilor, fie ca urmare a restrângerii activităților poluante, balanța de intrări-ieșiri și mai ales cantitatea lor în sol sunt relativ constante, cu o tendință de creștere în anumite regiuni dezvoltate. Datorită marii diversități a solurilor din Europa, care răspund diferit la diferitele agresiuni împotriva lor, în ciuda numeroaselor reglementări ale [NUME_REDACTAT] în domeniul protecției mediului, nu există decât foarte puține acte normative referitoare la poluarea solului cu metale grele, respectiv Directiva nr. 86/278/EEC din 12 iunie 1986 privind protecția mediului și în mod special a solurilor în cazul utilizării în agricultură a nămolurilor reziduale, cu completările ulterioare.

Trebuie menționat că în România, până în 1997, pentru sol se aplicau normele olandeze privind valorile de bază și valoarea de intervenție, după 1997, prin emiterea [NUME_REDACTAT] Apelor, Pădurilor și [NUME_REDACTAT] Nr. 756/3.XI.1997, s-au introdus noțiunile de valoare normală, prag de alertă și prag de intervenție, ținând cont și de sensibilitatea zonei respective, preluându-se astfel normele deja aplicate pe plan european.

Pragul de alertă se definește, conform acestui Ordin, ca fiind concentrația de poluant care are rolul de a avertiza autoritățile competente asupra unui impact potențial asupra mediului și care determină declanșarea unei monitorizări suplimentare și/sau reducerea concentrațiilor de poluant în emisii/evacuări. Tot conform aceluiași ordin pragul de intervenție reprezintă concentrația de poluanți la care autoritățile competente vor dispune executarea studiilor de evaluare a riscului și reducerea concentrațiilor de poluanți din emisii/evacuări. Folosința sensibilă a terenurilor este reprezentată de utilizarea acestora pentru zone rezidențiale și de agrement, în scopuri agricole, ca arii protejate sau zone sanitare cu regim de restricții, precum și suprafețele de terenuri prevăzute pentru astfel de utilizări în viitor. Folosința mai puțin sensibilă a terenurilor include toate utilizările industriale și comerciale existente precum și suprafețele de terenuri prevăzute pentru astfel de utilizări în viitor. Valorile concentrațiilor maxime admisibile conform normelor românești și olandeze (în paranteză) sunt prezentate în tabelul I.11.

Tabelul I.11. Normele românești (și olandeze) pentru unele metale grele din sol (mg/kg substanță uscată).

Se observă că noile norme românești sunt mai stricte decât cele olandeze.

Totodată, s-a adoptat și în România sistemul modern de monitorizare a solului, care are trei nivele de detaliere:

nivel I: estimare generală;

nivel II: identificarea zonelor afectate și a surselor de poluare

nivel III: identificarea unor acțiuni de remediere posibile.

Pe baza determinărilor de laborator, cunoscându-se concentrația unui metal într-un anumit tip de sol se poate determina indicele de contaminare/poluare (indicele C/p). Acest indice reprezintă raportul între conținutul de metal determinat efectiv în sol, prin metode chimice, și valoarea de referință a contaminării pentru fiecare probă, conform tabelului de mai sus.

Valorile mai mari decât 1 reprezintă o poluare a solului iar valorile sub 1 reprezintă o contaminare. Aceste domenii pot fi divizate în intervale care reprezintă contaminare foarte ușoară (C/p sub 0,1), ușoară (0,1 – 0,25), moderată (0,26 – 0,50), severă (0,51 – 0,75) și foarte severă (0,76 – 1,00) respectiv poluare ușoară (1,1 – 2,0), medie (2,1 – 4,0), severă (4,1 – 8,0), foarte severă (8,1 – 16,0) și excesivă (peste 16,0).

Indicii de poluare pentru fiecare metal greu pot fi însumați, obținându-se astfel indici de poluare multiplă, pentru mai multe metale. Distribuția spațială a acestor indici permite delimitarea zonelor cu grade diferite de poluare, după cum se va detalia în capitolul II.

Marea diversitate a valorilor CMA reflectă diversitatea proprietăților solurilor, care este principalul factor care determină mobilitatea și biodisponibilitatea metalelor grele. Valorile stabilite prin lege sunt determinate pe baza unor studii de evaluare a riscurilor privind pătrunderea acestor metale în lanțul trofic și pericolul potențial pentru celelalte verigi, în special pentru om. Astfel, în general valorile mai mari sunt date pentru solurile ușoare, acide, cu un conținut scăzut de materie organică, deci mai puțin adecvate pentru agricultură, iar cele mai mici pentru solurile grele, neutre și cu conținut mare de materie organică, favorabile agriculturii.

În ultimul timp, atenția legislatorilor și a cercetătorilor s-a mutat de la determinarea cantității totale de metal greu în sol spre determinarea fracției mobile, pentru aceasta modificându-se metodele de extracție a metalelor grele. Astfel, în România la ora actuală se determină conținutul de metale grele total, prin spectrometrie de absorbție atomică, după mineralizare cu apă regală (HCl + HNO3, 3:1 v/v) sau, în conformitate cu Ordinul M.A.A.P. nr.232 din 28.05.2002, după mineralizare în amestec de acizi tari (azotic, percloric, sulfuric, 2:1:0,2), în Elveția se determină conținutul de metale grele solubile în apă, în extract cu NaNO3 0,1M (fracția fito-disponibilă), iar în Germania se folosește extractul cu NH4NO3 1M, conform DIN 19730 din 1995.

O preocupare majoră a legislatorilor în domeniu din unele țări este, la ora actuală, determinarea și normarea încărcării maxime admise, respectiv cantitatea de metal care poate ajunge pe sol din diferite surse antropogenice, atât prin îngrășăminte (chimice – superfosfați, organice – nămoluri), cât și datorită sedimentării pulberilor poluante.

Normele privind încărcarea maximă admisă sunt mai severe în Polonia și [NUME_REDACTAT] decât cele ale [NUME_REDACTAT] care, cel puțin pentru Cd, Cu, Ni și Zn, sunt mai severe decât cele din S.U.A.

Pentru fixarea unei limite în ceea ce privește concentrația sau încărcarea cu un metal trebuie efectuate studii de ecotoxicologie generală, fitotoxicitate, transfer către animale și periculozitatea pentru oameni, ținându-se cont și de posibilitatea ca aceste metale să fie ingerate direct, din sol, să contamineze alimentele sau să polueze apele.

Cerințele pentru clasificarea gradului de poluare a unui sol se bazează în primul rând pe categoria de utilizare (de ex. locuri de joacă, grădini, parcuri, teren arabil, depozit de gunoi etc.) De asemenea se ține cont și de specia de plante (inclusiv varietăți și genotipuri) precum și de condițiile de mediu, care pot influența și ele comportamentul metalelor în sol, respectiv creșterea plantelor.

Ca o concluzie, normele privind prezența metalelor grele în sol și valorile maxime de încărcare țin cont de:

conținutul inițial al metalului în sol;

cantitatea adăugată din fiecare metal, în total;

încărcarea anuală și cumulativă;

raportul relativ între elementele care pot interacționa;

bilanțul intrări-ieșiri;

proprietățile solului;

modul de utilizare a solului;

caracteristicile plantelor care cresc pe acel sol.

Trebuie subliniat însă faptul că, pentru o anumită încărcare a solului cu metale grele, cantitatea de metal absorbită depinde în primul rând de specia plantei.

În cazul aceleiași specii de plante, cantitatea de metal greu absorbit este într-o relație de proporționalitate directă cu cea de metal din sol, dar și aici există variații, în funcție de soi.

Principalii congeneri ai PCB sunt prezentați în continuare:

Unele PCB-uri au structură plană și au proprietăți și comportament în mediu asemănător cu dioxinele (legarea de receptorii Ah), pe când altele au o structură spațială, modul lor de acțiune fiind diferit. Un exemplu în acest sens este 2,2',4,4',5,5'-hexaclorobifenilul (2,2',4,4',5,5'-HCB):

Proprietăți fizice:

Aspect: lichide uleioase (cei cu număr redus de atomi de clor) până la rășini de culoare neagră (cei cu număr mare de atomi de clor). Amestecurile comerciale se prezintă ca lichide uleioase de culoare maron.

Au solubilitate redusă în apă și în general sunt solubili în solvenți organici si in uleiuri.

Au presiune de vapori scăzută, constantă dielectrică mare, stabilitate termică ridicată și sunt inerți față de majoritatea substanțelor. Sunt bune conducătoare de căldură.

Puncte de fierbere între 325 – 366 oC.

Tabelul __ prezintă principalele proprietăți fizice și toxicologice ale unor PCB

Tabelul __ Grupele de congeneri ai PCB și proprietățile lor fizice.

După cum se observă, solubilitatea în apă și presiunea de vapori scad iar solubilitatea în octanol crește, pe măsură ce crește gradul de clorurare.

Sinonime și denumiri comerciale:

Aroclor, Pyranol, Pyroclor, Phenochlor, Pyralene, Clophen, Elaol, Kanechlor, Santotherm, Fenchlor, Apirolio, Sovol.

Obținere:

Prin clorurarea bifenililor, în prezența ferului metalic și a clorurii de fer. În timpul obținerii lor rezulta dioxine și furani, ca produși secundari (impurități).

Utilizări:

PCB sunt hidrocarburi clorurate folosite intens încă din 1930 în industrie, ca izolanți (ulei de transformator, dielectrici în condensatoare), agenți de răcire și lubrifianți ca aditivi în vopsele și ca agenți de ignifugare pentru hârtie și materialele plastice.

Din 1985 au fost interzise la comercializare și folosire în [NUME_REDACTAT]. Cu toate acestea, producerea și folosirea lor continuă în alte țări

Toxicologie:

Dintre cele 209 tipuri de PCB, 13 dintre aceștia (cu număr mare de atomi de clor și structură similară) au o toxicitate similară dioxinei, fiind și rezistenți la descompunere. PCB-urile ușoare sunt mai volatile și mai ușor de descompus. Efectele toxice sunt legate de numărul și poziția atomilor de clor, deoarece substituția în poziția orto împiedică rotația ciclurilor benzenice. PCB conținând clor în poziția orto sunt considerate „coplanare” iar celelalte „necoplanare”.

Principala cale de expunere umană este prin alimentație (pește). Efectele expunerii vizează: ficatul, pielea (hiperpigmentare), sistemul imunitar (număr redus de IgM și IgA, precum și de celule T), aparatul genital, tubul digestiv, glanda tiroidă, tulburările de comportament, atrofia timusului și ganglionilor limfatici, afectarea măduvei osoase și a mucoasei gastrice.

Rata deceselor datorate cancerului (leucemie, tub digestiv, plămâni) la persoanele implicate în fabricarea condensatorilor electrici a fost semnificativ mai ridicată.

Deoarece PCB se pot acumula în laptele matern, copii hrăniți astfel au prezentat simptome de hipotonie și hiporeflexie. Expunerea perinatală poate perturba sistemul imunitar.

Muncitorii expuși PCB-urilor prezintă cloracnee, expunerea mai îndelungată conducând chiar la deces.

Clasificare IARC: Grupa 2A

Efecte asupra mediului înconjurător

Deși rezistente la temperaturi înalte, prin încălzire peste 250oC se formează spontan dioxine și furani. Acest proces are loc în special în transformatoarele electric, dar poate decurge și la simpla încălzire (prăjire) a alimentelor contaminate cu PCB (pește). La temperaturi și mai ridicate, descompunerea PCB poate genera cantități însemnate de dioxine și furani. Chiar dacă are loc incinerarea lor controlată, la temperaturi foarte înalte, și teoretic ar trebui să se descompună, gazele rezultate pot genera prin recombinare dioxine și furani.

Proprietățile chimice ale PCB – slabă solubilitate în apă, stabilitate ridicată, semivolatilitate – le favorizează transportul pe distanțe lungi. Transportul atmosferic poate constitui un mecanism important al distribuției acestora în mediu. Acestea au fost detectate în aerul, apa și organismele Arcticei.

Prima demonstrație asupra caracterului poluant și ubicuitar al PCB-urilor a fost făcută în 1966 de suedezul [NUME_REDACTAT] care, analizând gaz-cromatografic conținutul de DDT din sângele uman a descoperit apariția unor picuri care nu se conformau nici unei substanțe investigate până atunci (figura __)

[NUME_REDACTAT] originală a sângelui, realizată de Jensen

(cu cifre s-au notat picurile necunoscute).

Aceleași picuri au apărut și la analiza probelor (țesut, ouă) de păsări colectate înainte de 1935, când nu se folosea DDT. Continuarea studiilor a demonstrat că aceste picuri reprezintă urme de PCB-uri, iar cercetătorii din lumea întreagă și-au îndreptat atenția asupra lor, astfel adunându-se o mulțime de date privind sursele și mai ales toxicitatea lor. Cercetările au fost intensificate în urma intoxicațiilor din Japonia (1968) și Taiwan (1979), când uleiul de orez a fost impurificat cu PCB-uri, care la încălzire repetată s-au transformat în furani.

PCB-urile sunt fixate în compușii organici din sol, sedimente și în țesuturile biologice și sistemele acvatice.

PCB-urile se volatilizează parțial la suprafața apelor datorită hidrofobicității lor.

Persistența în mediu corespunde gradului de clorinare, iar perioada de înjumătățire variază de la 10 zile la o jumătate de an.

Prezența PCB-urilor în alge reduce diviziunea celulară și fixarea CO2.

Toxicitatea PCB-urilor este redusă la animalele de laborator. Efectele nocive se datorează similitudinii structurale dintre PCB-uri și unii hormoni, rezultând astfel perturbări puternice ale sistemelor endocrine, mai ales al celor implicate în reproducere .

Principala sursă de expunere a populațiilor ihtiofage este regimul alimentar. Pe lângă acumularea puternică în organisme, mamiferele și păsările sunt vulnerabile la acțiunea PCB-urilor datorită lipsei unor sisteme enzimatice capabile să le neutralizeze. PCB-urile sunt toxice pentru organismele acvatice, fiind letale la doze ridicate, în doze mici cauzând avortarea pontelor de icre la pești. PCB afectează sistemul imunologic și aparatul de reproducere al diferitelor mamifere sălbatice (foci, nurci), mai puțin al păsări. Prezența în organismul urșilor polari hermafrodiți a unor cantități mari de PCB a dus la concluzia că acestea pot cauza și tulburări de diferențiere sexuală.

În cazul expunerii prelungite, șobolanii, șoarecii și maimuțele au prezentat modificări neurologice și motrice.

CL50: păstrăv – 2 mg/L (96 h), somn: 8,7 – 139 mg/L, alge verzi: 0,1- 300 mg/L. DL50 pentru șobolani: 2 g/kg.

Factorul de bioacumulare al PCB-urilor la speciile acvatice variază de la 200 la 70.000 și chiar mai mult.

DIOXINE ȘI FURANI

Puține clase de substanțe au generat un interes mai mare în ultimii ani, din partea publicului, presei, cercetătorilor și oamenilor politici decât dioxinele și furanii. Aceste clase de produse provin de la dibenzodioxină, respectiv dibenzofuran, a căror formulă chimică este prezentată în figura ___, prin introducerea unuia sau mai multor atomi de clor. Din considerente practice, nu se folosesc exprimările „dibenzodioxine”, sau „dibenzofurani”, ci doar dioxine, respectiv furani.

Dioxinele clorurate au 75 de izomeri iar furanii clorurați 135 de izomeri, cu toxicitate variabilă. Figurile __ prezintă cei mai reprezentativi și toxici congeneri ai dioxinelor și furanilor.

Figura __ Principalii izomeri ai dibenzodioxinelor policlorurate

Figura __ Principalii izomeri ai dibenzofuranilor policlorurați

Ca urmare a structurii și proprietăților asemănătoare, dioxinele și furanii sunt tratați de obicei împreună (câteodată chiar și cu PCB-urile). S-a constatat că cea mai mare toxicitate o au dioxinele și furanii 2,3,7,8 substituiți. In mod normal dioxinele și furanii sunt amestecuri (de până la 210 compuși, din care 17 au un grad de toxicitate ridicat). Unul dintre aceștia, cunoscut sub numele de “dioxina Seveso” (2,3,7,8-Tetraclordibenzo[p]dioxină sau 2,3,7,8, TCDD), este considerat cel mai toxic compus fabricat de om, fiind clasificat în grupa 1 de carcinogenitate. În continuare se vor prezenta proprietățile (inclusiv toxicologice) acestei substanțe, celelalte dioxine și furani fiind caracterizați prin „factorul de echivalență toxică ”, care va fi prezentat mai jos.

Proprietățile fizice ale 2,3,7,8 TCDD sunt:

Aspect: cristale incolore; densitate 1,83 g/cm3

Temperatura de topire: 300oC; temperatura de fierbere: 900oC.

Presiunea de vapori: 150 x 106 [NUME_REDACTAT] în apă: 13 x 10-9 g/L

Foarte solubilă în grăsimi

Factor de conversie: 1 ppm = 13,38 mg/m3.

Surse:

Dioxinele și furanii nu sunt produși în natură și la ora actuală nu se cunoaște nici o aplicație practică a acestora. Dioxinele (dibenzo p-dioxine policlorurate – polychlorinated dibenzo-p-dioxins – PCDD) și furanii (dibenzofurani policlorurați – polychlorinated dibenzo-p-furans – PCDF) sunt prin esență “produse secundare obținute neintenționat” în urma reacțiilor chimice și a proceselor de combustie, în care oxigenul este insuficient, la temperaturi de 300 – 800 oC, în prezența clorului liber sau legat (organic sau anorganic). Dioxinele și furanii se produc și în urma transformării PCB-urilor, la încălzire puternică, și în procesele industriale de obținere a diverselor produse clorurate. Totuși principala lor sursă este incinerarea deșeurilor urbane. Pentru descompunere completă și transformare în produse inofensive, dioxinele necesită temperaturi de peste 1000 oC. Pe lângă sursele menționate anterior, dioxinele pot rezulta și în urma unor procese care nu implică temperaturi ridicate, cum ar fi albirea hârtiei sau textilelor (tampoane igienice sau demachiante) sau obținerea unor fungicide (pentaclorfenol) și insecticide (acidul 2,4 diclorfenoxiacetic – sau 2,4-D și acidul 2,4,5, triclorfenoxiacetic – 2,4,5-T).

Toxicologie:

La ora actuală se consideră că toate produsele fabricate de om, conținând materiale plastice, rășini sau înălbitori, conțin cantități mici de dioxine. Încă nu s-a ajuns la o concluzie fermă privind posibilitatea apariției unor efecte clinice în cazul acestor aporturi infime.

Expunerea omului la acești compuși poate interveni prin consumul alimentar (75% din cazuri) sau prin inhalare. Odată cu fructele și legumele nespălate poate fi ingerat solul contaminat; inhalarea aerului și absorbția la nivelul dermei sunt surse minore. Existența acestor compuși în lapte (în concentrații de ordinul sutelor de ng/L) reprezintă o problemă pentru progeniturile alăptate în acest mod cât și, în cazul laptelui de vacă, pentru consumatorul uman. Ținând cont de rația alimentară, s-a calculat că un cetățean vest-european ingerează zilnic 1-50 pg din produse lactate, până la 24 pg din carne și 5-15 pg din ouă.

În țările dezvoltate, chiar dacă procesele industriale susceptibile de a produce dioxine sunt mai intense decât în țările în curs de dezvoltare, rația zilnică a cetățenilor este mai redusă. Acest fapt se datorează sistemului de distribuție a alimentelor, care face ca un cetățean obișnuit să consume o hrană variată, provenită din diferite locuri, cele mai multe nepoluate.

Expunerea la dioxine și furani poate surveni în cazul anumitor ocupații (producerea de erbicide), accidentele industriale sau arderea substanțelor chimice, precum și prin arderea necontrolată a deșeurilor.

Expunerea oamenilor la dioxine este asociată cu riscurile apariției leziunilor dermice (cloracnee, suprapigmentare), alterarea funcțiilor ficatului, stări de oboseală datorate pierderilor în greutate, scăderea imunității precum și tulburări ale SNC (excitabilitate, nervozitate, dureri de cap, insomnie temporară, pierderea capacității vizuale și auditive). În cazul unor intoxicații profesionale s-a semnalat reducerea nivelului testosteronului la bărbați. Pe lângă aceste efecte, dioxinele au fost incriminate pentru slăbirea sistemului imunitar (imunotoxice), a smalțului dentar la copii, pentru endometrioză și pentru creșterea incidenței cancerului mamar, fiind corelate și cu anumite cazuri de diabet. Spre deosebire de cancer, chiar și o scurtă expunere prenatală a mamei poate să producă deficiențe de dezvoltare sau imunologice grave la progenitură, manifestate încă de la naștere sau chiar mai târziu.

Se consideră că dioxinele se leagă de anumiți receptori celulari, specifici unor hormoni, intrând astfel în nucleu și influențând astfel funcționarea sau oprirea funcționării unor gene. Genele afectate de „impostor” conțin coduri pentru proteine, hormoni, enzime sau factori de creștere. Mecanismul este asemănător atât în cazul omului cât și al animalelor.

S-au semnalat două cazuri de intoxicații alimentare majore: Yusho, în Japonia și Yu-Cheng în Taiwan, ambele ca urmare a folosirii uleiului de orez, supraîncălzit, când s-au format furani.

Solubilitatea în grăsimi face ca, în organismul uman, dioxinele să aibă un timp de înjumătățire lung, de peste 6 ani, ajungând în unele cazuri la douăzeci de ani.

Doze toxice: DL50 (oral) șobolani: 22-100 μg/kg, șoareci: 70 μg/kg, cobai: 0,2 – 2 μg/kg.

Ținând cont de experiențele pe animale (incidența cancerului hepatic la șobolani), s-a încercat stabilirea unei doze zilnice tolerate ([NUME_REDACTAT] Intake – TDI), dar rezultatele variază de la țară la țară sau de la organizație la organizație, având valori de la 0,006 la 20 pg/kg corp/zi. În 1998 OMS a calculat valoarea TDI ca fiind între 1 și 4 pg/kg corp/zi (WHO, 1998).

O proprietate interesantă a dioxinelor este hormeza, respectiv declanșarea de către o substanță toxică sau poluantă a unui efect favorabil la concentrații mici (stimularea unor procese), pe măsură ce concentrația crește, efectele devin nefavorabile (inhibiție). Curba doză – răspuns are formă de J sau de U întors (figura __). Fenomenul a fost descoperit la iradierea șoarecilor cu doze mici de raze gama cu puțin timp înainte de a fi iradiați cu o doză masivă, riscul de cancer fiind semnificativ redus față de iradierea simplă cu o doză masivă. Același fenomen a fost observat și la șobolanii tratați cu dioxină. Mecanismul de acțiune nu este încă pe deplin elucidat, dar se presupune că dozele foarte mici declanșează anumite mecanisme de apărare (imunizare) în organism iar aceste mecanisme sunt suficient de eficiente nu numai pentru a neutraliza efectul toxinei, dar și să repare prejudiciile cauzate de toxină (principiu similar homeopatiei, mitridadizării sau acțiunii vaccinurilor). Deocamdată studiile în acest domeniu sunt în faza incipientă, dar conceptul a început să fie aplicat în tratamentul și prevenirea bolii Alzheimer.

Figura ___ [NUME_REDACTAT] multe articole din literatura de specialitate dioxina a fost comparată cu radioactivitatea, fiind invizibilă și toxică în doze infime.

Efecte asupra mediului înconjurător

Dioxinele au o toxicitate mai mare decât PCB-urile, iar prin comparație cu acestea din urmă cantitatea de dioxine și furani eliberată în mediul înconjurător este mai mare.

Dioxinele pătrund în mediu ca rezultat al producției pesticidelor și altor substanțe clorurate.

Dioxinele și furanii se găsesc în mod particular în sol și sedimente. Cantitatea de dioxine din aer este redusă, datorită degradării lor de către radiațiile UV.

Dioxinele și furanii sunt puțini solubili în apă, lipofili, fiind foarte stabili și persistenți în mediul înconjurător. Perioada de înjumătățire a fost detectată în sol după 10 -12 ani de la prima expunere.

Proprietățile chimice ale dioxinelor și furanilor (solubilitate slabă în apă, stabilitate ridicată și semivolatilitate) favorizează transportul acestora pe distanțe lungi, acești compuși fiind detectați în organismele din Arctica.

Efecte similare ale dioxinelor și furanilor au fost observate și asupra vieții sălbatice, astfel expunerea animalelor la dioxine a cauzat reducerea fertilității, defecte genetice și mortalitatea embrionilor. O caracteristică foarte periculoasă a dioxinelor o constituie posibilitatea ca efectele toxice să nu apară la subiecții intoxicați, ci la descendenții lor.

Incidente cauzate de dioxine

După cum menționam anterior, dioxinele au ținut „capul de afiș” în numeroase cazuri de accidente sau incidente, cele mai importante fiind prezentate în continuare. Ceea ce este deosebit de important este faptul că aproape fiecare incident legat de dioxină a fost urmat, mai devreme sau mai târziu de inițiative legislative majore, destinate unei mai bune protecții a mediului și a oamenilor.

[NUME_REDACTAT]

În timpul războiului din Vietnam, între 1961 și 1971, armata americană a folosit un defoliant puternic pentru a lupta cu partizanii în jungla deasă (peste 6.00 de misiuni, peste 3.000 de sate asupra cărora s-a aplicat direct, peste 20 milioane de litri utilizați). Acest defoliant, cu proprietăți erbicide, era în principiu un amestec în părți egale de acid 2,4 diclorfenoxiacetic – sau 2,4-D și acid 2,4,5 triclorfenoxiacetic – 2,4,5-T, denumit „[NUME_REDACTAT]” datorită culorii bidoanelor în care era transportat. Încă din timpul războiului, dar mai ales după aceea, mii de americani (dar și australieni și canadieni) implicați în manipularea și aplicarea produsului, precum și milioane de vietnamezi au acuzat o serie de boli și defecte la naștere, a căror cauză s-a demonstrat a fi dioxina prezentă în concentrație destul de mare, ca impuritate.

Ca urmare a proceselor intentate de veterani, deși nici guvernul SUA și nici companiile producătoare nu au fost condamnate direct, s-au plătit 180 milioane dolari SUA veteranilor de război americani, iar 2,3,7,8,TCDD a fost clasificată oficial ca agent cancerigen, asociat cu sarcomul țesuturilor moi, boala Hodkin și leucemia cronică limfocitară.

[NUME_REDACTAT]

Acest canal, proiectat de W.T Love urma să lege lacurile Ontario și Erie, evitând cascada Niagara. Din cauza costurilor prea mari, proiectul a fost abandonat, iar șanțul imens rămas a fost folosit începând din 1942 și până în 1952, ca loc de depozitare a reziduurilor toxice (conținând cantități importante de dioxină) de la uzinele chimice din apropiere. Ca urmare a dezvoltării de după război, pe acest teren s-au construit locuințe și o școală. Începând din 1978 s-au constatat la locuitorii din zonă o incidență mult mai mare a cazurilor de cancer, coroborată cu numeroase malformații congenitale la noii-născuți. După o lungă bătălie legislativă, în care locuitorii susțineau că problemele lor de sănătate se datorează chimicalelor îngropate iar guvernul și firmele susțineau contrariul, în final școala a fost demolată, 800 familii din zonă au fost strămutate iar firma găsită responsabilă de depozitarea deșeurilor a cheltuit peste 200 milioane de dolari pentru curățarea locului. Tot în urma acestui caz, guvernul SUA a lansat programul național Superfund, destinat curățirii solurilor poluate

[NUME_REDACTAT]

În ziua de 10 iulie 1976 are loc o explozie accidentală la instalația de triclorfenol a fabricii ICMESA, lângă Seveso și aflată la 20 km de Milano, în fumul degajat pe o lungime de șase km și o lățime de un km fiind prezentă o cantitate mare de dioxină. Norocul a făcut ca oamenii să nu sufere prea mult (câteva cazuri de cloracnee, vindecate destul de repede), dar animalele domestice aflate pe câmp au murit cu miile, altele zeci de mii fiind sacrificate, fiind considerate contaminate.

Ca urmare a acestui accident, [NUME_REDACTAT] Europeană (actualmente [NUME_REDACTAT]) a luat o serie de măsuri legislative, concretizate în [NUME_REDACTAT], din 1982 – 82/501/EEC (înlocuită în 1996 de [NUME_REDACTAT] II – 96/82/CE). Directiva a introdus schimbări importante și noi concepte. Ea se axează pe protecția mediului și a fost prima directivă referitoare la substanțele considerate periculoase pentru mediu. De asemenea a introdus noi cerințe referitoare la sisteme de management al siguranței, planuri de urgenta și planuri de utilizare a terenurilor și a detaliat prevederile referitoare la inspecții și informare publica. Doua cerințe importante ale directivei Seveso II se refera la stabilirea planurilor de urgență și de informare a publicului. Planurile de urgență sunt măsuri luate pentru a controla incidentele și a reduce efectele. [NUME_REDACTAT] de Urgență ca masuri luate în interiorul stabilimentelor trebuie să fie proiectate de un operator și să fie furnizate autorităților locale pentru a le ajuta în proiectarea planurilor externe de urgență. [NUME_REDACTAT] II oferă mai multe drepturi publicului în privința accesului la informație precum și la consultarea sa. Operatorii și autoritățile publice au obligația de a informa publicul despre comportamentul în eventualitatea unui accident.

[NUME_REDACTAT] II a fost transpusă în legislația națională prin Hotărârea de Guvern nr. 95/2003, care stabilește pe plan național masurile pentru controlul activităților care prezintă pericole de accidente majore în care sunt implicate substanțe periculoase, in scopul prevenirii acestor categorii de accidente și al limitării consecințelor lor asupra securității și sănătății populației, precum și asupra calității mediului. Titularii activităților în care sunt prezente substanțe periculoase trebuie să facă dovada către Agențiile de [NUME_REDACTAT] în raza cărora îți desfășoară activitatea că au luat toate măsurile pentru prevenirea pericolelor de accidente majore în care sunt implicate substanțe periculoase.

[NUME_REDACTAT] puilor din Belgia reprezintă un exemplu concludent de îmbinare a aspectelor de mediu cu cele politice, sociale, economice și, nu în ultimă instanță, cu cele privind sănătatea consumatorilor, actorii implicați fiind guverne, politicieni, oameni de știință, ziariști.

În 1999 [NUME_REDACTAT] a fost zguduită de un scandal cu implicații mondiale, privind prezența unor cantități deosebit de mari în păsările și ouăle provenind din Belgia.

Analizele efectuate rapid, atât în Belgia cât și în alte țări, au găsit concentrații de 500 – 1000 pg dioxină / g de grăsime (concentrația normală fiind de 2-3 pg/g). Ținând cont de greutatea puilor și de obiceiurile alimentare, aceste valori ar fi condus la ingestia de către oameni a unor cantități de 32-1000 pg/kg corp, de până la 1000 ori mai mari decât doza admisibilă zilnic.

Totul a început la o firmă din Belgia, prelucrătoare de grăsimi și uleiuri și producătoare de hrană pentru animale, unde un rezervor pentru grăsime a fost contaminat cu o substanță conținând dioxină, la data de 18 ianuarie 1999. Deoarece „amprenta” dioxinei, precum și conținutul de PCB erau similare cu cele ale uleiului de transformator, s-a presupus că la un moment dat, bidoanele în care s-au adus grăsimile recuperate au fost folosite pentru depozitarea uleiului uzat de motor. Această contaminare nu a fost comunicată, iar furajele obținute (conținând grăsimi animale infectate) au fost livrate crescătorilor de animale din Belgia (dar și câte unei ferme din Franța și Danemarca). În scurt timp, a avut loc o contaminare secundară, datorită refolosirii bidoanelor și recipientelor cu produse contaminate.

În urma reclamației unei ferme de păsări, s-a constatat, pe baza unor analize aprofundate, că la baza problemelor stă o contaminare cu dioxină, a cărei concentrație atât în furaje cât și în țesuturile păsărilor și în ouă era neobișnuit de mare. Guvernul belgian a făcut publică această problemă de-abia în 28 mai, forțat de apariția unei știri în presă (Belgia se afla în plină campanie electorală, în final partidul aflat la putere pierzând alegerile și datorită acestui scandal).

Datorită gradului mare de interconectare a economiei vest-europene, dar și a măsurilor de trasabilitate a produselor, s-au identificat destul de repede toți beneficiarii furajelor contaminate dar și toți procesatorii produselor animale și derivatelor, cu conținut mărit de dioxină.

Măsurile luate, atât în Belgia cât și în Europa de Vest au fost drastice. Sute de ferme au fost închise temporar, mii de păsări și animale au fost sacrificate iar exporturile de produse alimentare din Belgia (inclusiv vestita ciocolată belgiană) au fost restricționate (inclusiv în România) sau chiar interzise (în S.U.A), mulți comentatori întrebându-se după aceea dacă nu cumva s-a reacționat exagerat, depășindu-se precauțiile de sănătate și intrându-se în sfera „războiului economic” (de ex. U.E. interzice importul de carne din S.U.A., datorită folosirii hormonilor în zootehnie, etc.)

Pagubele aduse economiei belgiene au fost enorme, dar un an după aceea situația (monitorizată drastic de organismele naționale și internaționale competente) a revenit la normal. Pe lângă înăsprirea legislației comunitare privind siguranța și trasabilitatea alimentelor, această criză a crescut gradul de conștientizare a populației privind pericolele la care este expusă, ca urmare fie a unor practici industriale defectuoase, fie a unor carențe legislative.

Stopată la timp, această contaminare nu a făcut victime umane.

Cazuri de intoxicație acută la om

Cele mai spectaculoase cazuri de intoxicație cu acnee la om se referă la o persoană din Austria care a fost expusă unei doze enorme de dioxină (144.000 pg/g), corespunzând unei cantități totale de 1,6 mg, respectiv unei concentrații de 25 μg/kg corp,. de 16.000 ori mai mare decât nivelul normal (în ciuda eforturilor, sursa intoxicației nu a fost determinată cu precizie). Persoana suferea de cloracnee, greață, vărsături, dureri epigastrice, pierderea apetitului, leucocitoză, anemie, amenoree și trombocitopenie. Tratamentul aplicat, unguente speciale pentru piele și administrarea unei substanțe care să ajute la eliminarea dioxinei, au dus la vindecarea parțială a leziunilor exterioare și la scăderea semnificativă a nivelului dioxinei din corp.

În scurt timp apar simptomele clasice de intoxicație, inclusiv cloracneea, care fac ca Dl. Iuscenko să se interneze la aceeași clinică din Austria ca cea din cazul prezentat anterior, unde i se detectează un nivel al dioxinei în sânge de peste 1000 ori mai mare decât valorile normale. Tratamentul aplicat i-a salvat viața, dar vindecarea completă a fost un proces îndelungat.

Factorul de echivalență toxică

După cum s-a arătat anterior, PCB-urile, dioxinele și furanii au un număr foarte mare de congeneri, iar sursele de poluare produc, de multe ori amestecuri ale acestor substanțe. Totodată, un organism sau un ecosistem poate fi supus acțiunii combinate a mai multor poluanți de acest tip, provenind din surse diferite. Pentru a avea o viziune unitară asupra toxicității amestecurilor acestor substanțe, care produc efecte (răspunsuri) biologice destul de asemănătoare, în 1984 [NUME_REDACTAT] din Ontario – Canada a hotărât introducerea termenului de „echivalență toxică”, luând ca unitate-etalon 2,3,7,8-Tetraclordibenzo[p]dioxina, căruia i s-a atribuit un factor de echivalență toxică (TEF – toxic equivalency factor) egal cu 1. Studiile ulterioare, care se desfășoară în continuare pe plan mondial au permis atribuirea de valori ale factorului de echivalență toxică pentru toate dioxinele, furanii și PCB-urile (tabelele __ și __).

Tabel __ Factorii de echivalență toxică ai principalelor dioxine și furani

Aceste valori nu sunt fixe, ele suferind modificări, pe măsură ce apar noi și noi date (eco)toxicologice. Trebuie totodată remarcat că valorile TEF sunt diferite pentru mamifere (oameni), pești și păsări, deoarece și metabolismul lor este diferit.

Pentru determinarea TEF s-au efectuat numeroase studii de toxicitate in vitro și in vivo, precum și de determinare a modului de legare de receptorul Ah.

În cazul amestecurilor complexe ale acestor substanțe, folosind TEF-ul pentru fiecare, se poate calcula Echivalența toxică totală (TEQ – [NUME_REDACTAT] Equivalency), ca sumă a produsului dintre concentrația fiecărui component (Cn) și TEF-ul său:

Folosirea TEF și TEQ este deosebit de valoroasă în studiile de evaluare a riscului de mediu, reușind să ofere o imagine de ansamblu asupra expunerii, evaluarea pericolului și a metodologiei analitice de urmat, fiind deja adaptată de numeroase țări.

Comitetul științific pentru alimente al [NUME_REDACTAT] a stabilit, pe baza unor studii aprofundate, ca pentru aceste substanțe doza maximă ingerată pe săptămână să nu fie mai mare de 14 picograme TEQ pe kilocorp, iar doza maximă lunară să fie sub 70 pg/kg corp. Valorile maxime zilnice admisibile sunt între 1 și 4 pg TEQ pe kilogram-corp. Concluzia la care au ajuns cele mai multe studii este că cetățenii Europei de vest ingerează cantități de dioxine și compuși înrudiți mult mai mari decât aceste valori.

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

*** HECS, Cadmium, www.hc-sc.gc.ca/hecs-sesc/water/pdf/dwg/ cadmium. pdf, 1999.

*** ICIM -Bucharest, [NUME_REDACTAT] Report, chapter 3, 1998.

*** [NUME_REDACTAT] Agriculturii, Alimentației și Pădurilor nr. 232, din 28 mai 2002, privind aprobarea metodologiei întocmirii studiilor pedologice și agrochimice, a Sistemului național și județean de monitorizare sol-teren pentru agricultură, [NUME_REDACTAT] al României, 598:1-42, 13 august 2002.

Antonkiewicz, J. și Jasiewicz, C.Z. The use of plants accumulating heavy metals for detoxification of chemically polluted soils, El. J. [NUME_REDACTAT]. Univ., 5 (1): 1-12, 2002.

Dumitru M. et al. Monitoringul stării de calitate a solurilor din România, în Protecția mediului în agricultură, pp. 16-42, [NUME_REDACTAT] Timișoara, 2000.

Dumitru M., Lăcătușu R. et. al. Heavy metals pollution caused by non-ferrous metallurgy within [NUME_REDACTAT] area, Proceedings of the 2nd [NUME_REDACTAT] on “[NUME_REDACTAT] in Environment, Medicine and Biology”, pp. 189-196, , 21-29 octombrie 1996.

Enescu, I., Intoxicații cu alimente de origine animală și prevenirea lor, Ed. Ceres, Buc., 1996.

[NUME_REDACTAT], Surse de poluare ;I agen’I poluan’I ai mediului, Ed. [NUME_REDACTAT], 2007.

Gupta, S.K. Risk assessment for metals with the help of “mobile” and total metal concentrations in soil as regulated by the [NUME_REDACTAT] relating to impacts on the soil, în Proceedings of the COST837 Meeting of Phytoremediation, Creta, Grecia, aprilie 2000.

IPCS- [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] Safety, [NUME_REDACTAT] Criteria 134:Cadmium, 1992, www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc134.htm.

IPCS-[NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] Safety, [NUME_REDACTAT] Criteria 18: Arsenic www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc018.htm.

IPCS-[NUME_REDACTAT] on [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] Criteria 135: Cadmium, 1992, www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ ehc135.htm.

IPCS-[NUME_REDACTAT] on [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] Criteria 3: Lead http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc003.htm

IPCS-[NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] Safety, [NUME_REDACTAT] Criteria 221: Zinc, 2001 www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc221.htm

Kabata-Pendias, A. A current issue of biogeochemistry of trace elements, în Proceedings of the 2nd Int. Conf. “Heavy metals, radionuclides and elements – biofills in the environment”, , Kazahstan, oct. 2002.

Lăcătușu, R. Appraising levels of soil contamination and pollution with heavy metals, [NUME_REDACTAT] Bureau, [NUME_REDACTAT] no. 4:393-402, 1998.

Niac, G., Nașcu, H., Chimie ecologică, Ed. Dacia, Cluj-Napoca, 1998.

Șușeanu, Em. et al., Toxicologie și toxicoze, EDP Buc., 1995.