depoluare petrol

Upload: andrianscutelnic

Post on 13-Oct-2015

19 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Poluarea cu produse petroliere pe traseul conductei de transportPoluarea solului cu petrolHidrocarburile care apar n diferite medii de via (atmosfer, hidrosfer, sol) pot fi de dou proveniene: diferite activiti umane (arderi de combustibili fosili, a lemnului, manipulrea i prelucrarea petrolului etc.) pe de o parte i procese naturale (descompuneri anaerobe de substan organic, emanaii de gaze naturale, ieiri de petrol etc.) pe de alt parte.Toxicitatea petrolului i a produselor petroliere este adesea subestimat. Cercetrile dinultimul deceniu arat c, exceptnd unele produse cu nalt grad de puritate, toate fraciile ieiuluisunt toxice. Blumer deosebete dou categorii de efecte toxice: toxicitatea imediat i toxicitatea de lung durat.Toxicitatea cu efect imediat este cauzat de 3 fracii:- prima o constituie hidrocarburile saturate, sunt solubile n ap i la concentraii mici produc anestezie, iar la concentraii mai mari, moartea animalelor, mai ales a formelor tinere;- o alt fracie o constituie hidrocarburile aromatice i ele solubile n ap i sunt cele mai toxice: benzenul, toluenul, xilenul, naftalina, fenantrenul ,etc.- a treia fracie format din hidrocarburile olefinice apare n produsele de rafinare i au toxicitate intermediar ntre primele dou.De asemenea, s-a constatat c o serie de compui printre care 3,4 benzopiren- izolai din ieiul din diferite zone, n concentraii de 450-1800 mg/ton iei brut, sunt cancerigeni. Efectele toxice pe termen lung sunt mai complexe i greu de estimat. Adesea efectele pot fi indirecte, prin transmiterea produselor petrolifere toxice sau cancerigene n lungul lanurilor trofice, dat fiind persistena mare a acestor produse.n urma deversrilor de petrol n sol se modific urmtoarele proprieti chimice:- crete cantitatea de carbon oraganic (75% din carbonul coninut n petrol este oxidabil);- scade pH-ul datorit creterii cantitii de carbon organic i de acizi organici;- crete coninutul de Fe i Mg interschimbabil,- crete disponibilitatea fosforului.

Deversarea de iei brut n sol are drept rezultat o cretere numeric a populaiilor de bacterii, cu o reducere concomitent a diversitii lor, respectiv cu predominana speciilor care degradeaz hidrocarburile la compui mai simpli, determinnd dispariia lor treptat.n urma cercetrilor privind identificarea i caracterizarea bacteriilor i fungilor ce prolifereaz n solurile poluate cu petrol i ap srat s-au identificat principalele bacterii ce contribuie la degradarea petrolului (Pseudomonas, Flavobacterium, Corynebacterium etc), bacterii care se ntlnesc i n zacmintele de iei.De asemenea, s-au stabilit unele condiii n care aceste bacterii prolifereaz sau dispar i modul cum pot fi stimulate. S-au efectuat i studii asupra plantelor pionier ce se instaleaz pe terenurile poluate i asupra speciilor cultivate ce pot fi folosite n cursul ameliorrii.S-a efectuat un studiu amplu de caracterizare a distribuiei cantitative i calitative a bacteriilor heterotrofe i fungilor filamentoi n solurile afectate de poluare din teritorii aparinnd schelelor de extracie a ieiului.n sol, dei reprezint o fraciune minuscul din greutate total (0,35%) microorganismele au o importan esenial, fiind elementul activ, efectorul funciilor de fertilitate a solului.Activitatea microorganismelor din sol este influenat de prezena microhabitatelor, de tipul de sol, de structura i textura acestuia, de asigurarea cu substane organice i nutrieni i de factorii de mediu.n funcie de multitudinea de factori care actioneaz, activitatea microorganismelor estevariabil, att din punct de vedere biologic (alternana fazelor vegetative cu fazele de laten), ct i din punct de vedere al activitii metabolice i de nutriie.Numeroase microorganisme din sol au capacitatea de a utiliza hidrocarburile gazoase, solide i lichide din seria alifatic, aromatic i asfaltic drept unica surs de carbon i energie,descompunndu-le la compui cu greutate molecular mai mic, sau chiar la dioxid de carbon iapa.Rspndite larg n mediile naturale, i uneori semnificative numeric, microorganismeleactive atac diferii compui, ca: petrolul, kerosenul, uleiurile minerale, parafina, gazul de iluminat, gazele de sond, cauciucul natural i sintetic, uleiurile de rcire, suprafeele asfaltate, conductele subterane i cablurile electrice protejate de coroziune cu ajutorul materialelor impregnate cu parafin, elastomeri sau diferii derivai ai hidrocarburilor.Numrul microorganismelor care degradeaz hidrocarburile crete foarte mult dup poluare, cu cteva ordine de mrime i se menine ca atare, uneori chiar mai mult de un an.n sol, dup contaminare, microfungii care degradeaz hidrocarburi reprezint 60-82% dintotalul acestui grup, iar bacteriile 50% din micropopulaia respectiv.Capacitatea de a utiliza hidrocarburile este larg raspndit n lumea microorganismelor, fiind ntlnit la bacterii (inclusiv actinomicete), la levuri, la fungii filamentoi, dar i la alge.Prezente n sol, n apele dulci i marine i n unele sedimente, ntr-o gam larg de condiii de mediu, aceste microorganisme au capacitatea de a sintetiza un spectru larg de enzime care asigur degradarea hidrocarburilor individuale i potenialului de ndeprtare, sau de conversie a ieiului din mediu.n timp ce n ecosistemele nepoluate numrul microorganismelor care utilizeaz hidrocarburile poate reprezenta doar 0,1% din total, n cele poluate opate ajunge pna la 100% din numrul microorganismele viabile.Aceasta se datoreaz faptului c n mediile cu niveluri nalte de poluare are loc modificarea compoziiei n specii microbiene prin eliminarea acelora sensibile la poluant.n ultimele trei decenii s-au identificat peste 200 de specii de microorganisme capabile s metabolizeze hidrocarburile, microorganisme care au fost numite de Aluarn (1973), hidrocarbonoclastice.n urma analizrii microbiologice a probelor de soluri poluate cu iei unele n concentraii excesive (30%), au fost izolate tulpini bacteriene cu o nalt rat de supravieuire n aceste condiii severe de poluare.

Caracteristicile mediului supus depoluarii

Caracteristicile mediului supus depoluarii sunt reprezentate in principal de pH, temperatura, umiditate, parametri fizici ai mediului tratat etc. In cazul aplicatiilor de decontaminare pe sit, caracteristicile mediului pot fi controlate si ajustate in vederea integrarii lor intr-un interval valoric optim. In situ insa, acest deziderat este dificil de transformat in realitate. In toate cazurile, daca se depasesc anumite limite ale parametrilor ce definesc conditiile de mediu, se poate ajunge in situatia nedorita de incetinire sau de stopare a activitatii microorganismelor.pH-ul mediului tratat trebuie sa se inscrie de obicei intre 5,5 si 8,5. In general, ciupercile accepta conditii de pH mai drastice decat bacteriile. Totusi, bacteriile sulforeducatoare, care intervin in procesele de biolixiviere si bioacumulare a metalelor grele, actioneaza la un pH scazut, de 2- 3.Temperatura mediului contaminat, poate, de asemenea sa influenteze intr-o masura semnificativa activitatea microorganismelor. In cazul operatiilor de decontaminare in situ, procesul de degradare biologica a poluantilor este mult incetinit sau chiar stopat in timpul iernii, cand temperatura scade sub 0C. Intervalele de temperatura considerate adecvate pentru biodegradare sunt cuprinse intre limite foarte largi (5- 80C), fiind dependente in principal de tipul microorganismelor. Din acest punct de vedere, bacteriile ce intervin in procesul de bioremediere se pot clasifica in trei categorii: bacterii termofile (se dezvolta la o temperatura mai mare de 45C), bacterii mezofile ( se dezvolta intre 20- 45C), bacterii criofile (se dezvolta intre 5- 20C). In practica decontaminarii, temperaturile uzuale sunt cuprinse intre 15- 45C.Umiditatea sau continutul in apa a mediului poate fi un factor important pentru dezvoltarea microorganismelor si, eventual pentru transportul substantelor poluante in organismele plantelor. Apa transporta nutrimentele spre cellule, favorizeaza cataliza enzimelor si mentine presiunea osmotica a celulei. Sub o anumita umiditate, activitatea microbiana inceteaza, iar microorganismele mor. In general, se considera ca umiditatea unui material este propice dezvoltarii microorganismelor daca se inscrie in intervalul 25- 85%. Parametrii fizici ai solului si acviferului sunt de asemenea determinanti pentru biodecontaminarea in situ. Este vorba in primul rand de permeabilitatea si omogenitatea mediului supus tratarii, precum si de dimensiunile solului, subsolului si acviferului. Din aceasta gama de parametri, permeabilitatea detine cea mai mare importanta. Intr-adevar, daca mediul contaminat nu este sufficient de permeabil ( fapt datorat argilelor), circulatia fluidelor purtatoare de nutrimente si oxidanti este mult ingreunata, uneori, chiar imposibila. Astfel, gradul de oxigenare a mediului se diminueaza drastic, bacteriile nu mai pot fi alimentate si stimulate corespunzator, ajungandu-se in final la randamente reduse de biodegradare si la o incetinire a procesului. In mod obisnuit se considera ca mediile caracterizate prin coeficienti de permeabilitate mai mici de 10 nu se preteaza la o decontaminare pe cale biologica.Daca mediul subteran destinat tratarii biologice este eterogen, fiind format din strate geologice diferite (pietris, nisip, argile) sau din lentile de sedimente cu permeabilitate redusa, procesul biologic de degradare a poluantilor are tendinta de dezvoltare preferentiala, lasand intacte cuiburile de poluanti adapostite de neuniformitati.Grosimea zonei nesaturate, respectiv profunzimea la care se afla acviferul, poate de asemenea sa influenteze performantele procesului de biodecontaminare. In cazul in care acviferul se afla la o adancime mare fata de suprafata (la peste 20 m), zona nesaturata are tendinta de a nu se oxigena corect, fiind in acelasi timp dificila asigurarea unei distributii omogene a nutrimentelor in sol. Daca acviferul se afla la adancimi mici ( de pana la 2-3 m), oxigenarea si percolarea se pot realiza in conditii de eficienta.Biodegradarea in vracBiodegradarea in vrac reuneste ca principiu mai multe metode de biodecontaminare, cele mai importante fiind compostarea, metoda ,,land farming si metoda ,,biopile.Principiul de baza al biodegradarii in vrac consta in excavarea solului poluat si dispunerea lui in vecinatatea locului de excavare , in conditii tehnice care favorizeaza biodegradarea aerobica naturala. Principalele conditii menite sa asigure accelerarea procesului de degradare sunt : aerarea, umiditatea si aportul de nutrimente. Sursa de microorganisme provine in mod obisnuit din flora bacteriana prezenta in sol, dar exista si situatii cand se procedeaza la un adios suplimentar de microorganisme din exterior.

a) CompostareaCompostarea este cea mai veche sic ea mai simpla tehnica de biodegradare in vrac a solurilor contaminate.Pentru aplicarea acestei metode, solul contaminat este excavat si amestecat cu materiale organice grosiere (paie, resturi de scoarta, gunoi de grajd etc.) care indeplinesc un rol nutritive si in plus, favorizeaza aerarea. Materialul rezultat prin amestec este depus pe solul din vecinatate, in gramezi regulate, care au o circumferinta de cativa metri si o inaltime de cca un metru. In cazul unei clime temperat umede , conditiile naturale pot fi suficiente pentru asigurarea unei umiditati adecvate a solului depus in gramezi. La nevoie, umiditatea poate fi crescuta prin adaos de apa in alimentarea amestecatorului, sau prin aspersarea gramezilor. Pentru accelerarea procesului de biodegradare a poluantilor se procedeaza la intensificarea aerarii solului prin intoarcerea periodica a gramezilor cu un utilaj mecanizat (vezi schema compostarii.).Incorporarea in sol a unei cantitati mari de paie implica dezvoltarea rapida a microflorei care imobilizeaza o parte importanta a azotului fixat in sol. Se poate afirma ca, dupa incorporarea unei cantitati mari de paie, se remarca un deficit important de azot disponibil. Se recomanda administrarea de azotat de amoniu sau culturi de plante leguminoase care au posibilitati suplimentare de a-si asigura necesarul de azot. Paiele incorporate in sol stimuleaza insa dezvoltarea microflorei solului , inclusiv a bacteriilor cu rol in dezvoltarea azotului. In primele 30 de zile de la incorporare , numarul microorganismelor creste considerabil, dupa care revine la normal. Printre ciupercile al caror numar creste considerabil se numara insa si specii care pot deveni daunatoare culturilor: Alternaria, fusarium, etc. Flora celulolitica este activate suplimentar printr-un surplus de material energetic adus din paiele incorporate. La descompunerea completa a resturilor vegetale participa un numar important de microorganisme din sol, fiecare cu rol bine determinat in cadrul acestui process. b) Metoda land- farmingMetoda land- farming consta in tratarea solului prin executarea unor lucrari cu specific agricol. Dupa excavare, solul poluat este depus pe o suprafata plana intinsa, intr-un strat cu grosimi de cativa cm, astfel incat sa poata fi lucrat cu utilaje agricole. In vederea eliminarii riscului de migrare a poluantilor din solul contaminat in solul support, dispunerea solului poluat se face pe suprafete impermeabile, situate in zone preurbane sau industriale. In continuare se procedeaza la tratarea solului cu ingrasaminte sau resturi vegetale, operatie urmata de amestecul acestora cu solul contaminat. Aportul de fertilizanti amelioreaza echilibrul nutrimente sursa de carbon (poluanti). La intervale regulate, solul contaminat este sapat si intors, in vederea aerarii si omogenizarii. In timpul lucrarilor se pot administra din nou fertilizanti pentru completarea cantitatilor initiale , sau se pot insamanta leguminoase. Rolul plantelor leguminoase in acest context, este fixarea azotului din atmosfera, fapt ce le confera calitatea de ,, ingrasamant verde. Atat degradarea poluantilor cat si conditiile de desfasurare a procesului de biodecontaminare sunt sistematic controlate probe si analize de laborator.Metodele de decontaminare prin compostare si ,,land farming sunt in special adaptate pentru biodegradarea hidrocarburilor cu volatilitate redusa. Cele mai bune randamente se obtin in timpul verii, cand temperatura este ridicata. In timpul iernii, procesele biologice sunt mult diminuate ca intensitate, fiind complet stopate in caz de inghet. Randamentul optim corespunde unei umiditati constante, caz in care solul nu trebuie sa fie nici prea uscat, nici prea umed.

Ameliorarea solurilor poluate cu petrol prin metoda compostarii

Acest experiment a fost initiat de un grup de cercetatori de la Institutul de Cercetari pentru Pedologie si Agrochimie, Bucuresti in casa de vegetatie a ICPA si a luat in considerare urmatorii doi factori: nivelul de poluare cu titei si masurile ameliorative aplicate. In cadrul ultimului factor, au fost aplicate doua masuri ameliorative : fertilizare cu NH4NH3 si fertilizarea cu compost. Experienta a durat 6 ani, fiind studiate efectele poluantului asupra plantelor de porumb cultivate pe solul afectat. S-a observat ca fertilizarea cu NH4NO3 este obligatorie pentru obtinerea de productii pe solurile poluate cu titei, unde degradarea titeiului in lipsa azotului este mai redusa si in viata microorganismelor din sol sunt instalate dezechilibre majore. Azotul face sa creasca valoarea raportului C/N eliminand aceste dezechilibre.Fertilizarea cu compost are un effect major asupra productiilor obisnuite. Daca la martorul nefertilizat productia este 0, la variantele fertilizate cu 30t/ha productia este maxima. S-a observat ca fertilizarea cu 30t/ha si 45t/ha compost, da cele mai bune rezultate , in special la nivelurile de poluare cu 0,5 si 1% titei. La nivelul de 5% titei varianta fertilizata cu 30t/ha se recomanda cu prioritate.

Geologie Teritoriul studiat se grefeaz i se ncadreaz armonios compartimentului sud-dobrogean. Fundamental este alctuit din trei grupuri metamorfice de vrsta Proterozoic mediu-Cambrian. Astfel, se disting: ciclul Permian-Triasic; ciclul de sedimentare Eocen-Oligocen iar ultimul ciclu de sedimentare (fr depozite fluvio-lacustre pleostocene) din Romanian.Caracteristicile litologice au permis separarea urmtoarelor formaiuni, din baz spre partea superioar: formaiunea evaporitelor i argilelor policolore, cu intercalaii de calcare i formaiunea carbonatic de Cernavod. Litologic s-au acumulat nisipuri cuaroase, pietriuri, siltite, argile caolinoase multicolore i calcare lacustre cu characee (alge calcaroase) i ostracode.Depozitele kerosiene sunt reprezentate prin calcare lumaselice, calcare oolitice i intercalaii subiri de argile verzui, marne i nisipuri

ReliefulRelieful este specific Podiului Dobrogei de Sud i se impune prin aspectul su tabular- structural, larg ondulat la altitudini cuprinse ntre 100 130 m. Cvasiorizontalitatea platourilor este rar ntrerupt de vile adncite la rului Carasu cu puinii afluieni. Relieful teritoriului studiat se grefeaz pe fundamentul Vii Carasu, unde se integreaz armonios. Peste acest fundament s-a depus o cuvertur de loess i de materiale loessoide derivate, de diferite grosimi, care fosilizeaz un relief mai vechi, preloessian.n partea de N a teritoriului, altitudinea reliefului scade de la N la S ajungnd la 9-10 m. se constat i alte direcii de scdere a altitudinii precum NE SV, indicat de o serie de vi ale afluienilor de dreapta a Vii Carasu.

Condiiile climaticeClima evolueaz pe fondul general al climatului temperat continental, influenat de poziia geografic, situarea ntre Dunre i Marea Neagr, precum i de particularitile fizico-geografice ale teritoriului.Durata de strlucire a soarelui variaz ntre 130 150 zile pe an.Temperatura aerului este elementul climatic asupra cruia se manifest mai intens influena mrii. Primul nghe se produce la sfritul lunii octombrie, nceputul lunii noiembrie, iar ultimul nghe se produce la sfritul lunii martie, nceputul lunii aprilie.Temperatura medie anual este caracterizat de izoterma de 11 grade Celsius. Vara temperaturile sunt ridicate de 22-23 grade Celsius, iar iarna se situeaz n jurul valorilor minime de - 15 - -20 grade Celsius.Vnturile sunt determinate de circulaia general atmosferic i de condiiile geografice locale. Vnturile predominante bat iarna dinspre NE i SV , iar vara bat dinspre VE. Iarna, uscatul rmne mai rece n comparaie cu apele mrii.Poarta Alb se situeaz n topoclimatul stepic, caracterizat prin ariditate, amplitudini anuale i diurne mare, media anual a precipitaiilor variind ntre 400-500 mm/an. Temperatura lunii ianuarie este, n cea mai mare ntindere, de aproximativ 20 grade Celsius; numrul zilelor tropicale este de 30 40 zile.

Reeaua hidrograficReeaua hidrografic etse constituit din ape subterane i ape de suprafa.Apele subterane se canalizeaz pe linia de fractur Topalu-Ovidiu constituind o surs bogat de alimentare; apele se suprafa, principala arter o constituie rul Carasu i afluenii si, care deseori au curs temporar.Calitatea apelor din canalele Dunre-Marea Neagr i Poarta Alb-Midia-Nvodari este foarte bun/potabil, ns din cauza polurii cu produse chimice au fost modificate proprietile fizico-chimice i biologice la apei.

nveliul pedologicPrincipalele clase de sol care predomin pe teritoriul comunei Poarta Alb sunt: cernisoluri, reprezentat de diferite tipuri de sol: kastanoziomuri (KZ) cu subtipul tipic (KZti), cernoziomuri (CZ) cu subtipurile: calcaric, levigat de crovuri i padine, rendzine (RZ), clasa protisoluri (PRO) reprezentat de regosoluri (RS), n principal i azonal de aluvisoluri (AS) n luncile rurilor.Solurile au texturi medii (lutoase sau luto-nisipoase), ceea ce confer solului o permeabilitate ridicatp i au nsuiri fizice bune. Nivelul de slinizare a solului este relativ staionar.Majoritatea solurilor s-au format i au evoluat pe loessuri. Calitatea solurilor este influenat de dou categorii de factori : Naturali: relief, litologie,clim, timpul; Antropici: modific rapid calitatea solului

Reactia solului. Solurile au n general o reactie neutra (6,81-7,2) sau slab alcalin (7,21-8,4). Majoritatea terenurilor se regasesc n intervale mijlocii (85,5%) de aprovizionare cu humus. Aprovizionarea cu azot este medie (2,1 4%), la fel i cea de fosfor mobil (ppm).

Asigurarea cu potasiu mobil se nregistreaz o variaie de la E la V. Astfel, n partea de E i NE a teritoriului asigurarea cu potasiu mobil este foarte bun (mai mare de 301 ppm), iar n partea de V i SV asigurarea este bun (200 300 ppm).n ce privete procesele de degradare, ntreg teritoriu se remarc prin vulnerabilitate climatic la deertificare, impunnd msuri speciale n exploatarea terenurilor agricole i protecia mediului nconjurtor.Pe lng procesele naturale de degradare a solului intervin i procesele de degradare antropic, concretizate prin poluare cu substane diferite.Degradarea solului are impact direct asupra calitii apei i a aerului, biodiversitii i schimbrii climatice.

Bibliografie:1. Anca Rovena Voiculescu, Mihai Dumitru, Mihai Toti (2004)- Inocularea cu bacterii specifice, selecionate din microflora proprie solurilor poluate cu iei. Cluj-Napoca, Ed. RisoPrint.2. Anca Rovena Voiculescu, Mihai Dumitru, Mihai Toti (1999) Polarea cu petrol i ap srat a solurilor din Romnia, Cluj-Napoca, Ed. RisoPrint.3. http://www.contaminacion%2Bdel%2Bsuelo%2Bcom%2Bpetroleo%2Bequilibrio%2Becologico%26um%3D1%26hl%3Dro%26sa%3DN4.http://www.monografias.com/trabajos7/hime/hime2.shtml&usg=__fIHd7Rcvf9VMxVd3UxReNq7Mei0=&h=424&w=639&sz=10&hl=ro&start=&um=1&tbnid=M44MNHDZ3TiTWM:&tbnh=91&tbnw=137&prev=/images%3Fq%3D