ecologie Şi protecŢia mediului · pdf file9.3. manifestari specifice in poluarea solului...
TRANSCRIPT
1
UNIVERSITATEA DIN PETROŞANI
FACULTATEA DE MINE
DEPARTAMENT: MANAGEMENT, INGINERIA MEDIULUI ŞI GEOLOGIE
Şef lucr.dr.ing. CIOLEA DANIELA IONELA
ECOLOGIE ŞI PROTECŢIA MEDIULUI
Notiţe de curs
PETROŞANI, 2013
2
CUPRINS
INTRODUCERE
1. ECOLOGIA: DE LA ŞTIINŢĂ LA CONŞTIINŢĂ
2. BAZELE STIINTIFICE ALE ECOLOGIEI SI PROTECTIEI MEDIULUI
2.1. Scurt istoric al dezvoltării ecologiei ca ştiinţă
2.2. Direcţiile de cercetare şi ramurile ecologiei
3. CONCEPTE FUNDAMENTALE ALE ECOLOGIEI MODERNE
3.1. Conceptul de ecosistem
3.2. Componentele şi configuraţia spaţială a ecosistemelor
3.2.1. Biotopul
3.2.2. Biocenoza
3.3. Clasificarea ecosistemelor
3.3.1. Structura orizontală
3.3.2. Structura verticală.
3.4. Relaţiile intraspecifice şi interspecifice
4. STRUCTURA TROFICA A ECOSISTEMELOR
5. FUNCŢIILE ŞI DINAMICA ECOSISTEMELOR
5.1. Fluxul de energie în ecosisteme
5.2. Ciclul apei
5.3. Ciclul azotului
5.4. Ciclul carbonului
5.5. Ciclul fosforului
5.6. Autocontrolul şi stabilitatea ecosistemelor
6. CALITATEA MEDIULUI AMBIANT
6.1. Criza mediului înconjurător
6.2. Surse şi căi de răspândire a poluanţilor
6.3. Priorităţi ale economiei mediului ambiant
7. MASURI DE PREVENIRE SI COMBATERE A POLUARII ATMOSFERICE
7.1. Surse de poluare atmosferică
7.2. Efecte directe şi indirecte ale poluării atmosferei
7.3. Manifestari specifice in poluare atmosferei
7.4. Măsuri de prevenire şi combatere a poluării atmosferice
8. MASURI SI STRATEGII DE PREVENIRE A POLUARII APELOR
8.1. Surse de poluare a apei
8.2. Efectele poluării apelor
8.3. Manifestari specifice in poluarea apelor
8.4. Măsuri şi strategii de prevenire a poluării apelor
8.5. Principalele directive ale comunităţii europene privind apa
9. METODE SI MIJLOACE DE PROTECTIE A SOLULUI
9.1. Structura şi cauzele degradării solului
9.2. Efecte economice şi sociale ale degradării solului
9.3. Manifestari specifice in poluarea solului
9.4. Metode şi mijloace de protecţie a solului
BIBLIOGRAFIE
3
INTRODUCERE
Poluarea şi protecţia mediului sunt considerate la ora actuală probleme de mare
importanţă, cu care se confruntă umanitatea în general. Transformările care au loc la nivel global
in ceea ce priveşte mediul înconjurator impun găsirea unor soluţii fundamentate teoretic şi
conceptual, pentru menţinerea echilibrului ecologic al planetei.
Revoluţia tehnico - ştiinţifică desfăsurată concomitent cu explozia demografică, a dus
inevitabil la creşterea necesităţilor de materii prime, energie, alimente, apă, etc. Acest fapt a
accentuat conflictul dintre om şi natură, a dus în foarte multe cazuri la apariţia unor dezechilibre
în natură cu urmări deosebit de grave asupra mediului în care trăim.
Se poate afirma cu certitudine că dezvoltarea industrială neraţională, urbanizarea
excesivă, explozia demografică, distrugerea masivă a pădurilor, constituie permanent un
potenţial de presiune cu efecte negative asupra mediului.
Calitatea vietii noastre depinde de calitatea mediului – aer, apa, sol, plante, animale,
paduri, lacuri, rauri. Toate aceste componente ale mediului, integrate in structuri complexe,
ecosistemele, sunt influentate si modificate, in proportii diferite de tot ceea ce inseamna
dezvoltarea sistemului socio-economic. Consumul de resurse naturale, deseurile rezultate din
toate procesele industriale, agricole sau casnice, constructiile hidrotehnice, schimbarea folosintei
terenurilor, producerea in cantitate mare a unor substante de sinteza (fertilizanti, pesticide,
medicamente, coloranti, fibre, mase plastice, cauciuc ), turismul de masa, comertul international
sunt factori ce indica dezvoltarea dar, in acelasi timp sunt factori care determina modificari
substantiale ale ecosistemelor. De aici apare necesitatea de a controla si supraveghea raportul
dintre dezvoltarea economica si calitatea mediului si de a proiecta si aplica politici si strategii de
protectia mediului.
Ecologia ne ofera instrumentele stiintifice de evaluare a structurii si functiilor
ecosistemelor iar domeniul protectiei mediului instrumentele si logistica pentru aprecierea
cantitativa si calitativa a impactului antropic, diminuarea impactului si remedierea efectelor
negative.
Nevoia de specialisti care sa inteleaga efectele dezvoltarii asupra mediului, la diferite
scari spatio-temporale, sa poata construi programe si proiecte de protectia mediului si sa
acceseze informatiile privind calitatea mediului este in crestere evidenta.
4
Inainte de orce abordare pragmatică a studiului echilibrului biologic dintre om şi
natură, trebuie să se puna o serie de întrebări, la care nu vom putea da răspunsuri tranşante sau
sigure. Unele din aceste întrebări ar putea fi următoarele :
Care sunt rezervele totale de energie ale planetei ?
Care este ritmul consumului de energie ?
Care este volumul rezervelor de materii prime ?
Care este ritmul consumului de materii prime ?
Ce se va întâmpla cu Terra după ce se vor epuiza sursele de energie şi de materii
prime ?
Exista oare în spatiul cosmic un potenţial de energie nelimitat ?
Care este limita maximă de poluare ce poate fi suportată de Terra ?
Care sunt pe timp îndelungat efectele poluarii mediului ?
Care sunt costurile totale ale poluării ?
Desigur că aceste întrebări şi le pun în mod frecvent cercetătorii şi în cea mai
mare parte răspunsurile sunt optimiste, dar problematica protecţiei mediului
trebuie să stea în permanenţă în atenţia opiniei publice. Se cunoaşte pe de altă
parte că gradul mare de poluare din ţările industrializate, producerea continuă
de mono şi dioxid de carbon, de dioxid şi trioxid de sulf, de dioxid de azot,
precum şi producerea de reziduri toxice în cantităţi foarte mari, dar în acelaşi
timp distrugerea fără milă a pădurilor, aceşti plămâni naturali ai Terrei, a dus şi
duce incontinuare la degradarea atmosferei, la distrugerea stratului protector de
ozon şi la apariţia “efectului de sera”. Efectul de seră influenţează distribuţia
calorică generată de radiaţia solară, care va fi alta decât cea stabilită şi cunoscută
pe întregul glob pământesc înainte de perioada industrializării intensive.
In perioadele istorice trecute, când sursele de energie erau reduse, practic
consumul energetic era nesimnificativ faţă de resurse, iar omul nu se considera
un stăpân şi transformator al naturii, când zonele verzi acopereau suprafeţe
imense ale pământului şi când pădurile dominau şi absorbeau o cantitate mare de
energie solara şi de dioxid de carbon, transformându-le în produşi stocabili cu
valoare alimentară şi energetică
Pe fondul diminuării stratului de ozon şi a reducerii suprafeţelor acoperite cu
păduri, diferenţele de temperatură între zi şi noapte vor fi mai mari în zonele
tropicale şi mai mici în jurul polilor, ceea ce cu multă probabilitate va determina
topirea unor părţi din calotele glaciare, cu repercursiuni negative asupra
întregului glob pământesc, ţinând seama de pericolul unor inundaţii masive cu
5
apă sărată a unor zone mai joase ale pământului, zone locuite de oameni sau
utilizate pentru agricultură.
Alături de emisiile masive de dioxid de carbon, rezultate în urma proceselor de
ardere, ploile acide consemnate tot mai frecvent şi din pacate chiar şi în ţara
noastră, constituie un alt factor esenţial care prin consecinţele grave pe care le
provoacă, produce degradarea gravă a mediului. Acest fenomen devine tot mai
frecvent şi în acelasi timp tinde să se manifeste global, fapt foarte grav întrucât
raportul dintre amplificarea potenţialului chimic industrial în ţările în curs de
dezvoltare şi cel de perfecţionare a tehnologiilor nepoluante, înclină îngrijorător
în favoarea primului.
Sunt emise în atmosferă cantităţi tot mai sporite de anhidride, de oxizi ai
diferitelor metale şi nemetale, diferite gaze mai mult sau mai puţin toxice pe zone
din ce în ce mai întinse, ca urmare a creşterii numărului de obiective economice.
6
1.
ECOLOGIA: DE LA ŞTIINŢĂ LA CONŞTIINŢĂ
Ca în cazul multor discipline, numele şi definiţia conferite ecologiei, spun mult pentru cei
chemaţi să îi cunoască continutul şi să-i pătrundă semnificaţiile.
In privinţa denumirii, termenul de ecologie s-a impus în atenţia opiniei publice
occidentale mai ales după 1970, iar în Europa centrală şi de est cu precădere în ultimul deceniu.
O serie de evenimente cu un puternic impact social precum celebrele „maree negre” ori
accidente nucleare în frunte cu cel de la Cernobâl (26 aprilie 1986) au zguduit din inerţie opinia
publică şi au introdus treptat ecologia în rândul preocupăilor individului şi comunităţilor. Se
redescoperea astfel un concert şi un nume vechi de peste un secol. Crearea lui este atribuită
biologului german Ernst Haeckel (1834-1919), iar data de naştere 1866, pe când acesta funcţiona
ca profesor la Universitatea din Jena. De altfel, prima sa menţiune cu valoare de certificat de
naştere se gãseşte într-o notã de la pagina 8 a lucrãrii “Generalle Morphologie der Organismen”
(Berlin, 1866), sub forma: “...sekologie... ştiinţa economiei, modului de viaţã, a raporturilor
vitale eterne reciproce ale organismelor”. Construit precum termenul de economie, cel de
ecologie derivă, în parte, din rădăcina indo-europeană weik, care desemneazã o unitate socială
imediat superioarã casei şefului de familie. Această rădăcină a dat sanskritul veah (casă), latinul
vicus (cartierul unui oraş, burg) şi grecul oikos (habitat, acasă). Ca atare sekologie a fost construit
pe baza a două cuvinte greceşti: oikos şi logos (logia), (discurs). Etimologic deci, ecologia
reprezintă ştiinţa habitatului, respectiv o ramură a biologiei care studiază interacţiunile dintre
fiinţele vii şi mediul lor. Dar, evident, semnificaţiile sale au fost mult amplificate şi diversificate
de-a lungul timpului.
Nomen certus, pater incertus?
Parafrazând un celebru dicton juridic latin (mater certus, pater incertus) şi despre
ecologie se poate spune că dacă numele îi este general şi unanim recunoscut, paternitatea
acestuia este încă discutatã.
Astfel, într-o lucrare a lui P.H. Ochsen (The world ecology, Nature, vol. 129, 1959) a fost
lansatã ipoteza că paternitatea termenului de ecologie ar trebui atribuită filozofului şi scriitorului
american Henry David Thorean (1817-1862), contemporan cu cu E. Haeckel. Filozof
transcendentalist, acesta a fost totodată şi unul dintre cântãreţii vieţii în naturã. După cum se ştie,
transcedentalismul, ilustrat mai ales de filozoful Ralph Waldo Emerson (1803-1882), este o
filozofie impregnată de panteism în care natura e percepută deopotrivã ca un mijloc de uniune cu
Dumnezeu şi ca o sferă imperfectă unde se cuvine “transcede”. În societatea timpului, adepţii
7
unei asemenea concepţii erau percepuţi ca nişte nonconformişti. Astfel, în cartea sa “Walden,
sau Viaţa în pădure” H. D. Thoreau reconstituie experienţa reîntoarcerii sale pe pământ, care a
durat peste doi ani: “m-am dus în pădure întrucât am vrut să trăiesc fără grabă să fac faţă
numai forţelor esenţiale ale vieţii, să descopăr ceea ce aceasta poate să mă înveţe, sfârşind să
constat, la ora morţii mele, că nu am învins-o”.
Această experienţă apropiată multor “expediţii” ecologiste actuale explică, în mare parte,
eroarea de descifrare comisă în 1958 de editorii corespondenţei lui Thoreau. Astfel, aceştia au
citit, din greşealã “ecology” (ecologie) acolo unde scriitorul-filozof scrisese “geology”
(geologie) într-o scrisoare datatã 1 ianuarie 1858 şi adresată varului său G. Thatcher.
8
2.
BAZELE STIINTIFICE ALE ECOLOGIEI SI PROTECTIEI MEDIULUI
2.1. Scurt istoric al dezvoltării ecologiei ca ştiinţă
Ecologia a luat naştere in a doua jumătate a secolului XIX ca urmare a unor necesitaţi
economice ale societaţii umane. In acestă perioadă industria şi agricultura s-au dezvoltat
vertiginos atrăgand după sine apariţia unor probleme majore legate de mediu. Astfel, exploatarea
neraţională a resurselor naturale, defrişarea pădurilor in avantajul creşterii suprafeţelor agricole,
creşterea demografică a populaţiei umane şi dezvoltarea intensivă a industriei, au dus la
modificarea substanţială a climei şi solului.
In acest context a apărut necesitatea soluţionării problemelor legate de ameliorarea
solurilor degradate, s-a impus nevoia studierii relaţiilor dintre plante şi sol, precum şi a
multiplelor probleme legate de protejarea mediului înconjurător în vederea menţinerii sănătaţii
omului şi asigurării vieţii pe Terra.
Termenul de „ecologie” a fost definit pentru prima data in anul 1866 de către zoologul
german Ernst Haeckel drept „domeniul investigării şi cunoaşterii tuturor relaţiilor animalelor cu
mediul lor anorganic şi organic de viaţă”. Din acest punct de vedere etimologic, termenul are
inţelesul de ştiinţa care abordează studiul fiinţelor vii „acasă la ele”, definiţie care derivă din
inţelesul de ştiinţă care abordeazăa studiul fiinţtelor vii „acasă la ele”, definiţie care derivă din
inţelesul cuvintelor de origine greacă oikos (cu intelesul de casă, loc de viaţa sau loc de trai) şi
logos (cu semnificaţia de stiinţa sau studiu). Pornind de la originea sa, se poate spune ca ecologia
este stiinţa despre gospodărirea naturii.
Ulterior, numeroasele studii şi cercetări efectuate în acest domeniu de către renumiţii
savanţi Humboldt, Mőbius, Forbes, Semper, Suess şi alţii, au pus bazele ecologiei ca stiinţă
interdisciplinară. Astfel in intervalul de peste 100 de ani de existenţa, ecologia cunoaşte o
dezvoltare din ce in ce mai dinamică fiind cauzată de conexiunile multiplelor curente ştiinţifice,
venite din sfera ştiinţelor biologice (botanică, zoologie, fiziologie, genetică, etc) precum şi a altor
ştiinţe corelate (geografia, fizica, chimia, pedagogia, antropologia, etc.). In ultimul timp,
ecologia pătrunde în numeroase alte domenii ştiinţifice contribuind la dezvoltarea unor discipline
noi asa cum sunt: biogeografia, radioecologia, ecologia umana, etc.
Aşadar ecologia este o ştiinţă biologică de sinteză cu un profund caracter interdisciplinar,
care studiaza relaţiile complexe ale omului şi ale celorlalte vieţuitoare cu mediul inconjurător
planetar (fig. 1).
9
ECOLOGIA
MEDIUL DE VIATA ORGANISMELE VII
(Factorii abiotici, biotici, antropici) (plante, animale, oameni)
Figura 1. Principalele domenii de studiu ale ecologiei.
Ecologia are ca obiect de studiu relaţiile dintre organisme şi mediul lor de viaţă, alcătuit
din ansamblul factorilor de mediu (abiotici şi biotici), precum şi structura, funcţia şi
productivitatea sistemelor biologice supraindividuale (populatii, biocenoze) şi a sistemelor mixte
(ecosisteme). Ea studiază in principal:
Relaţiile dintre vieţuitoare (plante si animale) cu mediul lor
Raporturile dintre organisme şi mediul inconjurător
Nivelurile de organizare (populaţii, biocenoze, ecosisteme, biosfera)
Corelaţiile dintre mediul inconjurător şi treptele supraindividuale
Relaţiile ce se stabilesc între organisme şi diverse comunitaţi
Fluxul de materie, energie şi informaţie care străbate un ecosistem bine delimitat.
In România ecologia a patruns în preocupările biologilor români încă de la apariţia ei ca
ştiinţă. Astfel, Grigore Antipa, a fost unul dintre primii savanţi care a aplicat principiile ecologiei
în studiile sale hidrobiologice. Continuând aceste direcţii de cercetare, M. Băcescu, E. Pora, N.
Bontariuc şi alţii au întreprins numeroase studii de ecologie marină şi de ecologia apelor din
lunca Dunarii. De asemenea, importante studii şi lucrări stiinţtifice au fost realizate în domeniul
ecologiei terestre de către Al. Borza, Tr. Săvulescu, A. Popovici-Brânzoşanu, E. Racoviţă, C.
Motaş, Tr. Orghidan, M. Ionescu.
2.2. Direcţiile de cercetare şi ramurile ecologiei
Ecologia este o ştiinţă interdisciplinară care foloseşte cunoştiinţele unor discipline ale
ştiinţelor naturii precum: biochimia, fiziologia, geografia, pedologia, meteorologia, genetica,
fizica, cibernetica, climatologia, morfologia, taxonomia.
In ecologie se disting două direcţii sau ramuri de cercetare:
autoecologia care studiază relaţiile unei specii sau indivizi cu mediul lor de viată
(factori biotici si abiotici)
10
sinecologia care se ocupă cu interrelaţiile factorilor de mediu cu populaţiile din
cadrul biocenozei precum si interrelaţiile dintre biocenoze in cadrul biosferei
demecologia care studiază impactul demografic asupra mediului înconjurător
(raporturile populaţiilor cu anumiţi factori ecologici).
Diversificarea domeniilor de activitate umană şi apariţia numeroaselor discipline
tehnologice, a determinat dezvoltarea unor noi ramuri de ecologie aplicată: ecologie agricolă
(vegetală şi animală), ecologie forestieră, ecologie urbană, ecologia mediului ambiant, ecologie
umană, ecologia resurselor naturale, etc. Toate acete ramuri nou dezvoltate studiază şi oferă
modele şi soluţii pentru o mai bună relaţie dintre om şi natură, prin aplicarea în practică a
principiilor ecologiei.
Ecologia animală este o ramura a ecologiei generale care se ocupă cu studiul animalelor
dintr-o biocenoză şi a relaţiilor intra- sau interspecifice, precum şi acţiunea factorilor abiotici,
producţia secundară, structura şi dinamica populaţiilor, distribuţia indivizilor intr-un habitat,
productivitatea unor grupe de animale de interes economic, amenajarea şi ocrotirea
zoocenozelor, etc.
Ecologia umană este o altă ramură a ecologiei, care studiază relaţiile dintre oameni (ca
indivizi), dintre populaţiile umane şi mediul lor abiotic, biotic şi social.
Ecologia plantelor (vegetală) se ocupa cu studiul relaţiilor dintre plante (ca indivizi),
dintre populaţiile şi speciile vegetale şi mediul lor de viaţă.
Ecologia terestră este un capitol al ecologiei generale care studiază biomurile terestre
(grupe de ecosisteme cu fizionomie şi structură asemănătoare care îsi păstrează funcţia specifică
într-un anumit areal), atât pe plan structural cât şi funcţional pentru mentinerea echilibrului
biologic natural respectiv a structurii şi funcţiilor biosferei.
Ecologia marină se ocupă cu studiul ecosistemelor marine (oceanice).
Ecologia industrială, este o ramură a ecologiei care studiază interacţiunile dintre
ecosistemele naturale sau antropogene şi diferite industrii, respectiv cu efectul produselor
secundare rezultate din activitatea industriala asupra mediului ambiant.
Ecopedologia este o disciplina de sinteză intre ecologie şi pedologie, care studiază
interacţiunile dintre componentele abiotice (umiditate, textură, porozitate, apa accesibilă, aer,
compoziţie chimică, alcalinitate, aciditate, consistentă, etc) şi biotice (microorganisme, rizosfera,
microfite si macrofite) din sol.
11
3.
CONCEPTE FUNDAMENTALE ALE ECOLOGIEI MODERNE
3.1. Conceptul de ecosistem
Sensul acestui cuvânt derivă din componentele sale: oikos, din greceşte cu înţelesul de sat
sau casă şi systema, din latineşte cu sensul de ansamblu de elemente.
Prin ecosistem înţelegem unitatea elementară a biosferei formată dintr-un biotop, ocupat
de o biocenoză. Un ecosistem cuprinde întreaga materie vie dintr-un spaţiu finit, deci toate
animalele, plantele, microorganisme (ciuperci, bacterii şi virusuri), împreună cu toată substanţa
organică moartă existentă în acel teritoriu (fig. 2). Ecosistemul se caracterizează printr-o
organizare specifică, fiind alcătuit din două structuri funcţionale: structura de biotop (mediul
neviu sau componenta abiotică) şi structura de biocenoză (mediul viu sau componenta biotică):
ECOSISTEM
Plante
BIOTOP BIOCENOZĂ Animale
Microorganisme
Apă Temperatură Lumină Minerale Aer
Figura 2. Exemplu de ecosistem
Ecosistemul este un sistem complex format din vieţuitoare şi mediul lor de viaţă fizico-
chimic. Vieţuitoarele, reprezentate de ansamblul de organisme vegetale şi animale care trăiesc pe
un teritoriu determinat, alcătuiesc biocenoza. Condiţiile de mediu incluzând spaţiul în care
trăiesc aceste vieţuitoare cu factorii de mediu fizici şi chimici (lumina, temperatura, umiditatea,
sărurile minerale, etc.), care influenţează viaţa acestora, constituie biotopul.
Plantele produc prin fotosinteză hrana care constituie sursa de materie şi energie pentru
celelalte specii. La rândul lor, plantele depind de condiţiile de mediu: umiditate, temperatură,
lumină, fertilitatea solului etc. Aspectul exterior al unui ecosistem este puternic influenţat de
speciile de plante care îl populează.
Funcţionarea ecosistemului depinde de relaţiile dintre speciile biocenozei, cât şi de
interacţiunea dintre acestea şi factorii de biotop. Pe baza acestor relaţii, ecosistemul poate asigura
desfăşurarea a trei funcţii esenţiale: funcţia energetică, funcţia de circulaţie a materiei şi funcţia
de autoreglare. Prin urmare, se poate considera ecosistem doar prin combinaţia viaţă – mediu în
care între formele de viaţă şi mediu au loc permanente schimburi de energie şi materie. Această
circulaţie internă realizată prin intrări şi ieşiri continue de substanţă şi energie, asigură o anumită
12
stabilitate a sistemului. Intrările sunt alcătuite în principal din energia solară, precipitaţii şi
substanţe organice şi minerale. Ieşirile sunt reprezentate în principal de: căldură, dioxid de
carbon, oxigen şi materiile pe care le antrenează apa.
În acest sens se poate spune că: orice unitate care include toate organismele de pe un
teritoriu dat, care interacţionează cu mediul şi care are o anumită structură trofică, o diversitate
de specii şi un circuit de energie şi substanţe în teritoriul sistemului, reprezintă un ecosistem
(fig.3).
Învelişul viu al Pământului, biosfera, este format dintr-o reţea de ecosisteme care se
întrepătrund şi se influenţează unele pe altele. Ecosistemele nu sunt sisteme izolate (închise), ci
sunt legate prin intercondiţionări reciproce. Aceste legături fac ca efectele negative apărute într-
un ecosistem să se propage în lanţ şi în ecosistemele alăturate. Legăturile ecosistemului cu
biosfera ca întreg sunt realizate prin fluxul de materie şi energie care formează ciclurile
biogeochimice. Aceste cicluri leagă componenta vie (biocenoza) de componenta nevie
(biotopul) a unui ecosistem.
Uneori delimitarea a două ecosisteme este destul de evidentă, aşa cum se delimitează
ecosistemul unui lac faţă de ecosistemul pajiştilor din jur. Alteori, delimitarea a două sau chiar
mai multe ecosisteme este foarte greu de făcut, ca urmare a modificării treptate a biotopului şi a
interferenţei mai multor ecosisteme vecine. Un astfel de exemplu îl constituie ecosistemele de
câmpie.
Ecosistemele se pot clasifica în două grupe: ecosistemele naturale şi ecosisteme artificiale
sau antropice. Ecosistemele naturale sunt extrem de puţine deoarece ele reprezintă locurile
neexplorate de om în care nu este sesizabilă influenţa umană. Acest tip de ecosisteme sunt
prezente în pădurile tropicale umede, în abisul oceanelor, în ţinuturile înzăpezite ale Groenlandei
şi Antarcticei.
Ecosistemele artificiale (antropogene) sunt acele ecosisteme în care intervenţia omului
este resimţită parţial sau total. Ele au fost transformate de oameni prin modificarea biotopului
natural pentru a crea condiţii corespunzătoare anumitor soiuri de cultură sau anumitor specii de
animale. Atunci când omul ţine sub control toate legăturile dintre componentele vii şi mediul
înconjurător (cazul unei ferme zootehnice), intervenţia omului asupra modificării biotopului este
totală.
13
prădători
atmosferă erbivore
plante vii microflora
plante moarte fauna din sol
intrări din ieşiri în
mediul mediul
înconjurător SOL înconjurător
Figura 3. Model de ecosistem
3.2. Componentele şi configuraţia spaţială a ecosistemelor
Din cele prezentate anterior se ştie deja că ecosistemul este alcătuit din două structuri
funcţionale: structura de biotop (mediul neviu sau componenta abiotică) şi structura de
biocenoză (mediul viu sau componenta biotică).
3.2.1.BIOTOPUL
Pentru a definii noţiunea de biotop trebuie să pornim de la semnificaţia celor două
cuvinte greceşti care intră în componenţa acestui cuvânt: bios = viaţă, topos = loc. Biotopul este
deci, locul ocupat de o biocenoză, cuprinzând mediul abiotic (solul, apa, aerul, factori climatici
etc.) şt toate elementele necesare apariţiei şi dezvoltării organismelor.
În sens restrâns, prin biotop înţelegem spaţiul în care trăiesc vieţuitoarele precum şi
factorii de mediu care condiţionează viaţa acestora. Factorii de mediu sunt denumiţi factori
abiotici şi se pot grupa în patru mari categorii: factori climatici, factori geografici, factori
mecanici şi factori chimici.
Factorii climatici principali sunt: temperatura, lumina şi umiditatea. Ei determină
compoziţia şi evoluţia biocenozelor. Temperatura depinde de intensitatea radiaţiilor solare şi
influenţează viaţa animalelor şi plantelor. La nivelul solului, temperatura este influenţată de
covorul vegetal, de tipul de sol precum şi de prezenţa apei. Astfel, solul umed se încălzeşte mai
greu decât solul uscat. Temperatura determină repartiţia diferenţiată a vieţuitoarelor şi plantelor
14
după preferinţele termice, iar la anumite vieţuitoare determină anumite adaptări morfologice. Din
punct de vedere ecologic se poate vorbi de următoarele tipuri de temperaturi:
temperatura zero, la care începe dezvoltarea şi activitatea imediată a unei specii;
temperatura eficientă, la care dezvoltarea se produce în ritm normal;
temperatura optimă, la care procesele metabolice, creşterea şi dezvoltare se produc cu
randament maxim.
Lumina depinde de cantitatea de radiaţii solare care cade pe unitatea de suprafaţă, de
poziţia geografică, precum şi de densitatea şi înălţimea vegetaţiei. Alături de temperatură, lumina
asigură în ecosistem funcţia energetică influenţând productivitatea ecosistemelor, respectiv
cantitatea de biomasă vegetală şi animală. Lumina determină ritmurile biologice circadiene,
lunare, sezoniere şi anuale.
Cantitatea de vapori din atmosferă (umiditatea) influenţează puternic repartiţia plantelor
pe glob, în funcţie de rezistenţa şi adaptarea acestora la condiţiile de secetă sau umiditate
excesivă. Într-un biotop terestru principalele surse de apă sunt: precipitaţiile, care depind de
poziţia geografică, de relief, de vânturi şi de covorul vegetal; apa înglobată în porii solului; apa
scursă de la suprafaţă în spaţiile mari din sol sau subsol.
Factorii geologici, edafici şi geografici (relieful, structura şi compoziţia solul, altitudinea
ş.a.) influenţează biocenoza fiecărui ecosistem. Relieful şi solul determină structura, compoziţia
şi distribuţia populaţiilor de plante şi animale în biotop. La o aceeaşi latitudine şi longitudine,
altitudinea determină condiţii climatice diferite, prin scăderea pronunţată a presiunii oxigenului,
cu influenţe puternice asupra biocenozelor. Altitudinea şi relieful schimbă foarte mult fizionomia
unui biotop, influenţând în mod direct structura şi dinamica compoziţiei specifice a biocenozei.
Factorii mecanici cuprind : curenţii de aer, cursurile şi căderile de apă, puterea de
eroziune a apelor curgătoare, prezenţa valurilor etc. Ei acţionează direct asupra biotopului şi
prin interrelaţie şi asupra biocenozei. Astfel spre exemplu, curenţii de aer (vânturile) produşi din
cauza diferenţelor de presiune atmosferică datorate încălzirii inegale a aerului din vecinătatea
scoarţei terestre, influenţează creşterea şi dezvoltarea, chiar şi aspectul exterior al plantelor. La
rândul lor pădurile pot modifica viteza coloanei de aer. Curenţii de aer calzi şi uscaţi pot
provoca apariţia deşerturilor.
Factorii chimici sunt reprezentaţi de substanţele organice rezultate în urma
descompunerii organismelor moarte, din excreţiile şi secreţiile organismelor vii, cât şi de
substanţele minerale (compuşi azotaţi, fosfaţi, sulfaţi etc.) eliberate în sol de microorganisme.
Acestea servesc drept materie primă în sinteza biomasei vegetale de către producătorii primari
(plante şi microorganisme fotosintetizatoare). Substanţele organice şi minerale circulă din mediul
lipsit de viaţă în materia vie, contribuind la realizarea ciclurilor biogeochimice în natură.
15
Structura minerală a biotopului diferă de la o zonă la alta influenţând foarte mult
biocenoza respectivă. Astfel, pe o rocă calcaroasă se va forma un sol alcalin foarte uscat
(rendzină) pe care sa va putea dezvolta o floră şi faună foarte bogată, variată şi abundentă. Pe un
sol acid (podzol) se va dezvolta o vegetaţie uniformă de buruieni care se vor asocia cu un număr
mic de specii de animale. Solurile aluvionare, cernoziomurile şi solurile humice sunt cele mai
productive.
3.2.2. BIOCENOZA
Este componenta vie a ecosistemului reprezentată de comunitatea de plante şi animale
care trăiesc pe un teritoriu sau habitat fizic determinat. Astfel, spre exemplu, totalitatea
populaţiilor dintr-o pădure (plante, animale, microorganisme) alcătuiesc o biocenoză de pădure.
În cadrul vieţuitoarelor care alcătuiesc o biocenoză, precum şi intre acestea şi mediul lor de trai
(biotopul) există relaţii bine statornicite prin intermediul cărora se asigură funcţionarea întregului
ecosistem.
Biocenoza este unitatea structurală şi funcţională, autoreglabilă a ecosistemului. Ea are o
anumită fizionomie determinată de gradul ei de dezvoltare, înfăţişare, raportul numeric dintre
specii şi o structură dată de felul populaţiilor şi tipul biotopului. După modul în care sunt
distribuite diferite specii în teritoriu biocenoza poate avea o stratificare supraternară (specii care
trăiesc pe suprafaţa scoarţei: sol, mine, peşteri, ape etc.) sau subternară (specii care trăiesc sub
suprafaţa scoarţei).
Structura biocenozei este dată de diversitatea speciilor de plante şi animale care o
alcătuiesc. Din punct de vedere al funcţiilor pe care le îndeplinesc, biocenoza cuprinde
următoarele grupuri de organizare:
producători – organisme autotrofe capabile să-şi sintetizeze substanţele necesare
vieţii pornind de la elemente minerale, apă şi energia luminoasă (marea majoritate a
plantelor). O mică parte dintre organismele autotrofe utilizează energia rezultată din
unele procese chimice fiind denumite chemosintetizatoare (unele bacterii).
consumatori – organisme heterotrofe care nu pot sintetiza direct substanţele organice
proprii pornind de la componentele simple abiotice (apă, săruri minerale şi energie).
În funcţie de hrana folosită aceştia se grupează în:
- fitofage sau consumatori primari - care se hrănesc cu plante;
- carnivore sau consumatori secundari – care se hrănesc cu alte animale şi
- detritivore sau consumatori micşti – care se hrănesc cu resturi de natură
vegetală şi animală (viermi, unele protozoare, insecte). Tot în categoria
consumatorilor micşti intră şi animalele omnivore, care consumă atât plante,
16
cât şi animale. Acestea pregătesc acţiunea descompunătoare a
microorganismelor, fragmentând detritusul (resturi vegetale şi animale în
descompunere) în elemente de dimensiuni mici.
- descompunătorii sau consumatori terţiari (bacteriile şi ciupercile)- sunt
organisme care prin procese de oxidare sau reducere, transformă substanţa
organică moartă pe care o descompun pe cale enzimatică, în compuşi
anorganici şi organici simplii.
Structura biocenozei dintr-un ecosistem este menţinută prin interacţiunile complexe care
se stabilesc între specii diferite (relaţii interspecifice) sau între indivizii aceleaşi specii (relaţii
intraspecifice).
După modul de realizare relaţiile interspecifice pot fi grupate în patru categorii:
1. relaţii trofice – relaţiile de nutriţie care apar între speciile unei biocenoze;
2. relaţii topice – apar atunci când un animal trăieşte în adăpostul altui animal;
3. relaţii fabrice – apar atunci când un animal utilizează ca material de construcţie pentru
adăpost, părţi ale unui organism din altă specie;
4. relaţii de transport – apar când o specie transportă altă specie (insectele transportă
bacterii).
ECOSISTEM
ELEMENTELE
BIOTOPULUI
ELEMENTELE
BIOCENOZEI
Substanţe
minerale
Substanţe
organice
Particule
solide Apă Bacterii
şi ciuperci Protozoare Animale Plante
Fig. 4. Grupările biotopului şi biocenozei în ecosistem
17
• Limita dintre două ecosisteme este identificată cu linia sau zona în care încetează
prezenţa unei anumite combinaţii de specii vegetale.
• Există situaţii cậnd limita este mai largă şi are forma unei fâşii de tranziţie numite ecoton.
Ecotonul este mai larg în sol decât pe suprafaţa acestuia, deoarece fauna solului migrează
pe orizontală numai după ce se extind şi locurile în care se găsesc condiţii favorabile
pentru dezvoltarea animalelor edafice. Astfel, în ecotonul teren cultivat cu pajişti-cereale
fluxul schimbului de specii este îndreptat dinspre pajişti spre terenul de cereale
3.3. Clasificarea ecosistemelor
Clasificarea ecosistemelor se bazează pe corelaţia dintre vegetaţie, sol, relief şi
substratul geomorfologic. Tipurile de ecosisteme se recunosc uşor (ex.: pădure-fâneaţă,
lac etc.), fig.5.
Fig. 5.Tipuri de ecosisteme (pădure, lac)
In unele cazuri, însă, sunt dificultăţi în delimitarea ecosistemelor (unde se termină un ecosistem
şi de unde începe altul), existând frecvent zone de tranziţie (exemplu: trecerea de la zona de
stepă la zona de pădure sau de la pădurea de foioase la pădurea de conifere). Zona de tranziţie
este o zonă de tensiune ecologică; aici apare o concurenţă foarte mare între speciile
ecosistemelor care se învecinează.
• Limita (ecotonul) dintre două categorii de folosinţă sau limita dintre două culturi
constituie zona unde apar buruienile şi insectele dăunătoare ale ambelor ecosisteme.
• Adeseori, numărul de specii poate fi mai ridicat în ecoton decât în fiecare din
ecosistemele pe care acesta le delimitează. De exemplu, la liziera (marginea) pădurii se
află mai multe specii de păsări decât în interiorul acesteia. Asemenea date sunt
18
generalizate în conceptul de efect de muchie, care se referă la influenţa favorabilă asupra
plantelor şi animalelor a fâşiei de tranziţie între ecosisteme.
In cadrul unui ecosistem se pot distinge: o structură orizontală şi una verticală. Aceste
structuri se datoresc faptului că, în cadrul unui ecosistem, biotopul şi biocenoza nu sunt
omogene; fiecare fragment de biotop are ataşate anumite elemente de biocenoză, atât pe
orizontală cât şi pe verticală.
3.3.1. Structura orizontală
In ecosistem, părţile structurale orizontale sunt: bioskena, consorţiul şi sinuzia.
Bioskena - reprezintă un fragment minim de biotop, cu condiţii relativ omogene pentru un
organism sau un grup de organisme (ex.: faţa superioară sau inferioară a unei frunze, suprafaţa
unei pietre etc.).
Consorţiul (biocharion, microcenoză) este o grupare de indivizi din diferite specii
determinată de condiţiile de adăpost sau de hrană temporare.
Sinuzia este alcătuită dintr-o populaţie cu rol de nucleu central care grupează în
interiorul ei populaţii din alte specii. Se poate spune că sinuzia desemnează un complex de plante
şi animale, dar, în practică, este dificil să se descrie asemenea utilităţi complexe: sinuzii vegetale
şi sinuzii animale.
3.3.2. Structura verticală.
Analiza stratificării biocenozelor, a nomenclaturii stratelor din ecosistemele terestre
vegetale, a solului şi faunei concretizează noţiunea de stratificare în sens ecologic. Stratul
cuprinde fragmente de substrat şi aer, plante şi animale, precum şi microorganisme, şi reprezintă
un segment al ecosistemului pe axa verticală a spaţiului fizic în care se află acesta.
Dintre toate ecosistemele terestre, pădurea este cea mai pregnant stratificată, având un
număr de strate în sol (orizontul mineral şi organic), un planşeu, stratul de pe sol sau patoma,
apoi mai multe strate epipatomice.
În raport cu stratificarea verticală, organismele se consituie în:
• hipogaion (edafon) - organisme din sol;
• epigaion - organisme de pe sol;
• perifiton - organisme din stratul de vegetaţie ierboasă şi complexul arboricol.
19
In zona temperată, într-o pădure se găsesc arbori cu înălţime mare, sub ei sunt arbori
tineri şi arbuşti, iar la suprafaţa solului, mai ales primăvara, înainte de apariţia frunzişului, sunt
plante ierboase, ele având o perioadă scurtă de vegetaţie.
Speciile de consumatori sunt dispuse şi ele pe verticală datorită condiţiilor concrete de
migraţiune. Astfel, păsările cu deschiderea mare a aripilor nu pot coborî la sol din cauza coroanei
arborilor şi îşi fac cuiburile în acest sector.
Intr-un ecosistem dat are loc şi unitatea stratelor, adică interacţiunea şi dependenţa
reciprocă ale unui strat cu celelalte strate. Pe de altă parte, stratele se deosebesc între ele prin
valorile factorilor microclimatici şi combinaţiile speciilor de animale şi ale comunităţilor
microbiene. Astfel, diferite specii de artropode sunt specializate la viaţa dintr-un orizont definit.
O prezentare, extrem de simplificată, a principalelor tipuri de ecosisteme existente în momentul
antropogenezei şi în prezent, unele datorate intervenţiilor umane, este redată în tabelul nr. 3.1.
Diferenţa între structura spaţială orizontală şi cea verticală este relativă, rareori fiind însă
exprimate, la fiecare parte structurală, cele trei dimensiuni ale spaţiului
In apele interioare, stratificarea este deosebit de pregnantă în lacuri. Aici se deosebesc
trei zone de adâncime, caracterizate prin reducerea pe verticală a cantităţii de lumină şi a
concentraţiei de oxigen dizolvat în apă. Acestea sunt: litoralul (zona de ţărm), sublitoralul şi
profundalul.
Tabel 1. Principalele tipuri de ecosisteme
Tipul de ecosistem Cantitatea de energie necesară pentru
subzistenţă, [kcal/m2an]
1. Ecosisteme dependente numai de energia
solară:
- oceanul planetar
- pădurile din diverse zone
- tundre
- păşuni alpine
- ape interioare dulci şi sărate
1.000 ÷ 10.000 (în medie 2000)
Ecosistemele din această categorie posedă o
diversitate cenotică medie spre săracă. Ele
constituie baza vieţii pe Terra, generează
negentropie în ecosferă.
20
2. Ecosisteme naturale dependente atât de
energia solară cât şi de alte surse de energie:
- zona estuarelor din platforma continentală a
oceanelor;
- pădurile ecuatoriale şi tropicale pluviale
10.000 ÷ 40.000 (în medie 20.000)
Surse de energie suplimentară (energie solară
indirectă): mareele, ploaia zilnică ecuatorială.
Ecosistemele din această categorie posedă o
diversitate ecologică ridicată, până la mximă
posibilă. Sunt sisteme naturale foarte
productive, posedând substanţă organică în
exces. Generează negentropia maximă din
ecosferă.
3. Ecosisteme dependente de energia solară şi
de cea subvenţionată de om:
- agroecosisteme (agricultură);
- acvacultură.
10.000 ÷ 40.000 (în medie 12.000)
Surse de energie suplimentară: carburanţi,
îngrăşăminte chimice şi organice, travaliu
animal şi uman. Diversitate ecologică scăzută
sau foarte scăzută. Negentropia generată este
parţial anulată de entropia indusă de cheltuiala
de energie suplimentară.
4. Ecosistemele subvenţionate de resurse
energetice în formă concentrată şi dependente
de energia solară prin alimentaţie
100.000 ÷ 3.000.000
Surse de energie predominante în prezent:
carburanţii fosili. Diversitate ecologică minimă.
Generează bunuri materiale utile societăţii; nu
produc substanţă organică utilă ecosferei.
Generează poluare şi entropie maximă în
ecosferă.
De-a lungul reţelei trofice are loc transferul de materie şi energie care se exportă din
ecosistem, fără ca acesta să-şi schimbe caracterul iniţial. In general, producătorii primari îşi
capătă energia din radiaţia solară care formează astfel imensa majoritate a energiei intrate într-un
ecosistem; alte intrări pot fi datorate migraţiilor unor populaţii şi aportului pasiv adus
ecosistemelor vecine prin intermediul factorilor climatici.
Uneori, în legătură cu aceste transformări, alteori în legătură cu procesele vitale ale
populaţiilor (reproducerea, răspândirea, apărarea) se stabilesc căile de comunicaţie şi felul în
care populaţiile unei biocenoze se fac înţelese în mediul ambiant. Deosebit de interesantă este
21
comunicarea pe căi chimice, prin care se pot informa diferitele componente ale biocenozei, în
sensul orientării în spaţiu, favorizării fenomenelor de reproducere şi pregătirii procesului de
apărare. Metaboliţii chimici sunt excretaţi, de obicei, cu anticipaţie (feromoni, exocrine,
mirosuri, etc.); îndeplinind cu adevărat rolul de comunicaţie, ei sunt eliberaţi la contactul cu alte
populaţii, caz în care informaţia, devenită astfel puţin utilizabilă, funcţionează mai mult ca o
reacţie de apărare.
3.4. Relaţiile intraspecifice şi interspecifice
Relaţiile care se produc între indivizii aceleiaşi specii se numesc relaţii homotipice, spre
deosebire de cele care au loc între indivizii unor specii diferite, care se numesc heterotipice.
Principalele relaţii homotipice sunt efectul de grup şi efectul de masă, primul având de
regulă un efect benefic asupra evoluţiei populaţiei, cel de-aldoilea, în schimb, cu efecte
predominant negative.
Prin efect de grup se înţelege fenomenul care intervine atunci când doi sau mai mulţi
indivizi ai aceleiaşi specii se asociază, ducând o viaţă comună. Sunt păsări care nu pot trăi decât
dacă coloniile lor au un anumit număr de indivizi şi o anumită densitate de cuiburi; sunt animale
care numai strânse în turmă – bizonii, de pildă – se pot apăra de prădătorii care pot să atace doar
în haită animale de talie mai mare decât a lor.
Efectul de masă se petrece cel mai adesea atunci când mediul este suprapopulat
(autolimitarea populaţiilor: când în făina în care trăieşte coleopterul Tribolium confusum [ordin
de insecte cu patru aripi dintre care cele două superioare (elitre), întărite, au rol de protecție
pentru celelalte două, care sunt subțiri, membranoase și servesc la zbor], numărul de indivizi este
prea mare, femelele îşi pierd fecunditatea, o parte din larve este mâncată de părinţii lor, iar
indivizii rămaşi secretă diferite substanţe care inhibă procesul de reproducere).
Relaţiile interspecifice sunt: neutralismul, cooperarea, mutualismul, comensalismul,
amensalismul, parazitismul, predatorismul şi competiţia.
1. Neutralismul implică o lipsă de influenţă, directă sau indirectă, între două specii, o
lipsă de legături şi de afinităţi; acestea sunt indiferente, cel puţin în condiţiile ecosistemului dat.
2. Cooperarea este relaţia care se stabileşte între două populaţii care, deşi pot trăi izolate
una de alta, se asociază, fiecare trăgând un anumit avantaj. Adesea în cultură (dar şi în
ecosistemele naturale), randamentul a două plante sau a două culturi diferite, dar asociate, este
superior culturilor pure din cauza exploatării mai bune a solului, sau din cauza întrajutorării
reciproce. De exemplu, raigrasul cultivat împreună cu lucerna conţine de peste două ori mai mult
22
azot decât dacă se cultivă singur, deoarece el primeşte acest element fundamental pentru creştere
şi de la lucernă.
3. Mutualismul (simbioza) este o relaţie obligatorie care favorizează ambele populaţii; în
lipsa sa cele două populaţii neputând supravieţui. Micorizele şi lichenii oferă exemple
edificatoare în acest sens. Relaţiile de mutualism nu există numai între două specii de plante sau
între două specii de animale, ci şi între animale şi plante.
4. Comensalismul este relaţia care se stabileşte între o specie-gazdă, care nu are nici un
avantaj, şi o specie comensală care se poate hrăni sau apăra prin intermediul speciei gazdă. Dacă
organismele comensale se înmulţesc excesiv, gazda poate fi afectată de prezenţa lor.
5. Amensalismul este legătura facultativă, cu urmări defavorabile asupra unei populaţii
care este inhibată în creştere sau dezvoltare de către o populaţie parteneră: seminţele de grâu nu
germinează în prezenţa celor de Viola; o populaţie de alge este inhibată, prin producerea de
ectocrine, de o altă populaţie algală; diverse bacterii sunt oprite în multiplicare de către
antibioticele produse de o anumită ciupercă. Amensalismul se mai numeşte antagonism sau
antibioză, iar în cazul interacţiunii dintre plante poartă numele de alelopatie.
6. Parazitismul este fenomenul prin care o specie trăieşte pe seama gazdei sale, căreia îi
provoacă grave neajunsuri, adesea moartea; în general, speciile parazite sunt de dimensiuni mici
şi nu au alte posibilităţi de supravieţuire în afara parazitismului. In ceea ce priveşte populaţiile
parazite, trebuie precizat că polifagismul nu este incompatibil cu preferinţa alimentară (pot exista
populaţii polifage care atacă un număr foarte mare de specii: omida Pyrausta nubilalis mănâncă
peste 200 de specii vegetale).
Parazitismul este tipul de relaţie ce implică un efect pozitiv pentru parazit şi unul negativ
pentru gazdă. Acesta poate fi de trei feluri: accidental, facultativ şi obligatoriu.
7. Predatorismul este relaţia obligatorie în care o specie este vânatul iar cealaltă vânătorul
(predatorul). Spre deosebire de parazitism, în care nu întotdeauna parazitul omoară gazda,
predatorismul duce la moartea vânatului. Cunoscând că, în natură, o specie poate fi, deopotrivă,
pradă şi prădător, această relaţie are o pondere deosebită în biocenoză, în procesul de selecţie, de
evoluţie şi de adaptare prin intermediul unor legături, adesea indirecte, dar totdeauna prezente.
Volterra a stabilit trei legi privind relaţia cantitativă dintre prădător şi pradă (între răpitor
şi jertfă):
Legea ciclurilor periodice – arată că, în condiţii externe constante, numărul prădătorilor
şi al prăzilor oscilează periodic.
23
Legea conservării valorilor medii – se referă la menţinerea constantă a numărului
mediu de indivizi la cele două specii, independent de oscilaţiile populaţiei.
Legea perturbării valorilor – arată că un factor din afară distruge echilibrul pradă –
prădător. In această situaţie, prădătorul (parazitul) este mai puternic dezavantajat, deoarece, pe
lângă distrugerea nemijlocită, prădătorul piere şi din cauza distrugerii prăzii. Numărul mediu al
prăzilor (gazdelor) este mai puţin afectat, iar numărul mediu al pradătorilor este diminuat.
In concluzie, în sistemul prădător – pradă sau jertfă – răpitor, ca şi în sistemul de
concurenţă, evoluţia tinde spre mai multe rezultate, realizându-se acela care este admis de mediu,
adică de selecţia naturală.
8. Competiţia este interacţiunea a două populaţii care au aceleaşi necesităţi de hrană, de
adăposturi, de locuri de pontă. Există o competiţie activă (interferenţă), atunci când una din
specii interzice celeilalte, prin comportamentul său, accesul la hrană sau la locurile disputate şi o
competiţie pasivă (de exploatare), mai răspândită, în care comportamentul nu intervine direct
pentru a opri accesul competitorului la resursele dorite.
Observaţiile practice au arătat că gradul de competiţie este cu atât mai ridicat cu cât cele
două specii sunt mai apropiate una de alta prin origine, obiceiuri şi preferinţe; la limită se admite
că, dacă ele au aceleaşi nevoi, nu pot coabita, una din specii urmând a fi eliminată. Competiţia
are influenţe deosebite în repartiţia geografică a populaţiilor. Astfel, numeroase marsupiale
australiene au regresat în faţa concurenţei iepurilor şi oilor, iar viermii de pământ din regiunile
tropicale au fost înlocuiţi de specii palearctice.
24
4.
STRUCTURA TROFICA A ECOSISTEMELOR
Structura trofică a unui ecosistem este dată ansamblul relaţiilor trofice (de nutriţie),
stabilite între speciile care îl populează. În funcţie de modul de hrănire organismele vii dintr-un
ecosistem se împart în trei mari categorii trofice, dependente unele de altele. Acestea sunt:
1. Producătorii primari, reprezentaţi de plantele verzi şi bacteriile fotosintizatoare, precum
şi de bacteriile care trăiesc în întuneric şi utilizează energia chimică pentru sinteza
substanţelor organice;
2. Consumatorii care folosesc, direct sau indirect, substanţele organice fabricate de
producători. Din categoria trofică a consumatorilor fac parte: consumatorii primari
(erbivorele, bacteriile şi plantele care parazitează pe organismele vegetale-vâsc),
consumatorii secundari (animalele care se hrănesc cu consumatorii primari),
consumatorii terţiari (animalele care se hrănesc cu consumatorii secundari, omnivorele şi
detritivorele) şi
3. Descompunătorii (bacteriile şi ciupercile), care degradează substanţele organice din
cadavre şi plantele moarte.
Fiecare categorie trofică (producători, fitofagi, zoofagi, detritofagi, descompunători)
cuprinde vieţuitoare din specii diferite, care au aceleaşi nevoi trofice (de hrană) şi pe care le
desparte acelaşi număr de trepte faţă de producători. Sunt specii care prin regimul lor de hrană
fac parte din mai multe categorii trofice.
Circulaţia substanţelor şi energiei în ecosisteme se realizează prin căi denumite lanţuri
trofice.
Lanţurile trofice sunt căile alimentare prin care substanţa organică circulă de la o specie
la alta într-un singur sens. Ele exprimă relaţia trofică de transformare şi circulaţie a hranei (fig.
4). Lanţurile trofice sunt conectate între ele şi sunt alcătuite din mai multe verigi de tipul:
producători (seminţe, plante), consumatori primari (insecte), consumatori secundari (gaiţa),
terţiari (vulturul).
Într-o biocenoză lanţurile trofice se pot clasifica în:
Lanţuri trofice erbivore formate de regulă din 4 - 5 trepte: plantă verde, fitofagi,
carnivor primar, secundar şi terţiar. Dimensiunea animalelor creşte spre ultima verigă
a lanţului (fitofagul este mai mic decât primul zoofag) datorită faptului că zoofagul
(carnivor) consumă hrană mai bogată în energie şi o foloseşte mai eficient.
25
Lanţuri trofice detritivore formate de regulă din 2 trepte: detritus (resturi de plante şi
cadavre de animale) şi microorganisme sau animale detritivore (bacterii sau lupul);
Lanţuri trofice parazite formate de regulă din 2 - 3 trepte: gazdă (organisme vii),
parazit (virusuri, bacterii, ciuperci) şi uneori hiperparazit (protozoare flagelate sau
bacterii).
Prin urmare lanţurile trofice sunt formate dintr-un număr limitat de verigi trofice (maxim
5-6) deoarece transferurile de energie şi materie sunt limitate şi se realizează cu pierderi la
fiecare treaptă trofică. Relaţiile trofice (de nutriţie) fac ca fiecare nivel sau treaptă trofică să fie
controlată de un alt nivel, superior.
VULTUR
CODOBATURĂ
NIMFE DE LIBELULĂ
MORMOLOCI DE BROASCĂ
ALGE
Figura 6. Model de lanţ trofic de tip prădător.
Lanţurile trofice pot fi dereglate prin intervenţia omului. Administrarea de pesticide
pentru combaterea dăunătorilor din culturile agricole afectează puternic relaţiile trofice,
deoarece pesticidele se acumulează şi se concentrează în organismele anumitor categorii trofice
provocând îmbolnăvirea lor sau chiar moartea. Astfel de exemplu, dacă cartofii sunt stropiţi cu
DTT (pesticid) pentru combaterea gândacului de Colorado, o parte din pesticid cade pe sol şi
este ingerat de râme. Acestea sunt imune la acest pesticid (nu mor), dar îl acumulează în
organismul lor. Mierlele, care consumă o mare cantitate de râme, sunt sensibile la pesticid şi vor
murii.
O altă cantitate de pesticid existent în sol intră în cartofi, de unde prin consum ajung în
organismul uman sau animal (porci, păsări). Prin consumul de carne, ouă, legume, fructe, omul
poate concentra în ficat o cantitate apreciabilă de pesticid, care poate produce ciroză sau cancer.
Iată de ce, uneori, chiar şi unele activităţi umane inofensive pot afecta mediul şi calitatea vieţii.
26
Mărturie stau zecile de specii pe cale de dispariţie. Astfel, una din cauzele dispariţiei vulturilor
cu barbă (zăganul) din America şi Europa în ultimii cincizeci de ani, este ingerarea de otravă,
care a fost preluată din cadavrele lupilor omorâţi prin otrăvire.
Reţelele, nivelele şi piramidele trofice
Se ştie că unele animale fitofage consumă diferite specii de plante şi, la rândul lor,
constituie hrană pentru alte animale din specii carnivore. Speciile de animale şi plante care sunt
active în mai multe lanţuri trofice, constituie punctele lor de contact.
Lanţurile trofice dintr-o biocenoză sunt legate între ele, unele de altele, iar conexiunile
dintre acestea formează reţelele trofice. Punctele de contact dintre lanţurile trofice sunt denumite
noduri trofice. În ele se află fie animale omnivore (furnici), fie carnivore (păsările carnivore)
care controlează mai multe lanţuri trofice.
Populaţiile situate pe aceeaşi treaptă faţă de producătorii primari, constituie un nivel
trofic. Pe măsură ce se avansează în nivelele trofice se observă că: numărul organismelor
componente ale populaţiei scade, talia şi longevitatea lor creşte iar ritmul de reproducţie scade.
Aceste raporturi numerice sunt reprezentate grafic sub forma unei piramide.
Primul model grafic al acestor relaţii cantitative a fost realizat de un ecolog (Charles
Elton) care a fost denumit, piramida numerelor. În acest model, fiecare nivel trofic este
reprezentat de o anumită categorie structurală a biocenozei. La baza ei se află producătorii,
urmaţi de consumatorii primari, secundari, iar în vârful ei se află consumatorii terţiari (prădătorii
de vârf). Această piramidă se mai numeşte piramidă trofică sau piramida eltoniană. În mod
similar, dacă în piramidă sunt indicate biomasele fiecărui nivel trofic avem o piramidă a
biomasei.
De asemenea, se pot construi piramide trofice indicând suprafaţa ecosistemelor din care
îşi procură hrana vieţuitoarele. Apar astfel piramide inversate cu vârful în jos (vezi aria din care-
şi procura hrana un vultur şorecar, o rândunică, şi o buburuză).
Relaţiile trofice nu se limitează la un singur ecosistem, fapt pentru care, orice dereglare
într-un ecosistem se răsfrânge şi poate avea efecte negative asupra altui ecosistem.
Este important să înţelegem că ecosistemul natural este un întreg, în care nimic nu se
pierde, nimic nu se adaugă, tot ceea ce se extrage din el (plante sau animale) trebuie înlocuit.
Acesta este preţul pe care omul este dator sa-l plătească naturii. Dacă nu o face se ajunge la ceea
ce numim azi “criza mediului înconjurător”.
27
5.
FUNCŢIILE ŞI DINAMICA ECOSISTEMELOR
Orice ecosistem îndeplineşte trei funcţii principale:
energetică;
de circulaţie a materiei;
de autoreglare.
Funcţia energetică asigură toată energia necesară pentru buna funcţionare a întregului
ecosistem. Pentru ca ecosistemul să poată exista este absolut nevoie de pătrunderea continuă a
energiei solare, care este captată de plantele verzi şi unele microorganisme fotosintetizatoare,
fiind utilizată în sinteza propriilor substanţe organice (producători primari). Cu ajutorul
consumatorilor energia înglobată în biomasa vegetală consumată prin hrană, este transferată în
continuare la tot lanţul de consumatori printr-un flux continuu. Producţia secundară este cea
realizată de consumatori. Ei sunt dependenţi de energia primită de la producătorii primari.
Pierderile de energie sunt compensate toate prin aportul continuu al radiaţiilor solare.
Funcţia de circulaţie a materiei permite reluarea ciclurilor productive. Ea depinde de
structura ecosistemului ţi în special de populaţiile biocenozei. Ea depinde de structura
ecosistemului şi în special de populaţiile biocenozei. Între acestea se stabilesc relaţii trofice şi ca
rezultat al acestora, elementele nutritive de bază circulă de la producători la consumatorii de
diferite grade, spre populaţii detritofage şi în final la descompunători. Dacă procesul de
descompunere n-ar mai avea loc sau s-ar desfăşura într-un ritm necorespunzător, întregul sistem
s-ar bloca şi nu s-ar mai realiza producţia primară. Cu cât acest proces este mai rapid, cu atât
ecosistemul este mai productiv. Pe lângă ciclurile locale ecosistemice în biosferă se întâlnesc şi
cicluri globale denumite cicluri biogeochimice. Dintre acestea cele mai importante sunt ciclurile:
apei, carbonului, oxigenului, azotului şi fosforului.
Funcţia de autoreglare asigură autocontrolul şi stabilitatea ecosistemului în timp şi
spaţiu. Stabilitatea ecosistemelor este un proces dinamic, prin care populaţiile componente ale
biocenozei reuşesc să se adapteze reciproc unele faţă de altele, precum şi faţă de factorii naturali,
respectiv faţă de factorii de biotop. Autocontrolul în cadrul ecosistemelor este obligatoriu,
datorită faptului că atât cantitatea de nutrienţi, cât şi cantitatea de energie, pe care o primesc sau
o pot reţine producătorii primari, sunt finite. Mecanismul principal de efectuare a autocontrolului
este asigurat prin intermediul lanţurilor trofice.
Cele trei funcţii ale ecosistemului sunt strâns legate între ele, ca şi structura trofică a
biocenozei.
28
Orice ecosistem îndeplineşte două funcţii: cea de circulaţie a energiei şi cea de circulaţie
a materiei. Fluxul de energie şi materie reprezintă trecerea energiei şi materiei sub formă de
hrană, din mediul abiotic în corpul plantelor şi animalelor aflate pe diverse nivele trofice.
Aportul continuu de energie şi hrană asigura menţinerea vieţii pe Pământ.
Funcţia energetică este principala funcţie a oricărui sistem ecologic prin care se asigură şi
se menţine structura şi funcţionalitatea ecosistemelor.
5.1. Fluxul de energie în ecosisteme
Principala sursă de energie într-un ecosistem o reprezintă energia solară (cca.99%) şi
energia rezultată din diverse reacţii chimice (cca.1%). În toate ecosistemele energia circulă sub
forma energiei chimice înglobate în substanţele organice din biomasa vegetală şi animală.
Orice ecosistem primeşte şi consumă energie. Activitatea energetică a ecosistemelor este
coordonată de cele două principii de bază ale termodinamicii:
1. principul conservării energiei (energia nu este nici creată nici distrusă, ci doar
transformată);
2. principiul degradării energiei (nu toată energia primită se foloseşte în mod util, o parte este
transformată ireversibil în căldură).
Conform acestor legi, energia se transformă continuu în ecosistem (de ex.tranjsformarea:
luminii energie chimică potenţială energie mecanică) fără a fi creată sau distrusă vreodată.
Fiecare transformare de energie este însoţită de o degradare a sa, de la forma concentrată (ex.
energia chimică potenţială) la forma dispersată, nedisponibilă (ex. căldura elaborată de
organisme). Nici o transformare de energie nu se realizează cu o eficienţă de 100%.
Principala sursă de energie pentru ecosistemele naturale si artificiale este energia solară,
alcătuita dintr-un ansamblu de radiaţii cu diferite lungimi de undă (vizibile – energia luminoasă
şi invizibile: ultraviolete, infraroşii, raze X).
La suprafaţa pământului ajunge doar 48% din totalul energiei solare, restul de 52% fiind
absorbită de atmosferă (de stratul de ozon, vaporii de apă şi particulele de praf din atmosferă).
Apa, solul şi vegetaţia absorb 20% din energia solară incidentă, restul energiei fiind reflectată de
pe pământ in atmosferă.
Plantele folosesc energia solară pentru producerea de substanţe organice şi pentru
menţinerea funcţiilor vitale. Frunzele plantelor nu folosesc întreaga cantitate de lumină a razelor
solare care cad pe ele, pentru că o parte din radiaţiile solare sunt reflectate în spaţiu, de pe
suprafaţa frunzelor. Altă parte din radiaţii trec prin frunze şi numai o mică parte (cca. 1-5%) este
absorbită si utilizată.
29
Din această energie absorbită, o mare parte este transformată în căldură şi se pierde prin
iradiere, iar o altă parte este utilizată în procesul de transpiraţie. Numai o mică parte din energia
solară este folosită în fotosinteză pentru producţia primară.
Prin aceasta, plantele verzi asigură unica posibilitate terestră de stocare şi transformare a
energiei solare în energie chimică acumulată în structura substanţelor organice fotosintetizate.
Fotosinteza este un proces natural prin care plantele si unele microorganisme
fotosintetizatoare utilizează energia solară exogenă pentru biosinteza materiei organice proprii.
Fenomenul este realizat pe baza pigmentului clorofilian din citoplasma celulei vegetale care, in
prezenţa luminii, declanşează descompunerea apei in oxigen, protoni şi electroni. Energia
rezultată din fotoliza apei (captată de electroni şi protoni) este transformată in energie chimică
potenţială si este stocată la nivelul compuşilor energetici ATP (adenozin-trifosfat). Aceşti
compuşi furnizează energia necesară pentru biosinteza substanţelor organice proprii regnului
vegetal. In urma procesului de fotosinteză plantele eliberează pe seama dioxidului de carbon
preluat din aer, oxigenul atât de necesar respiraţiei tuturor organismelor din regnul animal,
vegetal, şi chiar microbian (bacteriile aerobe).
Cantitatea de energie asimilată prin fotosinteza plantelor dintr-un ecosistem se numeşte
producţie primară brută (PPB). Ea se exprimă în g /m2/an, mg/l/an sau kg/ha/an. Din aceasta o
parte se pierde fiind utilizată în metabolism, respiraţie, mişcare şi menţinerea unei temperaturi
constante în corpul animalelor (evapo-transpiraţie). Ceea ce rămâne reprezintă energia utilizată
de plante pentru producerea de substanţe organice, ce intră în structura biomasei. Ea se numeşte
producţia primară netă (PPN). Diferenţa dintre PPB şi PPN reprezintă consumul plantelor pentru
propriile procese metabolice.
Prin urmare, energia care intră într-un ecosistem circulă într-un flux discontinuu prin
intermediul hranei care leagă toate populaţiile de organisme (autotrofe şi heterotrofe) intre ele
prin lanţurile alimentare (relaţii trofice) şi le ordonează pe anumite nivele ale piramidei trofice,
după rangul dependenţei de producţia primară a plantelor verzi.
Substanţa organică produsă de plante este folosită de către animalele fitofage care
constituie hrana pentru consumatorii primari si secundari. În acest fel energia primară stocată la
nivelul masei vegetale este transferată şi transformată, în întregul lanţ trofic, sub forma energie
secundare din biomasa consumatorilor.
La fitofagi eficienţa asimilării energiei din hrană este mai mică decât la zoofagi, deoarece
biomasa vegetală are un conţinut energetic mult mai redus, fiind mult mai bogată în celuloză
care se digeră cu cheltuială energetică mult mai mare.
30
La carnivore rata de utilizare a energiei din hrana consumată este mult mai eficientă
pentru că valoarea nutritivă a hranei din carne este mult mai mare, iar digestia se realizează cu o
cantitate mai redusă de energie.
Procesele de transformare a energiei dintr-o reţea trofică se fac cu mari pierderi. În acest
sens cercetările lui Odum (1959) cu privire la lanţul trofic: lucernă-viţel-copil, au demonstrat că
din cei 1000 kcal/zi/m2
de lucernă, doar 10 kcal/zi/m2 sunt asimilate în biomasa ierbivorelor şi
doar 1 kcal/zi/m2 ajung în biomasa copilului.
Prin urmare, relaţiile trofice dintre populaţiile unei biocenoze se pot analiza sub forma
transferului energetic.
5.2. Ciclul apei
Apa este un element vital, indispensabil vieţii pe Pământ. Este o componentă anorganică
esenţială a materiei vii, reprezentând la mamifere cca. 93% din greutatea sângelui şi 80% din
masa musculară. La om, apa constituie 63–65% din greutatea corporală a adultului. La alte
animale inferioare, aşa cum sunt spongierii şi meduzele, organismul este alcătuit în procente de
peste 96-98% din apă.
Din suprafaţa totala a planetei, hidrosfera reprezintă cca. 71%, respectiv o cantitate de
cca. 13000 – 15000 miliarde tone. Din această cantitate, cea mai mare parte, de 97,2%, o
reprezintă apa sărată a mărilor şi oceanelor. Doar 2,8% din total reprezintă apa dulce. Cea mai
mare parte de apa dulce (78,5%), este stocată sub formă solidă în calotele glaciare. Restul de
21,40% este apa dulce continentală. Din această cantitate, 21% o constituie apele subterane şi din
sol, 0,35% este apa din lacuri şi mlaştini, 0,04% este apa sub formă de vapori în atmosferă şi
numai 0,01% este apă dulce curgătoare.
Apa din mări şi oceane reprezintă leagănul vieţii, în care au apărut primele forme de
viaţă. Mediul acvatic conţine resurse material-energetice pentru a întreţine populaţiile de
producători, de consumatori şi descompunători din apă, precum şi pentru asigurarea hranei unor
organisme terestre mai ales păsări şi mamifere. Oxigenul produs de fitoplanctonul din apă,
alături de cel eliminat de plantele terestre, asigură procesul de respiraţie al tuturor organismelor
vii.
Apele curgatoare antrenează mari cantităţi de substanţe dizolvate, materii aflate în
suspensie şi nenumărate microorganisme, realizând o migraţie a substanţelor organice, de
proporţii uriaşe. Ca exemplu, numai în urma proceselor de denudaţie sunt transportate anual, de
pe uscat în oceane, o cantitate de cca.2,7x 107 tone de material solid. Apele naturale provoacă
procese de dizolvare a rocilor şi levigare a solurilor, prin spălarea elementelor solubile care sunt
transportate la mari distanţe şi apoi depuse de apele curgătoare în zonele joase ale cursurilor în
31
mari depozite sedimentare (aluviuni), bogate în numeroase elemente: Ca, Mg, Si, Fe, Mn, P, C,
H, N, O si alte elemente combinate. Solurile formate pe aluviuni au fertilitate naturală crescută,
datorită prezenţei în cantităţi mari a acestor substanţe organice transportate de apele curgătoare.
În natură, apa se găseşte sub formă lichidă în biotopurile acvatice şi terestre, sub formă de vapori
în atmosferă, precum şi sub formă solidă în gheaţă. Într-un biotop terestru principalele surse de
apă sunt: precipitaţiile, care depind de poziţia geografică, de relief, de vânturi şi de covorul
vegetal; apa înglobată în sol şi apa scursă de la suprafaţă în spaţiile mari din straturile geologice
ale pamantului. Sub acţiunea energiei solare şi a temperaturii, apa trece dintr-o formă în alta,
efectuând un circuit complex care se datorează mişcărilor din aer, din atmosferă şi curenţilor
marini. În acest circuit se disting următoarele etape principale:
- ascensiunea vaporilor de apă în atmosferă şi deplasarea lor dintr-o zonă în alta, prin
acţiunea curenţilor atmosferici;
- condensarea vaporilor de apă in nori;
- precipitarea sub formă de ploaie, grindină, zăpadă;
- scurgerea apelor pe suprafeţele terestre în pantă, prin cursurile de apă, spre oceane;
- infiltrarea în sol a unor părţi din apa de suprafaţă, care se scurge prin cursuri subterane.
Mişcarea ciclică a apei în cadrul biosferei reprezintă circulaţia sau transferul apei din
învelişurile scoarţei terestre, în materia vie (mediul biotic) şi apoi din nou în mediul abiotic
(neviu). Astfel, într-o pădure de foioase apa din precipitaţii alimentează pânza freatică din subsol
sau se scurge în apele curgătoare, o altă parte se evaporă, iar restul se absoarbe în sol. Din sol,
apa ajunge în plante de unde cea mai mare parte este eliminată prin transpiraţie, restul fiind
utilizată la producerea de biomasă.
Plantele absorb şi redau atmosferei cca.38% din volumul anual de precipitaţii. Se
estimează că 1 ha de pădure de foioase din zonele temperate elimină prin procesul de
transpiraţie cca. 3000 – 7000 t apă /an. La nivel planetar, din totalul precipitaţiilor anuale
(771mm) mai puţin de jumătate (367mm) trec în mare. Restul (404 mm, adică 52%) se reîntorc
în atmosferă prin evapotranspiraţie (apa evaporată din sol şi rezultată din transpiraţia plantelor).
Doar 1% din apa căzută prin ploi este folosită în sinteza materiei vii. Omul consumă pentru
nevoile sale menajere şi industriale 2,5% din precipitaţiile totale.
Consumul de apă dulce este în prezent un indicator sintetic al nivelului de trai, de
dezvoltare şi de civilizaţie. În ţările dezvoltate valoarea acestui consum este de 2000-
2500m3/an/locuitor, în timp ce în ţările subdezvoltate este de cca.40-50m
3/an/locuitor (Lixandru,
2003).
Acţiunea omului asupra componentelor biosferei poate avea influenţe grave asupra
circuitului apei. Astfel, spre exemplu, prin poluarea apei şi defrişarea iraţională produse prin
32
extinderea agriculturii, industriei şi construcţiilor, omul a produs mari dezechilibre în natură.
Înlăturarea completă a pădurilor de pe suprafeţe întinse determină modificări ale circuitului apei
prin: modificarea regimului de precipitaţii, al mişcării curenţilor de aer, degradarea şi eroziunea
solurilor, inundaţiile. Datorită eroziunii, solul nu poate primi cantitatea de apă necesară
dezvoltării covorului vegetal, iar rezervele de apă din sol descresc. Deversarea apelor poluate în
cursurile de apă, face ca circuitul apei prin ecosistem să dăuneze biocenozelor si sa pună chiar în
pericol echilibrul întregului ecosistem.
Într-o pădure de foioase din zona temperată, cantitatea de precipitaţii este de 8000 m3/ha/an,
15% din acestea sunt reţinute pe suprafaţa plantelor şi restituite atmosferei prin evaporare. Din
restul apei care ajunge pe solul pădurii, 5% se scurg în cursurile de apă, iar 15% se infiltrează în
subsol alimentând pânza freatică şi apele de profunzime. Solul reţine 65% (5200 m3)din totalul
precipitaţiilor. Din această cantitate 3500 m3 sunt restituiţi atmosferei prin transpiraţia plantelor, iar
800 m3 sunt recirculaţi prin evaporare de pe sol. Din apa absorbită de plante numai 1% (15-20 m
3)
intră în structura producţiei primare de biomasă. În lemn şi coaja plantelor se stochează cca. 1600
m3. La nivel planetar cantitatea de precipitaţii anuale este de cca. 100 000 km
3. Sub acţiunea
radiaţiei solare apa din mări şi oceane se evaporă într-o proporţie de cca. 400 000 km3. Procesele de
evapo-transpiraţie de la nivelul ecosistemelor continentale redau circuitului 65 000 km3
de apă. Dacă
se face bilanţul între cantitatea de apă evaporată şi cea provenită din precipitaţii, se constată că în
cazul oceanelor şi mărilor bilanţul este negativ, iar pentru continente este pozitiv. Astfel, precipitaţiile
continentale formate pe seama proceselor de evaporare a mărilor şi oceanelor reprezintă 35 000 km3,
volum din care se întorc prin apele râurilor, fluviilor, şiroire sau drenaj, numai 25 000 km3. Diferenţa
de 10 000 km3 este apa ce se infiltrează în sol, în pânzele de apă freatică de unde reîntoarcerea spre
mări şi oceane este mai lentă.
Figura 6. Circuitul apei în natură
33
5.3. Ciclul azotului
Ciclul azotului (N) este unul dintre cele mai complexe circuite din natură, în care azotul
din mediul abiotic (aer, apă) trece în mediul biotic al tuturor ecosistemelor şi revine apoi în acest
mediul neviu.
În natură, acest element chimic provine din două surse principale: N atmosferic şi N
organic rezultat din descompunerea cadavrelor animale şi vegetale. Azotul atmosferic poate fi
folosit numai de câteva organisme fixatoare de N aşa cum sunt: bacteriile, ciupercile şi câteva
alge cianoficee, care îl transformă în N nitric şi N nitros. Aceste substanţe azotate, care au fost
fixate de bacterii sunt cedate solului după moartea bacteriilor sintetizatoare, de unde sunt
absorbite de către plante pentru sinteza aminoacizilor şi substanţelor proteice proprii.
Acelaşi fenomen se petrece şi cu N organic conţinut în corpul organismelor vii (vegetale
si animale). Substanţele proteice rezultate din descompunerea organismelor moarte sunt
transformate de bacterii în compuşi amoniacali, respectiv în nitriţi şi nitraţi. Aceştia constituie
sursa principală din natură pentru nutriţia plantelor verzi.
Principalul rezervor de azot (80% din cantitatea totală de azot a planetei) este atmosfera
în care N ocupă 78% din volumul total. Restul de 20% se găseşte în substanţele organice
sintetizate de toate organismele vii, în componentele humice din structura solului precum şi în
unele sedimente de natură organică şi minerală.
Circuitul azotului cuprinde două subcicluri, fiecare cu câte două faze. Primul subciclu
cuprinde următoarele două etape:
- de fixare a N liber, în care N din aer este introdus în circuit şi
- de nitrificarea prin care N din circuit este redat atmosferei.
Al doilea subciclu care cuprinde:
- faza de mineralizare, faza de degradare a compuşilor organici cu azot şi
- faza de biosinteză a compuşilor organici azotaţi.
Faza de fixare a azotului liber din atmosferă se poate realiza prin trei căi: fotochimică,
electrochimică şi biologică. Fixarea fotochimică are loc în straturile înalte ale atmosferei, unde
sub acţiunea radiaţiilor ultraviolete N din aer se combină cu vaporii de apă şi formează amoniac
şi nitraţi. Calea electrochimică are loc la înălţimi mai joase sub influenţa fulgerelor şi formează
cantităţi mult mai mici de amoniac. În ultima cale, respectiv cea biologică , fixarea azotului
atmosferic se realizează pe seama unor grupe de microorganisme fixatoare, libere sau simbionte
numite bacterii fixatoare de azot. Dintre cele libere unele sunt aerobe (capabile să trăiască numai
în prezenţa O2 molecular liber) cum sunt cele din genul Azotobacter, iar altele sunt anaerobe
(capabile să trăiască în absenţa O2 liber) din genul Clostridum sau genul Rhodospirillium.
34
Microorganismele fixatoare simbionte sunt bacteriile din genul Rhizobium care trăiesc în
simbioză cu plante din familia leguminoaselor (lucerna, trifoiul, soia etc.). Fiecare specie de
leguminoase acceptă numai o anumită specie de bacterii, pe care planta gazdă o recunoaşte prin
intermediul unei proteine “semnalizatoare ” care permite fixarea numai a bacteriilor specifice
(recunoscute), oprind pătrunderea altor bacterii care pot fi patogene pentru plantă. Bacteriile
simbionte fixează azotul pe cale enzimatică, cu ajutorul unei enzime denumită nitrogenază.
Enzima prezintă o sensibilitate ridicată la oxigen şi poate deveni activă numai în prezenţa unor
metale (molibdenul şi fierul).
În mediul acvatic există de asemenea bacterii libere fixatoare de N, dar cel mai important
rol în fixarea azotului atmosferic îl au algele albastre fotosintetizatoare (din genurile Anabaena,
Nostoc şi Trichodesmum).
Faza de denitrificare este un proces de transformare a nitraţilor (NO3) în nitriţi până la
oxizi de azot şi azot liber, precum şi de reducere a acidului azotic în acid azotos, amoniac şi N
molecular. Procesul se produce mai intens în sol, dar apare şi în apă sau în sedimente cu multa
substanţă organică, slab aerate. Denitrificarea se poate realiza pe cale chimică, sub acţiunea
anumitor factori: temperatură, pH-ul, umiditatea şi pe cale biologică cu ajutorul unor bacterii
specifice (genul Pseudomonas, genul Clostridium, genul Bacillus, genul Achromobacter, genul
Thiobacillus). Denitrificarea are ritm sezonier, fiind mai accentuată în sezonul cald şi mult mai
puţin intensă sau chiar absentă iarna, datorită efectului negativ al temperaturilor joase.
Mineralizarea este un proces de descompunere a compuşilor organici cu azot, până la
nitriţi şi nitraţi. În prima etapă are loc amonificarea, respectiv descompunerea de către bacterii a
substanţei organice azotate cu producere de amoniac. În a doua etapă, numită nitrificare,
amoniacul este transformat de alt tip de bacterii (genul Nitrosomonas şi genul Nitrobacter) în
nitriţi (reacţie de nitrire) şi ulterior în nitraţi (reacţie de nitrare). Întregul proces de mineralizare
are loc cu producere de energie care este utilizată de plante pentru reducerea CO2 si sinteza
tuturor substantelor organice proprii.
În ultima fază de biosinteză nitraţii absorbiţi în procesul de nutriţie la plantelor sunt
folosiţi de acestea pentru sinteza substanţelor organice proprii necesare procesului de creştere şi
dezvoltare.
Dacă analizăm cantitatea de azot fixată în cursul unui ciclu biogeochimic se constată că
bilanţul este pozitiv (se fixează mai mult azot decât se pierde). Acest bilanţ determină sinteza şi
creşterea biomasei vegetale în cantităţi mai mari decât necesarul de hrană al consumatorilor
primari.
35
5.4. Ciclul carbonului
Ciclul parcurs în natură de carbon (C) este reprezentat de schimbul efectuat între dioxidul
de carbon (CO2) şi organismele vii de pe Terra, de la nivelul: litosferei, hidrosferei şi atmosferei.
Carbonul este prezent în natură sub două forme: minerală, reprezentată de carbonaţii din
structura rocilor calcaroase şi sub forma gazoasă a dioxidului de carbon (CO2) sau anhidrida
carbonică din atmosferă, unica formă de circulaţie a carbonului anorganic în biosferă. În aerul
atmosferic, concentraţia medie de dioxid de carbon este de 0,03% respectiv cca. 340 ppm.
Circulaţia dioxidului de carbon condiţionează în biosferă două procese biologice
fundamentale: fotosinteza şi respiraţia. În procesul de fotosinteză plantele verzi (şi unele
microorganisme fotosintetizatoare) care posedă pigmenţi de clorofilă fixaţi pe cloroplaste,
folosesc dioxidul de carbon pentru sinteza compuşilor organici (glucide, protide şi lipide).
Procesul de sinteză are loc sub acţiunea radiaţiilor solare, a CO2 din aer şi a apei cu săruri
minerale, pe care plantele le iau din sol şi apă. Din fotosinteză rezultă oxigenul din care o parte
este utilizat de plante în procesul de respiraţie, iar o altă parte este eliberat în atmosferă, fiind
folosit în respiraţia animalelor. În condiţii naturale normale cele două procese (fotosinteza şi
respiraţia) se echilibrează reciproc, deşi fixarea de CO2 prin fotosinteza plantelor depăşeşte
cedarea de CO2 prin respiraţia animalelor. Echilibrarea se produce prin dioxidul de carbon
degajat în urma procesului de degradare a materiei organice moarte, precum si a resturilor de
biomasă vegetală sau animală, rămase neconsumate din apă sau sol, precum şi cel rezultat din
arderile de combustibili.
Schimburile de CO2 care se înregistrează între hidrosferă, atmosferă şi litosferă se pot
schematiza astfel:
CO2 din atmosferă CO2 dizolvat în apă CO2+H2O H2CO3 (acidul carbonic)
calciu din apă bicarbonaţi Ca(H2CO3)2
Acidul carbonic se leagă uşor de calciul prezent în apă, formând bicarbonaţi care
sedimentează în depozite calcaroase. Reacţia este de tip reversibil şi reprezintă un mijloc
important de menţinere a valorilor de pH, prin tamponarea variaţiilor de pH din apă.
Respiraţia, fermentaţiile şi combustiile, asigură reîntoarcerea CO2 în atmosferă. Se
estimează că rezervele de carbon din atmosferă (sub formă de CO2) reprezintă 700x109 t, iar cele
ale hidrosferei 50.000x109 t. Fitobiomasa realizată anual prin sinteza de substanţe organice este
cuprinsă între valorile de 30-150x109 t. Conţinutul aerului în CO2 nu se diminuează. El se
menţine relativ constant deoarece respiraţia, fermentaţiile şi combustiile restituie fără încetare
dioxidul de carbon.
Variaţiile de concentraţie a CO2 din atmosferă sunt autoreglabile. Dacă apare tendinţa de
creştere a concentraţiei de CO2 din atmosferă, intervine o reglare de tip feed-back negativ, prin
36
care creşterea concentraţiei este diminuată pe două căi: mărirea intensităţii de consum a CO2 în
procesul de fotosinteză şi sporirea proceselor de dizolvare în apă cu formare de bicarbonaţi.
În ultimii ani cantitatea de CO2 provenită din arderile de combustibili a crescut
îngrijorător. În fiecare an intră în atmosferă cca. 1 miliard t carbon, iar concentraţia de CO2 a
crescut cu 10%.
La nivel planetar, dioxidul de carbon contribuie la declanşare a efectului de seră.
Fenomenul este un proces fizic caracterizat prin faptul că în aerul atmosferic, CO2 acţionează ca
un adevărat “ecran de protecţie”. Noaptea, suprafaţa terestră se răceşte şi cedează o mare parte
din energia solară recepţionată în timpul zilei. Dioxidul de carbon din aer opreşte o mare parte
din radiaţiile infraroşii emise pe durata nopţii de scoarţa terestră, asigurând astfel menţinerea la
suprafaţa planetei noastre a unei temperaturi medii anuale de15oC, cu o reducere considerabilă a
variaţiilor termice dintre zi şi noapte. În caz contrar, temperatura medie la suprafaţa scoarţei ar fi
de –18oC (H.Tazieff,1989).
Creşterile permanente a emisiilor de CO2, din ultimii ani, datorate în principal
intensificării industriei şi a transporturilor, determină accentuarea efectului de seră care poate
avea consecinţe catastrofale pentru Terra. Astfel, creşterea treptată a temperaturii medii anuale
va determina: aridizarea treptată a climei, accentuarea procesului de deşertificare, topirea calotei
glaciare şi inundarea multor zone de coastă.
5.5. Ciclul fosforului
Ciclul fosforului (P) e un ciclu biogeochimic sedimentar legat de circuitul hidrologic,
deoarece fosforul nu formează componenţi gazoşi şi este prezent în mod natural în apă şi sol.
Rezervorul principal al fosforului îl reprezintă rocile sedimentare şi eruptiile vulcanice (apatit si
magmă) de pe uscat, care cedează apelor de precipitaţii şi celor de suprafaţă fosfaţii din structura
lor. Prin spălarea rocilor de către apele de scurgere, o cantitate mare din fosfaţi este antrenată în
mări şi oceane unde se depune în sedimente de adâncime.
Reîntoarcerea fosforului în circuit are loc parţial, prin procesul de orogeneză (proces
tectonic de formare a lanţurilor muntoase). Sub acţiune acestui proces şi a curenţilor de apă o
parte din sedimentele de adâncime sunt aduse la suprafaţa mărilor şi oceanelor de unde ajung pe
platforma continentală. Cea mai mare cantitate de fosfor rămâne la mare adâncime si nu se mai
întoarce în circuit, fiind practic pierdută pentru biosferă. Fosforul anorganic din apele marine
este folosit de plante în sinteza compuşilor organici. Prin intermediul lanţurilor tropice:
fitoplancton – zooplancton – peşti – păsări ihtiofage, P ajunge in alimentaţia diferitelor
organisme vii inclusiv a omului. Prin moartea organismelor planctonice şi prin descompunerea
37
lor de către microorganisme, cantităţi apreciabile de fosfaţi sunt asimilaţi de plante. In acest fel
Fosforul se reîntoarce în circuitul biologic.
În sol, pe lângă fosforul anorganic dizolvat din rocile fosfatice şi depozitele de guano
(gunoiul pasărilor ihtiofage) există şi cantităţi însemnate de fosfor organic provenit din
descompunerea cadavrelor de plante şi animale. Sub acţiunea unor microorganisme specifice,
substanţa organică moartă este supusă procesului de mineralizare în urma căruia fosforul este
eliberat în forma sa solubilă. Din sol compuşii fosforului sunt preluaţi de plante, de unde o parte
din fosfor este preluat de animale, iar prin excrementele acestora sau din cadavrele lor, fosforul
ajunge din nou in sol. În acest fel fosforul este repus, cu pierderi, intr-un nou circuit biologic.
Pierderea de fosfor poate fi compensată parţial prin excrementele păsărilor ihtiofage sau
prin intermediul omului (administrare de îngrăşăminte pe bază de fosfaţi). Ca urmare a
administrării neraţionale de către om a îngrăşămintelor, în apele râurilor, mlaştinilor, sau chiar în
zonele de coastă a mărilor pot apărea cantităţi excesive de fosfor care determină dezvoltarea
explozivă a algelor, fenomen cunoscut sub denumirea de “înflorirea apelor”. O consecinţă a
acestui fenomen este poluarea apelor prin procesul de eutrofizare, proces natural, de acumulare a
unor cantităţi crescute de substanţe organice pe fundul apei (mâl organic brun-murdar) cauzat de
descompunerea organismelor moarte, de lipsa de oxigen. Eutrofizarea puternică a apelor
favorizează dezvoltarea în masă în apa a unor microorganisme (bacterii filamentoase, ciuperci,
ciliate, etc.), care pot acoperi în întregime suprafaţa apei, ducând la distrugerea echilibrului
biologic din ecosistemul respectiv. Sărurile ce apar in exces duc la creşterea durităţii apei făcând-
o inutilizabilă pentru unele procese industriale sau pentru consumul uman.
5.6. Autocontrolul şi stabilitatea ecosistemelor
Autocontrolul sau homeostazia unui sistem biologic (individ, populaţie, biocenoză) sau a
unui sistem mixt (ecosistem), reprezintă tendinţa de stabilitate internă a sistemului faţă de
condiţiile schimbătoare ale mediului extern (factori climatici, sursa de hrană etc.). Funcţia de
autocontrol sau homeostazie asigură stabilitatea în structura, organizarea şi funcţionarea
întregului ecosistem.
Prin funcţia sa de autocontrol, ecosistemul păstrează o stare de echilibru între populaţiile
componente, menţinând variaţiile numerice ale acestor populaţii între anumite limite. Depăşirea
acestor limite duce la perturbarea echilibrului prin modificarea structurii şi funcţionării întregului
ecosistem.
Astfel spre exemplu, într-un ecosistem acvatic, înmulţirea peste măsură a algelor este
frânată prin două căi: prin creşterea consumului de către zooplancton (animale care se hrănesc cu
alge) şi prin scăderea cantităţii de substanţe anorganice necesare dezvoltării algelor (fosfor, azot,
38
etc.). Hrana abundentă favorizează înmulţirea zooplanctonului. Pe măsură ce consumul de alge
creşte, hrana devine neîndestulătoare şi zooplanctonul se împuţinează. Prin descompunerea
resturilor organice ale zooplanctonului de către microorganisme, sursele minerale necesare în
creşterea algelor se refac determinând creşterea şi înmulţirea în continuare a algelor. În acest fel,
atâta timp cât din afara sistemului nu intervine nici o perturbare, starea întregului sistem se
menţine în echilibru permanent şi oscilează în jurul unor anumite valori.
Din cele prezentate se poate observa că, mecanismul principal de păstrare a stabilităţii
ecosistemului se bazează pe relaţiile trofice din cadrul biocenozelor. Relaţiile trofice controlează
oscilaţiile numerice ale fiecărei populaţii din ecosistem. În acest sens, dacă examinăm relaţiile
dintre un carnivor şi prada acestuia, vom observa că maximele şi minimele efectivelor celor două
specii se succed. Când hrana este abundentă, efectivul speciei pradă creşte, determinând
creşterea populaţiei de consumatori pe seama hranei din belşug. Numărul mare de consumatori
determină scăderea resurselor de hrană, prada se împuţinează ducând la micşorarea numărului de
consumatori carnivori.
Atunci când populaţiile înregistrează mari oscilaţii numerice acestea se soldează uneori
chiar cu dispariţia ambelor specii. Un astfel de exemplu îl constituie omizile fluturelui defoliator
al stejarului (Tortrix Viridana) care după distrugerea frunzelor pădurii mor de foame. Dispariţia
omizilor determină la rândul ei dereglarea echilibrului dintre alte specii ale biocenozei
interdependente (păsări, mamifere, etc.).
Menţinerea nivelului de echilibru al efectivului unei specii dintr-o biocenoză se
realizează prin mecanisme diferite de la specie la specie. Unele plante elimină în mediul extern
substanţe care influenţează negativ dezvoltarea indivizilor din aceeaşi specie. De exemplu, alga
Chlorella elimină o substanţă care la o anumită concentraţie împiedică înmulţirea în continuare a
acesteia. La animale, anumite specii (elefanţii) migrează în condiţiile în care densitatea
populaţiei lor a ajuns foarte mare si s-au redus rezervele de hrana.
Prin urmare, stabilitatea unui ecosistem este dată de structura sa, respectiv de numărul
populaţiilor componente. Cu cât sistemul este mai complex, cu atât capacitatea de autoreglare a
lui este mai mare şi va prezenta o stabilitatea mult mai mare faţă de perturbaţiile externe. Un
astfel de exemplu este pădurea tropicală, un ecosistem natural complex care are o stabilitate mult
mai ridicată în comparaţie cu un ecosistem simplu (o cultură agricolă). Numărul mare de specii
şi bogata reţea de relaţii trofice existente în cadrul ecosistemului de pădure, face ca aceasta sa
aibă o capacitate mult mai mare de autoreglare. Ecosistemul cu puţine specii şi lanţuri trofice
(cultura agricolă) va avea o stabilitate mult mai mică. Stabilitatea agrosistemului va fi influenţată
foarte mult de condiţiile externe: temperatură, umiditate, cantitatea de nutrienţi minerali din sol,
39
dăunători etc. În astfel de sisteme simple invaziile dăunătorilor se produc mult mai frecvent şi
mai uşor. Aceste invazii nu se produc niciodată în ecosistemele complexe ale pădurilor tropicale
deoarece, dacă o populaţie tinde să scadă numeric, presiunea duşmanilor se va deplasa spre alte
specii al căror consum implică mai puţine cheltuieli energetice.
În consecinţă, funcţia de autocontrol a ecosistemelor este necesară deoarece:
cantitatea de energie primită de un anumit ecosistem cât şi cantitatea de nutrienţi
disponibili sunt limitate;
supravieţuirea populaţiei şi îndeplinirea funcţiilor ei în biocenoză depinde de
refacerea (reciclarea) resurselor materiale iniţiale şi de menţinere unui anumit nivel numeric.
Ambele probleme se rezolvă prin diferenţierea funcţiilor speciilor componente ale unei
biocenoze. Diferenţierea funcţiilor printr-o specializarea mai mult sau mai puţin complexă,
determină interdependenţa speciilor şi organizarea unui sistem natural de autocontrol asemanator
cu un sistem cibernetic informational.
40
6.
CALITATEA MEDIULUI AMBIANT
6.1. Criza mediului înconjurător
Multă vreme omul a presupus că solul, apa, şi aerul pot prelua, absorbi şi recicla
produsele reziduale ale activităţii sale, oceanul, atmosfera şi solul fiind considerate a fi nişte
rezervoare receptoare cu capacitate nelimitată. S-a dovedit însă, că unele dintre produsele
deversate în mediul înconjurător sunt toxice şi rezistă la descompunerea naturală, altele deşi sunt
dispersate în mediu în cantităţi sau diluţie foarte mică, reuşesc după un timp relativ scurt sau mai
lung, să se reconcentreze în lanţurile trofice naturale. Aşa se întâmplă cu unele metale grele,
pesticide şi substanţe radioactive.
Deteriorarea mediului înconjurător este resimţită în zilele noastre tot mai acut, îndeosebi
în centrele urbane cu mari aglomerări de populaţie. Poluarea mediului afectează toate cele trei
componente principale ale mediului înconjurător: apa, atmosfera şi solul.
Poluarea aerului din marile oraşe a devenit o trăsătură obişnuită, smogul fiind una dintre
cele mai caracteristice forme. Folosirea neraţională a solurilor şi a resurselor naturale, uneori
până la epuizarea lor ridică o serie de probleme majore privind ocrotirea mediului înconjurător.
Reziduurile, deşeurile organice şi dejecţiile deversate în apele curgătoare prin
descompunere consumă oxigenul necesar diferitelor organisme acvatice, în timp ce elementele
nutritive care ajung în ape, intensifică dezvoltarea algelor pe seama oxigenului din apă, ducând
uneori până la “moartea”, adică la degradarea apelor. La toate acestea a contribuit şi tendinţa de
concentrare a populaţiei în centre mari supraaglomerate, dezvoltarea intensă a industriei, a
mijloacelor de transport şi a bunurilor de consum noi.
În aceste condiţii se ridică tot mai mult problemele privind poluarea şi apare necesitatea
elaborării unor noi reglementări administrative de stat în măsură să facă faţă noilor aspecte
legate de protecţia mediului înconjurător.
Lipsa de informare a făcut ca mulţi oameni de bună credinţă să persiste în acţiuni care
sunt nefaste mediului înconjurător, fără să realizeze care sunt daunele produse. O altă categorie
de oameni nepăsători, din dorinţa de a economisii sau de a produce cât mai mulţi bani, au
acţionat voit, provocând daune ireversibile, prin acţiuni de tipul: utilizarea pe scară largă a
pestcidelor, tăierea pădurilor, deversarea sau stocarea unor substanţe toxice sau deşeuri
radioactive etc. Toate acestea, acumulate şi diversificate în timp, au produs modificări asupra
atmosferei, apei şi solului, pe care le resimţim tot mai pregnant în ultima perioadă şi care pot să
afecteze grav calitatea vieţii noastre si cu siguranţă viaţa generaţiilor viitoare.
41
În prezent lupta omului de a proteja şi ameliora calitatea mediului înconjurător, - bunul
comun cel mai de preţ al omenirii, a căpătat noi dimensiuni. Problema mediului este dezbătută
tot mai mult pe diverse planuri şi la diferite niveluri, formând obiectul a numeroase dezbateri
ştiinţifice şi politice naţionale şi internaţionale. Numeroase guverne, in special cele din ţările
dezvoltate, acţionează în mod serios pentru găsirea şi aplicarea celor mai adecvate măsuri,
corespunzătoare mijloacelor materiale proprii şi tehnologiei disponibile în scopul: păstrării
echilibrului ecologic, menţinerii şi îmbunătăţirii calităţii factorilor naturali, gestionării corecte a
resurselor naturale, asigurării unor condiţii de viaţă şi de muncă tot mai bune etc.
6.2. Surse şi căi de răspândire a poluanţilor
Deteriorarea condiţiilor de mediu este rezultatul acţiunilor conştiente sau inconştiente a
omului asupra mediului ambiant. Prin accidentele sau activităţile umane necontrolate s-au
declanşat o multitudine de fenomene cu efect negativ asupra mediului care au dus la apariţia a
numeroase dezechilibre ecologice, punând în mare pericol uneori anumite forme de viaţă.
Factorii perturbatori ai mediului se pot clasifica în două mari grupe:
1. factori naturali: - erupţii vulcanice şi solare;
- cutremure catastrofale;
- incendii;
- inundaţii.
2. factori antropici (rezultaţi din activitatea umană):
- creşterea demografică;
- dezvoltarea agriculturii;
- dezvoltarea industriei;
- exploatarea rezervelor naturale etc.
În numeroase cazuri acţiunile umane desfăşurate în: industrie, agricultură, construcţii,
transporturi şi exploatarea resurselor naturale, au avut un mare impact negativ asupra mediului,
soldat cu multe efecte nedorite, unele greu de stopat sau eliminat. Astfel spre exemplu, de cele
mai multe ori din activităţile umane rezultă o serie de factori distructivi aşa cum sunt: produsele
uzate sau perimate fizic şi moral; produsele artificiale noi ale căror interacţiuni cu mediul sunt
uneori necunoscute şi imprevizibile; reziduurile nereciclabile (care nu pot fi reutilizate) etc.
Cei mai mulţi autori, clasifică principalele tipuri de poluare a mediului înconjurător în
patru mari categorii, după cum urmează:
1) Poluarea fizică:
- poluarea radioactivă;
- poluarea termică;
42
- poluarea sonoră.
2) Poluarea chimică;
- materii plastice (în aer, apă şi sol);
- pesticide şi alţi compuşi organici de sinteză (în aer, apă şi sol);
- metale grele (în aer, apă şi sol);
- derivaţi gazoşi ai carbonatului şi hidrocarburilor lichide (în aer şi apă);
- derivaţi ai sulfului (în aer, apă şi sol);
- derivaţi ai azotului (în aer, apă şi sol);
- fluoruri (în aer, apă şi sol);
- particule solide “aerosoli” (în aer şi sol);
- materii organice fermentescibile (în apă şi sol).
3) Poluare biologică:
- contaminare microbiologică a mediilor inhalate şi ingerate (bacterii şi virusuri);
- modificări ale biocenozelor prin invazii de specii animale şi vegetale.
4) Poluare estetică:
- degradarea peisajelor şi locurilor prin urbanizare necivilizată sau sistematizare
impropriu concepută;
- amplasarea de industrii în biotopuri naturale sau puţin modificate de om.
O altă clasificare are în vedre, în special solul şi se referă la poluanţii care pot acţiona
direct sau indirect cu acesta:
dejecţiile animale;
dejecţiile umane;
deşeuri şi reziduuri de la industria alimentară şi uşoară;
agenţi contaminanţi (agenţi infecţioşi, toxine, alergeni);
sedimente produse prin eroziunea solului;
elemente nutritive pentru plante (îngrăşăminte);
minerale şi materii anorganice (inclusiv metale, săruri, acizi, baze) provenite de la
industria chimică şi metalurgică;
pesticide;
materii radioactive provenite de la experimente cu arme atomice, accidente sau avarii
ale centralelor nucleare;
aerosoli (unele hidrocarburi, etilenă, amoniac, bioxid de sulf, cloruri, fluoruri, oxid de
carbon, ozon, oxizi de azot, compuşi de plumb etc.);
căldura (care determină intensităţi crescute ale reacţiilor chimice şi biologice).
43
Agenţii de poluare evacuaţi în mediu sunt transportaţi şi dispersaţi de ape sau de aer.
Chiar şi poluanţii solizi, depozitaţi în platforme pot fi surse de poluare a mediului la distanţe
foarte mari de locul de depunere. Astfel, cenuşile depozitate în halde (depozite de steril provenite
din lucrările miniere), pot fi spulberate de vânt, iar substanţele solubile conţinute pot fi
dizolvate în apa de precipitaţii şi pot fi transportate ulterior de apele de suprafaţă sau apele de
infiltraţie. Prin scurgerea lor, poluanţii sunt transportaţi şi dispersaţi pe suprafeţe întinse şi ajung
din râuri în lacuri, mări şi oceane.
Un rol nu mai puţin important în circulaţia şi distribuţia unor poluanţi în mediul
înconjurător îl au organismele vii, care prin căile alimentare sau lanţurile trofice pun în circulaţie
diverşi poluanţi preluaţi din apă, aer şi sol. Aşa se întâmplă, de exemplu, cu anumite pesticide
care din sol trec în furaje, de aici în corpul animalelor erbivore, iar prin consumul de carne şi
lapte ajung în cele din urmă şi în corpul uman. Reziduurile de pesticide pot ajunge şi în gunoiul
de grajd rezultat de la animale hrănite cu furaje tratate cu asemenea pesticide sau din paiele
conţinând asemenea reziduuri, rămase în urma tratamentelor aplicate culturii respective, iar din
gunoi trec în toate plantele cultivate pe suprafeţele de teren pe care acest tip de gunoi a fost
administrat.
Pericolul cel mai mare în circulaţia si dispersia unor anumite tipuri de poluanţi în
biosferă, îl constituie concentrarea biologică a acestora, care poate avea uneori consecinţe
deosebit de grave. Astfel, dacă substanţa activă a poluantului utilizat, în exemplul nostru a
pesticidului, este rezistentă la degradare, de la cantităţi reduse de pesticide existente în sol, apă
sau aer se poate ajunge la concentraţii tot mai mari, de la o treaptă la alta a lanţului trofic.
Un astfel de exemplu este lacul Clear din California unde, determinările efectuate după
finalizarea tratamentului cu pesticide de tip DDT, au arătat că de la concentraţia apei de 0,02
ppm (părţi per milion) DDT, a crescut la 5 ppm în planctonul de la suprafaţa apei, ajungând la
valori de 40-300 ppm în peştii fitofagi, iar la unele păsări sau peşti răpitori din partea superioară
a lanţului trofic a atins valori de până la 2000 ppm de DDT, ceea ce faţă de conţinutul în apă
(0,02 ppm), reprezintă o creştere a concentraţiei de 100 000 de ori. Fenomenul de acumulare al
pesticidelor apare în mod similar şi în sol. Dacă în sol conţinutul DDT-ului este de o unitate, în
râmele din sol concentraţia ajunge la 10-40 unităţi, iar în păsările care consumă râme (sitari)
atinge cca. 200 unităţi.
În mod similar, procese de acumulare se pot înregistra şi la alte elemente, aşa cum sunt
anumite metale grele din apă şi sol, sau elementele radioactive care se pot concentra în anumite
lanţuri trofice, ajungând în concentraţie foarte mare în vârful piramidei trofice, la extremitatea
căreia se află şi omul. Astfel, în diverse pajişti din Anglia stronţiul radioactiv prezent în sol în
44
cantitate mică (o unitate) a ajuns la o valoare de 21 de ori mai mare în plantele furajere şi de 714
ori mai mare în carnea de oaie.
Prin exemplele citate anterior, s-a căutat să se scoată în evidenţă faptul că, nu în toate
situaţiile de poluare a mediului ambiant, are loc numai o dispersie sau diluţie a poluanţilor în
teritoriu, ci de cele mai multe ori, prin intermediul lanţurilor trofice, are loc o acumulare de
poluanţi nebiodegradabili, care deşii apar în mediul ambiant (sol, aer sau apă) în cantităţi mici se
acumulează de-a lungul lanţurilor trofice şi ajung să se regăsească în organismele animale din
ultimul nivel, în concentraţii foarte mari care pot fi uneori letale (provoacă moartea lor). De la
astfel de animale puternic contaminate, prin consumul produselor animale (carne, lapte, ouă etc.)
de către om, acesta să fie victima propriilor sale acţiuni.
6.3. Priorităţi ale economiei mediului ambiant
În perioada ultimilor ani specialişti din diferite domenii ale economiei si industriei,
precum si organizatiile ecologiste internationale au sesizat şi trag serioase semnale de alarmă
încercând să conştientizeze opinia publică prin mesajul: poluarea nu are frontiere, ea este şi va
rămâne o problemă globală a omenirii!
Preocuparea pentru protecţia mediului a fost adusă în dezbatere pentru prima oară la 1
iunie 1972, cu ocazia primei Conferinţe Mondiale a ONU (Organizaţia Naţiunilor Unite), ţinută
la Stockholm. La a 27-a sesiune a acestei conferinţe, s-a fondat prima organizaţie care a întocmit
Programul Naţiunilor Unite pentru Mediul Înconjurător, cu sediul la Nairobi (Kenya). Un an mai
târziu, în 1973, organizaţia avea deja un Consiliu de administraţie compus din 58 ţări membre,
inclusiv România, un Secretariat, un Fond pentru mediul înconjurător şi un Consiliu de
coordonare privind problemele importante legate de mediu şi posibilităţile de aderare a altor
instituţii şi organizaţii internaţionale.
Sub egida acestei organizaţii, în colaborare cu alte organizaţii internaţionale (UNESCO,
FAO, OMS s.a.), s-au elaborat şi aprobat o serie de programe internaţionale pentru:
supravegherea la nivel mondial a poluării oceanului planetar, planuri de monitorizare a
contaminării cu reziduuri radioactive, a contaminării alimentelor, a nivelului degradării solului şi
defrişării pădurilor, de evoluţie ale efectivelor de animale şi plante comparativ cu speciile pe cale
de dispariţie, precum şi alte proiecte pentru monitorizarea nivelelor de poluare în toată lumea şi
efectelor lor asupra climatului.
A devenit din ce in ce mai evident faptul că, problemele privind mediul înconjurător îşi
au rădăcinile în modul în care a acţionat şi acţionează economia fiecărui stat, precum şi datorită
faptului că nu s-au evidenţiat toate pagubele aduse mediului înconjurător în urma diverselor
acţiuni întreprinse asupra acestuia.
45
Este bine cunoscut că multe activităţi de producţie şi consum de pe glob determină
degradarea mediului natural prin poluarea aerului, apei sau solului, degradare ale căror costuri nu
au fost luate mult timp în seamă. Aceasta a permis accentuarea unora dintre problemele majore
ale mediului înconjurător cu care se confruntă omenirea azi, aşa cum este irosirea resurselor
naturale, defrişarea masivă a pădurilor, accentuarea efectului de seră etc.
În consecinţă, economia fiecărui stat trebuie să joace un rol principal în asigurarea unui
mediu înconjurător de calitate superioară, prin alocarea raţională a resurselor materiale şi
financiare, prin politici adecvate, precum şi prin luarea unor decizii economice inteligente.
Dezvoltarea unei societăţi sănătoase şi prospere, se poate baza numai pe o politică prin
care se asigură protecţia şi ameliorarea mediului înconjurător, bazată pe eliminarea contradicţiei
artificiale dintre economie şi ecologiei. Numai printr-o conlucrare strânsă a ecologiei cu
economia se vor putea fundamenta ştiinţific măsurile de dezvoltare social - economice în
vederea protecţiei şi îmbunătăţirii calităţii vieţii generaţiei de azi şi mâine.
Pentru acesta toate sistemele industriale trebuie sa-şi reconsidere toată activitatea
urmărind cu precădere ca: reciclarea, reutilizarea materiilor, şi reducerea gradului de poluare să
devină componente intrinsece ale procesului de producţie materială. Conlucrarea strânsă a
ecologiei cu economia într-o acţiune comună, numită “ecodezvoltare” va permite obţinerea de
beneficii maxime de pe urma exploatării resurselor naturale (sol, apă, păduri, organisme animale
şi vegetale), fără a distruge baza materială a acestora care este necesară continuării dezvoltării.
Ca acţiuni imediate se impune dezvoltarea unui program vast de măsuri care să aibă în
vedere:
extinderea educaţiei ecologice;
elaborarea unei legislaţii cuprinzătoare în domeniu (cu penalizări financiare, poliţie
ecologică, aviz de mediu pentru funcţionarea tuturor unităţilor economice în
condiţiile protecţiei mediului);
orientarea spre tehnologii moderne nepoluante, care să prezinte o productivitate mult
mai ridicată, şi acre să asigure valorificarea integrală a materiilor prime;
optimizarea consumurilor de apă şi energie;
transportul şi depozitarea corespunzătoare a deşeurilor şi reziduurilor industriale;
stimularea acţiunilor de revalorificare a cât mai multe deşeuri;
investigarea corectă a gradului de periculozitate şi a riscurilor pe care produsele
chimice le implică pentru sănătatea omului şi mediului ambiant;
inventarierea precisă a tuturor activităţilor poluante şi depistarea preventivă a tuturor
posibilităţilor de apariţie a poluării.
46
Problema protecţiei mediului trebuie luată în considerare, încă din faza de proiectare a
oricărei tehnologii, iar studiile tehnico-economice de fezabilitate trebuie să prevadă şi variante
antipoluante, chiar dacă sunt mai puţin profitabile. Pierderile de profit vor fi mai mici decât cele
social-umane ce apar după instalarea unor dezechilibre în natură.
47
7.
MASURI DE PREVENIRE SI COMBATERE A POLUARII
ATMOSFERICE
7.1. Surse de poluare atmosferică
Atmosfera este învelişul gazos care înconjoară pământul. În atmosferă, aerul ocupă 96%
din volum, restul de 4% revenind vaporilor de apă. Aerul uscat este un amestec de gaze format
din: 78% azot, 21% oxigen, din cantităţi mici de bioxid de carbon (0,03% in aerul normal) şi
gaze rare (argon, neon, heliu).
Poluarea atmosferei este determinată de deversarea şi acumularea în aer a unor substanţe
străine care afectează în măsură mai mare sau mai mică compoziţia acestuia, determinând
variaţii ale proprietăţilor atmosferei. Prezenţa unor astfel de substanţe este nocivă deoarece
afectează şi poate chiar distruge echilibrele ecologice şi implicit viaţa omului. Substanţele nocive
eliberate în aer se dispersează în atmosferă şi sunt răspândite la distanţe foarte mari, ca urmare a
deplasării maselor de aer. O mare parte sunt preluate ulterior de apa din precipitaţii prin
intermediul căreia ajung în apele de suprafaţă (râuri, lacuri, mări şi oceane) sau în sol.
Substanţele care poluează atmosfera provin din următoarele surse :
surse naturale, cum ar fi erupţii vulcanice;
vântul ce antrenează particule ;
particole provenite din cosmos;
surse antropice cum sunt emisii de gaze sau de particule fine în urma unor
procese industriale;
gaze rezultate din activitati de transport ;
gaze şi particule provenite din activităţi caznice, etc.
Toate aceste particule sau gaze ce poluează atmosfera planetei se pot grupa după starea
lor fizică sau chimică în următoarele grupe :
particole minerale solide inerte ;
compuşi chimici solizi ;
compuşi chimici gazoşi : oxizi de sulf, de azot, de carbon, hidrocarburi;
stări elementare sau moleculare ale unor anioni şi cationi (Ag, As, Be, Br, Cd, Cr,
Cu, F, hg, Ni, Pb, Se, Zn, etc.).
Poluanţii atmosferici lichizi sau solizi, sunt dispersaţi în aer sub forma unor particule fine
care îşi măresc volumul ocupat, realizând prin aceasta o activitate chimică mai intensă şi o viteză
48
de sedimentare mai redusă. Particulele cele mai fine, dispersate în aer capătă o stabilitate
considerabilă, fapt pentru care vor persista un timp mult mai îndelungat în aer, determinând
astfel creşterea gradului de poluare. Poluanţii atmosferici produc efecte directe, imediate cât şi
efecte indirecte, pe termen lung. Astfel, spre exemplu, fenomenul de smog (fum, ceaţă) datorat
gazelor de eşapament şi compuşilor organici incomplet arşi care reacţionează fotochimic
formând peroxiacetilnitrat, are efecte multiple: reduce vizibilitatea pe arterele de circulaţie,
determină afecţiuni respiratorii, erodează clădirile, determină degradarea spaţiilor verzi, etc.
7.2. Efecte directe şi indirecte ale poluării atmosferei
Bioxidul de carbon provine, în cea mai mare parte din arderea combustibililor fosili.
Creşterea concentraţiei sale în atmosferă, peste limitele normale, determină perturbarea
echilibrului ecologic prin accentuarea efectului de seră şi modificări ale climei.
Oxidul de carbon rezultat din arderea incompletă a combustibililor, din gazele industriale
sau din gazele de eşapament, este deosebit de toxic, deoarece blochează hemoglobina,
transportorul de oxigen din sânge.
Oxizii de azot, eliminaţi în aer mai ales de fabricile în care se produc acid azotic sau
îngrăşăminte pe bază de azot, sunt foarte toxici şi pot determina asfixierea prin distrugerea
alveolelor pulmonare, căderea frunzelor copacilor, reducerea vizibilităţii pe şosele şi formarea
ploilor acide.
Bioxidul de sulf rezultat din industria neferoasă, alimentară şi erupţiile vulcanice, are
efecte negative directe asupra faunei şi florei prin acidifierea solului (pH 4,12-4,4) , contribuie
la formarea ploilor acide şi provoacă degradarea construcţiilor prin transformarea calcarului în
gips (CaSO4) care este mult mai solubil şi permite infiltrarea apei.
Hidrogenul sulfurat rezultat din activitatea vulcanică, din prelucrarea cărbunilor şi
rafinăriile de petrol, provoacă îmbolnăviri grave de tip neurastenic caracterizate prin simptome
de: astenie, oboseală, cefalee, ameţeală, anxietate, nervozitate, somnolenţă diurnă.
Fluorul prezent în atmosfera din apropierea fabricilor de aluminiu şi superfosfaţi, ajuns în
sol prin precipitaţii, distruge microorganismele, plantele şi insectele (albinele) şi degradează
stratul fertil afectând negativ recoltele agricole.
Pulberile industriale sunt deosebit de toxice atunci când conţin compuşi de Pb, Cd, P şi
nocive dacă sunt particule fine de silice, calcar, gips, argilă, provocând alterări mecanice ale
ţesutului aparatului respirator. Plumbul (Pb) este deosebit de nociv, deoarece micşorează
rezistenţa organismului la îmbolnăviri, afectează funcţiile sistemului nervos, micşorează
capacitatea de oxigenare a sângelui.
Între efectele indirecte, pe termen lung ale poluării atmosferei, cale mai actuale sunt:
49
o efectul de seră,
o ploile acide şi
o degradarea păturii de ozon din stratosferă.
Efectul de seră constă în încălzirea suprafeţei terestre pe seama radiaţiei solare care
datorită gazelor existente în atmosferă trec prin atmosferă în cantitate mult mai mare şi nu pot
trece în sens invers , spre spaţiul cosmic. Principalele gaze cu efect de seră provenite din
activităţile umane sunt: bioxidul de carbon, metanul, compuşii clorofluorocarbonici, oxizii de
azot şi freonii. Creşterea ratei de emisie a lor în atmosferă determină un proces de supraîncălzire
a atmosferei şi accelerarea schimbării climei. În procesul de încălzire globală, nu temperatura
medie este cea care ucide ci extremele. Secetele neaşteptate, valurile de căldură exagerate,
uraganele devastatoare sunt doar câteva dintre fenomenele periculoase a căror durată de
desfăşurare nu vor putea fi niciodată prevăzute în întregime.
Ploile acide rezultă din spălarea bioxidului de sulf şi oxizii de azot din aer, care revin pe
pământ sub formă de acid sulfuric şi acid azotic, substanţe extrem de corozive (uneori la fel de
acide ca şi sucul de lămâie). Ploile acide se manifestă în zone relativ îndepărtate de locul unde s-
au emis agenţii de poluare. Acestea apar mult mai intens în zonele reci ale globului deoarece aici
concentraţia amoniacului din aer, care ar putea neutraliza acizii care se formează, este forte
scăzută (obţinut pe seama proceselor lente de descompunere ale materiei organice ). Aceste ploi
au efecte negative prin: dizolvarea sărurilor de calciu şi magneziu din sol, dizolvarea stratului de
ceară ce protejează frunzele şi acele de conifere, atacând membrana celulară. Astfel copacii
devin mult mai puţin rezistenţi la atacul diverşilor dăunători.
Distrugerea stratului de ozon (ecran protector de gaze cu cca. 10 ppm O3) din
atmosferă, de o grosime de câţiva mm, intensifică proprietăţile de absorbţie ale atmosferei,
lăsând să treacă radiaţiile solare în cantităţi exagerate şi implicit o mare parte din radiaţiile
infraroşii. Emisiile de gaze poluante din activităţile umane, deteriorează pătura de ozon şi
declanşează efectul de seră, care la rândul său provoacă efecte în lanţ: schimbări climatice,
creşterea nivelului mărilor, ploi acide, poluarea aerului, apei, solului punând în pericol viaţa în
ansamblu.
7.3. Manifestari specifice in poluare atmosferei
Atmosfera cea mai poluată se află în vecinătatea surselor primare de agenţi poluanţi.
Dintre aceste surse menţionăm combinatele chimice, combinatele siderurgice, combinatele de
celuloză şi hârtie, fabricile de ciment, etc.
Distribuţia zonală a acestor substante poluante depinde de înălţimea la care sunt evacuate
aceste substanţe, de greutatea specifică şi de existenţa unor curenţi de aer. In cazul frecvent
50
utilizat al construirii unor coşuri de evacuare foarte înalte, când produsele poluante sunt ridicate
la înălţimi foarte mari (de exemplu la Baia Mare coşul de fum de la Combinatul Metalurgic
pentru substanţe neferoase are o înălţime de 300 m) acestea vor pluti timp mai îndelungat în
atmosferă şi în funcţie de viteza curenţilor de aer sau de vânturile existente în zonă vor fi
distribuite pe arii mult mai întinse. Acest lucru face să scadă concentraţia în zona limitrofă
combinatului, dar să crească aria de răspândire.
In general particulele solide în funcţie de mărime sau densitate, precum şi în funcţie de
condiţiile atmosferice ajung până la urma tot pe sol sau în ape, pe care bineînţeles că le vor
polua.
Ca urmare a faptului că, la nivelul globului sunt curenţi de aer de mare distanţă, aceste
particole pot circula pe distanţe foarte mari, chiar mii de km. Cercetările intreprinse în zonele
arctice, mai ales în zonele zăpezilor veşnice de la pol au dus la depistarea în unele straturi de
zăpadă a unor substanţe poluante în cantităţi foarte mari, fapt ce dovedeşte că avem de-a face cu
o problemă de poluare la nivel global şi nu mai putem vorbi doar de zone poluate.
O consecinţă destul de frecventă a existenţei unor particule poluante în atmosferă sunt
ploile acide. Ploile acide se datorează prezenţei în atmosferă a dioxidului şi a trioxidului de sulf
( SO2 şi SO3 ). Aceste substanţe sunt emise în principal de combinatele chimice şi de cele ale
metalurgiei extractive neferoase. Efectul acestor ploi acide este dezastruos. Ele produc spălarea
solului de substanţele nutritive şi produc reducerea pH-lui (acidificarea) acestuia.
Modificarea pH-ului solului s-a constatat la noi în ţară în jurul Combinatului Chimic
Valea Călugarească şi în jurul Fabricii de Ipsos de la Călan-Sâncrăieni, unde conţinutul de SO-2
din sol a crescut simţitor pe o distanţă radială de combinat de circa 2 km.
In cazul unor erupţii cu hidrocarburi (foraje pentru exploatarea ţiţeiului), acesta se
distribuie în final tot pe sol, unde se constată efectul poluarii.
O problemă deosebit de importantă este cea a materialelor radioactive. Norii radioactivi
produşi ca urmare a unor accidente nucleare, sau experienţe nucleare sunt ridicaţi de curenţii
ascendenţi foarte calzi, la înalţimi foarte mari şi sunt purtaţi de curenţii de aer la mari distanţe,
extinzând zona radioactivă la sute de km.
Efectele poluării asupra aerului, apei sau a solului sunt strâns legate între ele şi practic nu
pot fi despărţite. Substanţele poluante care plutesc în atmosferă o dată şi o dată tot se vor depune
pe sol sau vor ajunge în ape, iar depunerile de substanţe poluante de pe sol pot fi duse de ploi în
râuri sau pot ajunge în apele freatice şi de aici din nou în rauri.
51
7.4. Măsuri de prevenire şi combatere a poluării atmosferice
După conferinţa de la Rio de Janeiro (1994), aproape 120 de state au ratificat convenţia
“Constituţia privind clima pe Terra”. Principalul obiectiv al acestui acord este reducerea
emisiilor de gaze ce generează efectul de seră, până în anul 2002, la nivelul cantităţilor emise în
anul 1990 şi menţinerea acestor nivele şi după anul 2000. Pentru aceasta s-au stabilit măsuri
concrete care urmăresc:
îmbunătăţirea randamentelor de ardere;
scăderea consumului de carburanţi la autoturisme (de 5l /100 km până în anul 2005);
creşterea ponderii surselor neconvenţionale de energie de la 5% la 15-16%;
limitarea despăduririlor;
reîmpădurirea zonelor puternic defrişate.
La toate acestea se mai pot avea în vedere următoarele direcţii importante:
amplasamentului întreprinderilor puternic poluante trebuie să fie ales în afara zonelor urbane;
supravegherea permanentă a instalaţiilor aflate în regim de lucru pentru evitarea scăpărilor,
accidentelor şi pierderilor de diverse substanţe în mediu;
reducerea emisiilor de gaze la autoturisme;
utilizarea raţională a pesticidelor şi combaterea cât mai mult a dăunătorilor prin metode
biologice;
reducerea consumului casnic de combustibili inferiori prin extinderea sistemelor
centralizate de producere a căldurii şi curentului electric;
alegerea unor tehnologii noi nepoluante în industria chimică şi metalurgică;
extinderea automatizării şi calificarea forţei de muncă;
introducerea de sisteme tehnice şi organizatorice pentru combaterea poluării.
52
Anexa 1
Norme legislative privind SO2 Legii nr. 104/2011 – Calitatea aerului înconjurător se redau în
tabelul 1.
Tabelul 1. Norme legislative privind SO2
Dioxidul de sulf – SO2 Marja de
toleranţă
Prag de
alertă
500 μg/m3 – măsurat timp de 3 ore consecutive în puncte
reprezentative pentru calitatea aerului, pe o suprafaţă de cel puţin
100 km2 sau pe o întreagă zonă sau aglomerare
Nu
Valori
limită
350 μg/m3 – valoarea limită orară pentru protecţia sănătăţii umane
a nu se depăşi mai mult de 24 de ori într-un an calendaristic
(150µg/m3)
43%
125 μg/m3
– valoarea limită zilnică pentru protecţia sănătăţii umane
a nu se depăşi mai mult de 3 ori într-un an calendaristic
Nu
20 μg/m3 – valoarea limită pentru protecţia ecosistemelor (an
calendaristic şi iarna 1 octombrie - 31 martie)
Nu
Normele legislative privind NO2 conform Legii nr. 104/2011 – Calitatea aerului înconjurător, se
redau în tabelul 2.
Tabelul 2. Norme legislative privind NO2
Dioxid de azot – NO2
Prag de alertă 400 μg/m3 – măsurat timp de 3 ore consecutive în puncte reprezentative
pentru calitatea aerului, pe o suprafaţă de cel puţin 100 km2 sau pe o
întreagă zonă sau aglomerare
Valori limită
200 μg/m3 – valoarea limită orară pentru protecţia sănătăţii umane, a nu se
depăşi mai mult de 18 ori într-un an calendaristic
40 μg/m3 – valoarea limită -an calendaristic- pentru protecţia sănătăţii
umane
30 μg/m3 – valoarea limită pentru protecţia vegetaţiei
Normele legislative privind PM10 conform Legii nr. 104/2011 – Calitatea aerului înconjurător
se redau în tabelul 3.
Tabelul 3. Norme legislative privind PM10
Pulberile în suspensie - PM10
Valori limită 50 μg/m3 – valoarea limită zilnică pentru protecţia sănătăţii
umane (a nu se depăşi mai mult de 35 de ori într-un an
calendaristic)
40 μg/m3 – valoarea limită anuală pentru protecţia sănătăţii
umane
Normele legislative privind O3 conform Legii nr. 104/2011 – Calitatea aerului înconjurător se
redau în tabelul 4. AOT40 [exprimat în (µg/m
3) x ore] înseamnă suma diferenţelor dintre concentraţiile orare mai mari decât
80 µg/m3 (= 40 părţi pe miliard) şi 80 µg/m
3 pe o perioadă dată de timp, folosind doar valorile pe o oră
măsurate zilnic între 8,00 şi 20,00, ora Europei Centrale (CET). În cazurile în care nu sunt disponibile
toate datele măsurate posibile, valorile AOT40 sunt calculate cu ajutorul următorului factor:
AOT40estimare = AOT40 măsurate x (numărul total posibil de ore*) / numar de valori orare măsurate.
Numărul total posibil de ore* este egal cu numărul de ore din perioada de timp prevăzută în definiţia
AOT40 (între orele 8,00 şi 20,00 CET, de la 1 mai până la 31 iulie în fiecare an, pentru protecţia
vegetaţiei, şi din 1 aprilie până la 30 septembrie în fiecare an, pentru protecţia pădurilor).
53
Tabelul 4. Norme legislative privind O3
Ozon –O3
Prag de alertă 240 μg/m3 – media pe 1 oră
Valori ţintă 120 μg/m3 - valoarea ţină pentru protecţia sănătăţii umane a nu se depasi in
mai mult de 25 de zile pe an calendaristic, mediat pe 3 ani
AOT40 (calculata pe baza valorilor orare)
18 000 µg/m3 x ora, medie pe 5 ani - valoarea ţintă pentru protecţia vegetaţiei
Obiectiv pe
termen lung
120 μg/m3 – obiectiv pe termen lung pentru protecţia sănătăţii umane
AOT40 (calculat din valorile orare)
6.000 µg/m3 x ora – obiectiv pe termen lung pentru protecţia vegetaţiei
Normele legislative privind CO conform Legii nr. 104/2011 – Calitatea aerului înconjurător se
redau în tabelul 5.
Tabelul 5. Norme legislative privind CO
Monoxidul de carbon – CO
Valoarea limită 10 μg/m3 – valoarea limită orară pentru protecţia sănătăţii umane
Normele legislative privind PM10 conform Legii nr. 104/2011 – Calitatea aerului înconjurător
se redau în tabelul 6.
Tabelul 6. Norme legislative privind PM10
Pulberile în suspensie - PM10
Valori limită 50 μg/m3 – valoarea limită zilnică pentru protecţia sănătăţii
umane(a nu se depăşi mai mult de 35 de ori într-un an
calendaristic)
40 μg/m3 – valoarea limită anuală pentru protecţia sănătăţii
umane
54
8.
MASURI SI STRATEGII DE PREVENIRE A POLUARII APELOR
8.1. Surse de poluare a apei
Apa asigură desfăşurarea tuturor proceselor biologice din natură şi asigură existenţa vieţii
pe Pământ. Planeta noastră dispune de rezerve uriaşe de apă reprezentate de apa din suprafaţa
marilor şi oceanelor care conţin cca. 1,4 miliarde km3 de apă respectiv 97,3% din totalul de apă
de pe Terra. Cu toate acestea resursele de apă disponibile pentru consumul uman sunt destul de
limitate. Doar 2,7 % din totalul de apă terestră îl deţin apele dulci, restul fiind reprezentate doar
de apă sărată. Din totalul de apă dulce omul dispune, de fapt , doar de 0,002% respectiv de 30
000 km3 de apă, din apele scurse la suprafaţa continentelor, restul fiind stocate sub formă de
gheaţă la nivelul calotelor polare.
Cerinţele de apă în lume sunt tot mai mari de la un an la altul. Secătuirea şi poluarea
apelor este cauzată de creşterea continuă a consumului de apă determinată de creşterea explozivă
a populaţiei, de gradul înalt de urbanizare, precum şi de apariţia unor industrii noi, mari
consumatoare de apă şi mari producătoare de efecte adverse asupra apei şi a mediului ambiant.
În prezent, în ţările dezvoltate consumul de apă a ajuns să fie cuprins între valori de 263 l /zi
/locuitor (în Londra) şi 1045 l /zi /locuitor (în New York), în timp ce în zonele aride ale Africii
un om foloseşte mai puţin de 3 l /zi.
La toate acestea se adaugă şi agricultura, care consumă în prezent cca. 80% din apa
destinată consumului uman şi va necesita cantităţi tot mai mari dacă producţia de alimente a
lumii va depinde de irigaţii.
Dar în ciuda eforturilor care se fac pentru creşterea rezervelor de apă, în ultimele două
decenii poluarea apei a cunoscut un ritm îngrijorător, mai ales în ţările industrializate, unde
cantităţi tot mai mari de ape uzate sunt sânt evacuate în apele de suprafaţă de unde ajung în
lacuri, mări şi oceane. De aceea problema poluării cursurilor de apă nu este specifică unei
singure ţări sau continent, ci este un fenomen de răspundere generală.
Poluarea apelor este un proces de alterare a calităţii fizice, chimice sau biologice ale
acesteia, produsă de o activitate umană, în urma căreia apele devin improprii pentru folosinţă. Se
poate spune că o apă poate fi poluată nu numai atunci când ea este colorată sau rău mirositoare,
sau atunci când pe ea pluteşte petrolul, ci şi atunci când deşi aparent bună, conţine fie şi într-o
cantitate redusă , substanţe toxice.
Poluarea apelor este determinată de trei mari grupe de agenţi de poluare: biologici,
chimici şi fizici.
55
Agenţii biologici sânt reprezentaţi de microorganismele şi materiile organice
fermentescibile provenite din marile crescătorii de animale, di industriile alimentare, abatoare,
apele menajere etc. Puternica contaminarea bacteriologică a apei poate determina răspândirea
unor afecţiuni aşa cum sunt colibacilozele sau hepatitele virale.
Poluarea chimică rezultă din deversarea în ape a unor compuşi chimici de tipul: nitraţi,
fosfaţi şi alte substanţe folosite în agricultură; a unor reziduuri şi deşeuri provenite din industria
metalurgică, chimică, lemnului, celulozei, topitorii etc.
Excesul de îngrăşăminte cu azot din sol poate face ca o parte din nitraţii şi nitriţii din sol
să fie antrenaţi şi să treacă în apa freatică în cantităţi destul de importante. Consumul de apă cu
concentraţie mare de nitraţi poate declanşa la copii boala “albastră a copiilor ” cunoscută sub
termenul ştiinţific de methemoglobinemie. Prezenţa apele uzate în cantităţi mari a fosfaţilor,
determină contaminarea râurilor şi lacurilor care pot suferii procesul de eutrofizare sau de
“înflorire” respectiv de epuizarea a conţinutului de oxigen din apă, prin moarte şi
descompunerea masivă a întregului zooplancton.
Agenţii fizici de poluarea a apelor sunt reprezentaţi de deşeuri şi reziduuri minerale,
insolubile rezultate din exploatarea carierelor sau minelor. Tot în această categorie intră şi
poluarea termică a apei , folosită ca agent de răcire în diverse procese tehnologice din centralele
electrice sau industria chimică. Ridicarea bruscă a temperaturii apei prin deversarea unor astfel
de ape reziduale, determină distrugerea multor specii vegetale şi animale din zona respectivă şi
scăderea conţinutului de oxigen dizolvat în apă, fiind accelerate fenomenele de descompunere
bacteriană.
8.2. Efectele poluării apelor
Consecinţele poluării apelor se resimt nu numai la nivelul apelor curgătoare în care are
loc deversarea agenţilor poluanţi, ci şi la sute de mii de km de locul producerii scurgerilor,
deoarece apele râurilor, fluviilor pot infesta suprafeţe întinse, ajungând în final la nivelul mărilor
şi oceanelor. Apele poluate se infiltrează în pământ până la pânzele freatice şi contaminează
sursele de apă potabilă.
Contaminarea apelor de suprafaţă cu ape uzate are următoarele efecte:
modificarea calităţilor fizice prin schimbarea: culorii, temperaturii,
conductibilităţii electrice, radioactivităţii, prin formarea de depuneri de fund,
de spumă sau de pelicule plutitoare;
modificarea calităţilor organoleptice;
56
modificarea calităţilor chimice prin schimbarea pH-ului, durităţii, reducerea
cantităţii de oxigen datorată substanţelor organice aduse de apele uzate,
creşterea conţinutului de substanţe toxice;
distrugerea florei, faunei şi dezvoltarea cu precădere a unor anumite bacterii
printre care se pot găsii numeroşi agenţi patogeni.
În cazul apelor marine, efectele poluării se resimt nu numai la nivelul faunei şi florei ci şi
asupra plajelor. Solurile infiltrate cu ape reziduale pot înregistra o serie de efecte nedorite de
tipul: colmatarea porilor, degajarea de mirosuri nespecifice, creşterea acidităţii sau alcalinităţii,
înmlăştinarea lor sau infectarea cu virusuri sau bacterii.
Toate apele uzate au influenţe deosebit de nefaste asupra tuturor activităţilor umane din
industrie (corodarea instalaţiilor, colmatarea filtrelor, devine practic imposibilă dedurizarea apei
etc.), din agricultură şi creşterea animalelor (provoacă moartea animalelor, influenţează negativ
capacitatea de reproducere, sterilizează solul care devine impracticabil pentru agricultură etc.) şi
are o influenţă nocivă asupra stării sanitare şi igienice a populaţiei de oameni de pe întreaga
planetă.
8.3. Manifestari specifice in poluarea apelor
In circuitul apei în natura (evaporare, precipitaţii, infiltraţii în sol, izvoare, râuri, fluvii,
mări şi oceane), aproape jumatate din apa precipitaţiilor este recuperată în sol şi în păduri, peste
40% este reţinută de apele libere, iar diferenţa de aproape 10% se infiltrează în sol ajungând în
final în pânzele freatice. Ca urmare a importanţei mari pentru viaţa planetei, apa poate fi
considerată comoara cea mai de preţ a globului.
Calitatea apei se apreciază în funcţie de destinaţia ei, după gradul de încărcare a apei cu
diverse deşeuri, substanţe nocive, etc. Apa în natură este un mediu viu în care trăiesc
numeroase organisme a căror activitate, în mare parte serveşte la păstrarea calităţii ei. De aceea
epurarea naturală a apei este în primul rând un fenomen biologic, un proces activ care priveşte cu
precădere poluanţii organici, pe care îi poate transfera. Poluanţi chimici în cantităţi mici se
diluiază şi îsi pierd astfel gradul lor de toxicitate.
Epurarea naturală sau aşa numita autoepurare, este un fenomen complex, care în
condiţii normale de poluare, inerente ciclului natural al vieţii, poate menţine calitatea apei la
parametri aceptabili pentru viaţa faunei şi florei acvatice. Când însă, echilibrul din natura este
rupt de către poluanţii din industrie, agricultură, sau din aşezările urbane, apele devin
inutilizabile pentru viaţa florei şi a faunei, dar în acelaşi timp şi pentru om.
Sursele de poluare a bazinelor naturale ale României se pot grupa după cum urmează :
57
surse de impurificare neorganizate;
surse de impurificare organizate.
Sursele de impurificare neorganizate sunt constituite din centrele urbane sau rurale din
apropierea apelor, în condiţiile în care diversele reziduri menajere, ape uzate, etc., sunt deversate
în râuri sau lacuri.
Sursele de impurificare organizate sunt constituite din marile localităţi urbane ce dispun
de un sistem de canalizare pentru colectarea apelor reziduale menajere, precum şi a celor
reziduale industriale şi care într-o oarecare măsură sunt deversate în râuri, sau în cel mai bun caz
sunt epurate parţial şi apoi deversate în râuri.
Prima manifestare a poluării apelor o constituie eutrofizarea ei. Acest proces este de fapt
o îmbogăţire a apei respective în substanţe nutritive, care de regulă duce la proliferarea excesivă
a algelor şi a altor plante acvatice. In final acest fenomen duce la deteriorarea calităţii apei din
punct de vedere igienic şi estetic şi la dificultăţi în prelucrarea şi utilizarea ei în scop potabil sau
industrial.
Introducerea de diverse substanţe chimice în ape, o dată cu apele reziduale duce la
degradarea accentuată a acesteia, mai ales dacă substanţele poluante sunt în cantităţi mari. De
exemplu fosforul , care în condiţii naturale se găseşte în cantităţi mici în apele de suprafaţă, fără
să afecteze fauna şi flora. Dacă însă procentul de fosfor creşte, el reprezintă un factor limitator
al dezvoltării vegetaţiei. Un efect asemănător îl produce şi azotul. O creştere a concentraţiei de
azot şi de fosfor determină o inmulţire rapidă a algelor, iar în zonele litorale din lacuri a
macrofitelor acvatice.
Scăderea cantităţii de oxigen din apa, duce la sărăcirea sau chiar la dispariţia faunei
bentonice ( ce traieşte pe fundul lacurilor sau a apelor curgătoare ) ce constituie hrana peştilor,
precum şi la înlocuirea florei aerobe cu flora anaerobă. Astfel substanţele organice depuse în
cantităţi mari în ape sunt degradate pe cale anaerobă doar parţial, restul se acumulează în apă, iar
bacteriile sulfat-reducătoare îşi fac apariţia în aceste ape.
In urma procesului de descompunere anaerobică a substanţelor organice, realizat de către
aceste bacterii, rezultă hidrogen sulfurat ( H2S ). Ca urmare, ţinând cont de efectele pe care le
are fosforul şi azotul asupra apelor, ele constituie un prim indiciu privind gradul de eutrofizare a
apei. De exemplu, se apreciază că depăşirea valorii de 10 mg de fosfor / m3
în apele de
primavară este un indiciu important al pericolului eutrofizării apei. In mod similar pentru azotul
organic se apreciază ca valoare limită a eutrofizării 200-300 mg/m3 .
58
Un alt mare pericol pentru apele de suprafaţă, precum şi pentru cele freatice o constituie
produsele şi rezidurile petroliere. Substanţele petroliere se găsesc în apă sub următoarele forme:
pelicule de petrol care plutesc la suprafaţa apelor;
emulsii petroliere din apele reziduale petroliere ale rafinăriilor;
substanţe petroliere solubile, în formă distilată (oxizi supramoleculari, acizi
naftenici, fenoli, etc.)
Toate acestea imprimă apelor un gust şi un miros specific, făcăndu-le inutilizabile pentru
populaţie. Trebuie să atragem atenţia asupra pericolului unor catastrofe ecologice majore ca
urmare a deversării de produse petroliere în ape, fie ca urmare a unor catastrofe navale, a unor
spargeri de conducte de petrol cu infiltrarea produselor petroliere în apele freatice, spargeri de
rezervoare, erupţii de sonde petroliere, etc.
Acelaşi efect dezastruos pentru mediu îl au şi fenolii. Poluarea cu fenoli a apelor de
suprafaţă se datorează scurgerilor de ape reziduale provenite de la distilarea cărbunilor şi a
gudroanelor rezultate de la distilarea uscată a lemnului, din ape reziduale provenite de la
cocserii, precum şi de la rafinării, etc. Fenolii sunt dificil de eliminat. Ei persistă mult timp în ape
imprimându-i un gust şi un miros specific. Deasemenea fenolii au efecte nefavorabile asupra
vieţii acvatice, reducând mult propietăţile organoleptice ale apelor şi reducănd foarte mult
posibilităţile de folosire ale acestora.
O altă categorie de substanţe, care în prezent poluează apele sunt detergenţii. Prezenţa
detergenţilor în ape, în cantităţi ridicate duce la formarea de spumă. Prezenţa spumei în ape
constituie un prim indiciu al poluării apelor cu detergenţi. Sursele de poluare cu detergenţi sunt
următoarele:
apele menajere uzate;
apele industriale uzate;
ape industriale de la fabricile de detergenţi.
Detergentii depreciază proprietăţile organoleptice ale apelor, cu efecte negative asupra
faunei şi florei acvatice.
Procesele tehnologice din cadrul industriei celulozei şi hârtiei, impun utilizarea unor mari
cantităţi de apă. In acelaşi timp în urma proceselor tehnologice rezultă mari cantităţi de ape
reziduale. Se apreciază că apele reziduale neepurate rezultate în urma proceselor tehnologice de
la o fabrică de celuloză, care are o producţie de 100.000 tone zilnic, din punct de vedere al
poluării sunt echivalente cu apele neepurate de la un întreg oraş de 500.000 locuitori.
Impurităţile din aceste ape sunt în principal compuşi ai ligninei, compuşi zaharoşi ai acidului
59
acetic, acidului formic, grăsimi, etc. Pe lângă aceste substanţe se mai evacuează o dată cu apele
uzate şi mari cantităţi de : leşii sulfitice bogate în pentoze, hextoze, aminoacizi, furfurol,
compuşi ai sulfului, coloranţi, fibră de celuloză, etc. Toate aceste substanţe au efecte
defavorabile asupra florei şi faunei, în sensul că duce la distrugerea ecosistemului acvatic. Pe
lângă aceasta, substanţele enumerate mai sus imprimă apei un gust şi un miros neplăcut, greu de
suportat.
O altă categorie de substanţe care duc la distrugerea faunei şi florei acvatice sunt
pesticidele. Aceastea duc la distrugerea unor elemente din lanţul trofic existent în apă,
producând un grav dezechilibru ce poate duce la dispariţia unor plante şi specii de animale din
acele ape. Pesticidele pătrund în sursele de apă de suprafaţă, dar şi în cele subterane pe mai multe
căi, printre care cele mai importante sunt următoarele :
scurgeri de ape industriale uzate de la fabricile de pesticide;
transportul neglijent al acestor substanţe;
supradozari cu aceste pesticide şi preluarea surplusului de pesticide de către ape
pluviale;
spălarea echipamentului de protecţie şi a utilajelor utilizate la tratarea cu
pesticide şi deversarea acestor ape impurificate în râuri sau lacuri.
Aşa cum am mai precizat, pesticidele prezintă o toxicitate ridicată pentru om, dar şi
pentru fauna şi flora acvatică sau telurică. Prezenţa acestor substanţe în apele curgătoare sau în
lacuri duce la distrugerea vegetaţiei acvatice, a insectelor şi a peştilor inferiori şi prin aceasta
periclitează şi viaţa celorlalte animale acvatice care se hrănesc cu alge, insecte şi peşti inferiori.
O grupă aparte de substanţe poluante care pot să ajungă accidental în râuri sau lacuri pot
proveni din :
apele reziduale urbane, menajere şi industriale ;
praful stradal colectat şi transportat de apele meteorice ;
funinginea rezultată din arderea motorinei în motoarele tip Diesel ;
aerosoli, etc.
Cele mai periculoase substanţe ce pot polua apele sunt cele ce au efect cancerigen. Din
categoria acestor substanţe amintim :
hidrocarburile policiclice aromate ( HPA ), care de fapt sunt cele mai active
substanţe cancerigene;
hidrocarburi halogenate şi alifatice ;
etilenamină şi epoxizi;
60
compuşi organici ai arseniului, nichelului, cromului, etc.;
substanţe radioactive, etc.
Majoritatea acestor substanţe se acumulează în organism şi chiar în cantităţi mici pot
produce această boală după o perioadă latent1.
In ultima perioadă cercetătorii s-au concentrat atenţia şi asupra unei grupe relativ nouă de
poluanţi ai apelor, este vorba de poluanţii biologici. Aceşti poluanţi pot apărea în ape sub formă
de poluanţi biologici primari şi secundari. Din grupa poluanţilor biologici primari fac parte :
bacteriile patogene din regnul salmonela ;
vibronul holeric;
leptospirele, brucelele , etc.;
bacilul tuberculozei;
protozoarele patogene;
viermii paraziţi ;
enterovirusurile, reovirusurile, adenovirusurile, poliviruşii;
virusul hepatitei infecţioase ;
grupul organismelor coliforme ;
grupul organismelor din categoria anterococilor;
bacteriofagii, etc.
Din grupa poluanţilor biologici secundari fac parte următoarele :
bacteriile saprofite;
ferobacteriile, sulfobacteriile;
bacteriile corozive;
bacteriile formatoare de mucozităţi;
algele de toate tipurile;
regnul protozoarelor;
viermi şi insecte acvatice sau amfibii;
plantele acvatice.
Poluanţi biologici primari sunt agenţi biologici introduşi în apă o data cu apele reziduale,
ele neavând un habitat normal în acest mediu hidric de viaţă. Ele de regulă dispar după o anumită
perioadă de timp printr-un proces natural, atunci cănd încarcarea apei în aceste substanţe nu
depăşeşte limitele capacităţii de autoepurare a apei.
Poluanţii biologici secundari sunt organisme indigene care se afla în mod natural în apă şi
care la un anumit moment dat şi în anumite condiţii specifice proliferează devenind poluanţi,
61
prin faptul că introduc substanţe nutritive în apă. Aceste substanţe nutritive pot fi de două
categorii :
substanţe organice ( plante şi animale moarte, resturi de animale, reziduri ale
acestora) ;
substanţe anorganice ( fosfaţi, nitriţi, etc. ).
Componenta biologică a apei are importanţă foarte mare în procesele de autopurificare
(dezagregând şi mineralizând substanţele organice) şi refacere a echilibrului fizico-chimic pe
cale naturală, contribuind la stabilizarea biochimică a mediului hidric.
Pe de altă parte, prin proliferarea lor, ele cauzează deprecierea calităţii apei imprimând un
miros şi un gust neplacut apei, modificând culoarea sau poate constitui cauza unor îmbolnăviri şi
epidemii grave.
Trebuie însă să facem remarca, că unii agenţi biologici contribuie la autoepurarea apelor şi
ca urmare sunt mai nou folosiţi în acest scop în staţiile de tratare şi epurare a apelor reziduale.
8.4. Măsuri şi strategii de prevenire a poluării apelor
La nivel naţional, elaborarea strategiei şi politicii privind coordonarea şi controlul
aplicării reglementărilor în domeniul gospodăririi apelor se realizează de Ministerul Apelor,
Pădurilor şi Protecţiei Mediului căruia îi revin, potrivit legii, următoarele atribuţii privind:
amenajarea complexă a bazinelor hidrografice;
valorificarea de noi surse de apă;
corelarea tuturor lucrărilor realizate pe ape sau în legătură cu apele;
coordonarea întocmirii tuturor planurilor şi schemelor cadru de amenajare a
bazinelor hidrografice;
avizarea lucrărilor ce se execută pe ape;
organizarea întocmirii registrului de cadastru general al apelor ţării şi a evidenţei
drepturilor de folosire cantitativă şi calitativă a apelor;
coordonarea activităţii de prognoză , avertizare şi informare în domeniul gospodăririi
apelor şi hidrometeorologiei;
gestionarea fondului apelor constituit conform prevederilor legale;
promovarea informaţiilor ce privesc respectarea legilor şi reglementărilor de folosire
a apei, precum şi a acţiunilor de conştientizare a populaţiei asupra drepturilor şi
obligaţiilor privind folosirea resurselor de apă.
Ministerul Mediului are în curs de definitivare strategia gestionării resurselor de apă cu
următoarele direcţii prioritare:
62
asigurarea exploatării tuturor lucrărilor de gospodărire a apelor existente, în special a
acumulărilor, la parametrii maximi posibili, prin lucrări de extindere, modernizare şi
dezvoltare corespunzătoare;
finalizarea lucrărilor aflate în diverse faze de execuţie în zonele deficitare de apă şi
promovarea unor lucrări noi după gradul lor de urgenţă al zonelor cu probleme, pe
specific de folosinţă;
modernizarea sistemelor de alimentare în vederea reducerii pierderilor de apă prin
reţeaua de aducţiune şi distribuţie la beneficiari;
depoluarea sectoarelor de râuri afectate de ape reziduale industriale;
asigurarea cadrului instituţional şi legislativ adecvat economiei de piaţă, promovarea
şi respectarea unei noi legi a apelor, reanalizarea standardelor existente şi elaborarea
altora noi.
Pentru schimbarea situaţiei precare a apelor din România s-au adoptat o serie de măsuri
la nivel naţional, local şi agent economic pentru prevenirea şi controlul poluării apelor prin:
- realizarea de staţii de epurare la agenţii economici nedotaţi;
- înăsprirea penalizărilor financiare aplicate celor care poluează mediul ambiant;
- actualizarea şi extinderea indicatorilor din standardele privind calitatea efluenţilor
pentru îmbunătăţirea calităţii receptorilor;
- reactualizarea şi punerea în funcţiune a instalaţiilor de epurare în conformitate cu
obiectivele de producţie;
- intensificarea controlului eficient al noilor unităţi industriale, a proiectelor de
dezvoltare a infrastructurii şi a depozitelor de deşeuri de orice fel;
- limitarea prin folosirea raţională şi riguros planificată a îngrăşămintelor şi
pesticidelor;
- controlul evacuărilor de ape reziduale industriale, inclusiv a exploatării instalaţiilor şi
tehnologiilor de epurare şi intensificarea recirculării lor;
- stabilirea şi introducerea de reglementări privind diminuarea poluării termice a
resurselor de apă;
- tratarea apelor uzate pentru a putea fi întrebuinţate în industrie, agricultură,
acvacultură, agrement;
- refacerea reţelelor de colectare a apelor uzate din oraşe şi de pe platforme industriale;
- studierea şi eliminarea cauzelor care determină poluarea cu substanţe petroliere a
solului, subsolului şi a apelor;
- supravegherea strictă a producţiei, transportului şi folosirii îngrăşămintelor şi
pesticidelor;
63
- aplicarea programelor de organizare şi echipare a teritoriului, în scopul prevenirii
degradării, eroziunii sau colmatării terenurilor sau a altor efecte distructive a apelor.
8.5. Principalele directive ale comunităţii europene privind apa
Există mai multe directive ale UE privind epurarea apelor uzate oraseneşti, obţinerea apelor
potabile, precum şi domeniile de utilizare a unor ape şi calitatea acestora şi anume:
Directiva 91/676/CEE privind protecţia apelor impotriva poluării cauzate de nitraţii proveniţi din
surse agricole;
Directiva 76/464/CEE şi cele 7 directive fiice, privind poluarea cauzată de anumite substanţe
periculoase descărcate în mediul acvatic al Comunităţii;
Directiva 91/271/CEE privind epurarea apelor uzate oraşeneşti, care susţine încă cinci directive în
care sunt prevazute condiţiile privind calitatea apelor de suprafaţă:
o Directiva Cadru privind Apa nr. 2000/60/CE;
o Directiva nr. 76/160/CEE privind calitatea apelor de îmbăiere;
o Directiva nr. 98/83/CE privind calitatea apei destinate consumului uman;
o Directiva nr. 75/440/CEE privind calitatea apelor de suprafaţă destinate prelevării de apă
potabilă;
o Directiva nr. 78/659/CEE privind calitatea apelor dulci care necesită protecţie sau
îmbunătăţire în scopul susţinerii vieţii piscicole.
Trei directive controlează depozitarea şi gospodărirea nămolurilor produse în staţiile de epurare,
ca urmare a implementării acestei directive:
o Directiva nr. 86/278/CEE privind protecţia mediului şi în particular a solului, când
nămolurile de epurare sunt utilizate în agricultură;
o Directiva nr. 99/31/CE privind depozitarea deşeurilor;
o Directiva 91/271/CEE privind epurarea apelor uzate urbane a fost transpusă în întregime
în legislaţia româneasca prin HG nr.188/2002, pentru aprobarea normelor privind
condiţiile de descărcare ale apelor uzate în mediul acvatic – prezentată în Anexa 6 a
Planului de Implementare a Directivei.
Au fost de asemenea transpuse directivele legate de prevederile Directivei 91/271/CEE privind
epurarea apelor uzate.
Directiva nr. 91/676/CEE privind protecţia apelor împotriva poluării cu nitraţi proveniţi din surse
agricole a fost transpusă prin HG nr. 964/2000.
Directiva nr. 76/464/CEE privind poluarea cauzata de anumite substante periculoase descărcate în
mediul acvatic al Comunităţii a fost transpusă prin HG nr. 118/2002 privind aprobarea „Programului de
acţiune pentru reducerea poluării mediului acvatic şi a apelor subterane, cauzate de evacuarea unor
substanţe periculoase”.
64
Directiva nr. 78/659/CEE privind calitatea apelor dulci care necesită protecţie sau imbunatăţire în
scopul susţinerii vieţii piscicole a fost transpusă prin HG nr. 202/2002 pentru aprobarea „Normelor
tehnice privind calitatea apelor de suprafata” care necesită protecţie şi ameliorare în scopul susţinerii
vieţii piscicole.
Directiva nr. 76/160/CEE privind calitatea apelor de îmbăiere este transpusă prin HG nr.
459/2002 privind aprobarea Normelor de calitate pentru apa din zonele naturale amenajate pentru
îmbăiere.
Directiva nr. 98/83/CE privind calitatea apei destinate consumului uman a fost transpusă prin
Legea nr. 458/2002 privind calitatea apei potabile, modificată prin Legea nr. 311/2004.
Directiva 75/440/CEE privind calitatea apelor de suprafaţă folosită pentru alimentarea cu apă a
fost transpusă prin HG nr. 100/2002 pentru aprobarea Normelor privind metodele de măsurare, prelevare
a probelor şi frecvenţa de analiză a apelor de suprafaţă destinată potabilizarii şi de asemenea, prin
Ordinul ministrului apelor şi protecţiei mediului nr.377/2001 pentru aprobarea obiectivelor de referinţă
pentru calitatea apelor de suprafaţă.
Directiva 99/31/EC privind depozitarea deşeurilor a fost transpusa prin HG nr.162/2002 privind
depozitarea deşeurilor.
A fost adoptata Legea nr. 310/2004 pentru modificarea şi completarea Legii apelor nr. 107
/1996(M.O.nr.584/30.06.2004) care transpune prevederile Directivei Cadru privind Apa nr. 2000/60/CE.
A fost promovat Ordinul de ministru nr.49/2004 (M.Of. nr. 66/27.01.2004) privind aprobarea normelor
tehnice pentru protecţia mediului şi în special a solurilor, atunci când se folosesc nămoluri de la staţiile de
epurare în agricultură, care transpune prevederile Directivei nr. 86/278/CEE privind protecţia mediului şi
în special a solului, atunci când se utilizează namoluri de la epurare în agricultură.
Directiva Consiliului 91/271/CEE privind epurarea apelor uzate oraşenesti a fost transpusă în
totalitate în legislaţia româneasca prin HG 188/2002 pentru aprobarea unor norme privind condiţiile de
descărcare în mediul acvatic a apelor uzate (MO 187/20.03.2002). HG nr. 188/2002 cuprinde:
Anexa 1 – NTPA 011/2002 - “Norme tehnice privind colectarea şi evacuarea apelor uzate
oraşeneşti” prin care se transpun cerinţele directivei;
Anexa la normele tehnice NTPA 011/2002 - “Planul de acţiune privind colectarea, epurarea şi
evacuarea apelor uzate oraşeneşti” în care sunt stabilite la modul general, acţiuni, termene şi
responsabilităţi pentru activităţile de implementare a directivei;
Anexa 2 – NTPA 002/2002 - “Normativ privind condiţiile de evacuare a apelor uzate în reţelele
de canalizare ale localităţilor şi direct în staţiile de epurare”;
Anexa 3 – NTPA 001/2002 - “Normativ privind stabilirea limitelor de încărcare cu poluanţi a
apelor uzate industriale şi orăşeneşti la evacuarea în receptori naturali”.
65
Anexa 2 . VALORILE LIMITǍ DUPǍ NTPA 001
Tabelul 2.1. Valori-limită de încărcare cu poluanţi a apelor uzate industriale şi urbane evacuate în
receptori naturali
Nr.
crt. Indicatorul de calitate U.M.
Valorile limită
admisibile Metoda de analiză4)
A. Indicatori fizici
1. Temperatura1)
0
C 35 -
B. Indicatori chimici
2. pH unităţi pH 6,5-8,5 SR ISO 10523-97
Pentru Fluviul Dunărea 6,5-9,0
3. Materii în suspensie (MS)2)
mg/dm3
35,0 (60,0) STAS 6953-81
4. Consum biochimic de oxigen la 5 zile
(CBO5)
2)
mg O2/dm
3
25,0 SR EN 1899-2/2002
5. Consum chimic de oxigen - metoda cu
dicromat de potasiu (CCOCr
-
)2
mg O2/dm
3
125,0 SR ISO 6060-96
6. Azot amoniacal (NH4
+
) mg/dm3
2,0(3,0) SR ISO 5664:2001 SR ISO
7150-1/2001
7. Azot total (N) mg/dm3
10,0(15,0) SR EN ISO 13395:2002
8. Azotaţi (NO3
-
) mg/dm3
25,0(37,0) SR ISO 7890-2:2000; SR ISO
7890-3:2000 SR ISO 7890/1-98;
pentru apa de mare: STAS
12999-91
9. Azotiţi (NO2
-
)6)
mg/dm3
1 (2,0) SR EN 26777:2002; pentru apa
de mare:
STAS 12754-89
10. Sulfuri şi hidrogen sulfurat (S2-
) mg/dm3
0,5 SR ISO 10530-97 SR 7510-97
11. Sulfiţi (SO3
2-
) mg/dm3
11,0 STAS 7661-89
12. Sulfaţi (SO4
2-
) mg/dm 600,0 STAS 8601-70
13. Fenoli antrenabili cu vapori de apă
(C6H
5OH)
mg/dm3
0,3 SR ISO 6439:2001;
SR ISO 8165/1/00
14. Substanţe extractibile cu solvenţi
organici mg/dm
3
20,0 SR 7587-96
15. Produse petroliere2)
mg/dm3
5,0 SR 7877/1-95 SR 7877/2-95
16. Fosfor total (P) mg/dm3
1,0(2,0) SR EN 1189-2000
17. Detergenţi sintetici mg/dm3
0,5 SR EN 903:2003 SR ISO
7875/2-1996
18. Cianuri totale (CN) mg/dm3
0,1 SR ISO 6703/1/2-98/00
19. Clor rezidual liber (Cl2) mg/dm
3
0,2 SR EN ISO 7393-1:2002;
SR EN ISO 7393-2:2002;
SR EN ISO 7393-3:2002
20. Cloruri (Cl-
) mg/dm3
500,0 STAS 8663-70
66
21. Fluoruri (F-
) mg/dm3
5,0 SR ISO 10359-1:2001; SR ISO
10359-2:2001
22. Reziduu filtrat la 105°C mg/dm3
2.000,0 STAS 9187-84 ;
23. Arsen (As+
)3)
mg/dm3
0,1 SR ISO 10566:2001
24. Aluminiu (Al3+
) mg/dm3
5,0 STAS 9411-83
25. Calciu (Ca2+
) mg/dm3
300,0 STAS 3662-90 SR ISO 7980-97
26. Plumb (Pb2+
)3)
mg/dm3
0,2 STAS 8637-79;
27. Cadmiu (Cd2+
)3)
mg/dm3
0,2 SR ISO 8288:2002 SR EN ISO
5961:2002
28. Crom total (Cr3+
+ Cr6+
)3)
mg/dm3
1,0 SR EN 1233:2003 SR ISO 9174-
98
29. Crom hexavalent (Cr6+
) mg/dm3
0,1 SR EN 1233:2003 SR ISO
11083-98
30. Fier total ionic (Fe2+
, Fe3+
) mg/dm3
5,0 SR ISO 6332-96
31. Cupru (Cu2+
) mg/dm3
0,1 STAS 7795-80 SR ISO
8288:2001
32. Nichel (Ni2+
) mg/dm3
0,5 STAS 7987-67 SR ISO
8288:2001
33. Zinc (Zn2+
) mg/dm3
0,5 STAS 8314-87;
SR ISO 8288:2001
34. Mercur (Hg2+
) mg/dm3
0,05 SR EN 1483:2003; SR EN
12338:2003
35. Argint (Ag+
) mg/dm3
0,1 STAS 8190-68
36. Molibden (Mo2+
) mg/dm3
0,1 STAS 11422-84
37. Seleniu (Se2+
) mg/dm3
0,1 STAS 12663-88
38. Mangan total (Mn) mg/dm3
1,0 STAS 8662/1-96; SR ISO 6333-
96
39. Magneziu (Mg2+
) mg/dm3
100,6 STAS 6674-77;
SR ISO 7980-97
40. Cobalt (Co2+
) mg/dm3
1,0 SR ISO 8288:2661
1) Prin primirea apelor uzate, temperatura receptorului natural nu va depăşi 35°C.
2) Suprafaţa receptorului în care se evacuează ape uzate nu trebuie să prezinte irizaţii.
3) Suma ionilor metalelor grele nu trebuie să depăşească concentraţia de 2 mg/dm, valorile individuale fiind cele
prevăzute în tabel. În situaţia în care resursa de apă/sursa de alimentare cu apă conţine zinc în concentraţie mai
mare decât 0,5 mg/dm, această valoare se va accepta şi la evacuarea apelor uzate în resursa de apă, dar nu mai
mult de 5 mg/dm. 4)
Metoda de analiză corespunzătoare standardului indicat în tabel are caracter orientativ, alte metode alternative
putând fi folosite dacă se demonstrează că acestea au aceeaşi sensibilitate şi limită de detecţie.
67
Anexa 3- Valorile limitǎ dupǎ normativ NTPA-002
Tabelul 2.2. Indicatori de calitate ai apelor uzate evacuate în reţelele de canalizare ale localităţilor
Nr.
crt. Indicatorul de calitate U.M.
Valorile
maxime
admise
Metoda de analiză3)
1. Temperatura 0C 40 -
2. PH Unităţi pH 6,5-8,5 SR ISO 10523-97
3. Materii în suspensie mg/dm3 350 STAS 6953-81
4. Consum biochimic de oxigen la 5 zile
(CBO5)
mg O2/dm3 300 SR EN 1899 2/2002
5. Consum chimic de oxigen - metoda cu
dicromat de potasiu [CCOCr1]
mg O2/dm3 500 SR ISO 6060/96
6. Azot amoniacal (NH4+) mg/dm
3 30 SR ISO 7150-1/2001
7. Fosfor total (P) mg/dm3 5,0 STAS 10064-75
8. Cianuri totale (CN) mg/dm3 1,0 SR ISO 6703/1-98-2/00
9. Sulfuri şi hidrogen sulfurat (S2-
) mg/dm3 1,0 SR ISO 10530-97
10. Sulfiţi (SO32-
) mg/dm3 2 STAS 7661-89
11. Sulfaţi (SO42-
) mg/dm3 600 STAS 8601-70
12. Fenoli antrenabili cu vapori de apă
(C6H5OH)
mg/dm3 30 SR ISO 6439:2001;
SR ISO 8165/1/00
13. Substanţe extractibile cu solvenţi
organici
mg/dm3 30 SR 7587-96
14. Detergenţi sintetici biodegradabili mg/dm3 25 SR ISO 17875:1996 ;
SR EN 903:2003
15. Plumb (Pb2+
) mg/dm3 0,5 STAS 8637-79;
SR ISO 8288:2001
16. Cadmiu (Cd2+
) mg/dm3 0,3 SR EN ISO 5961:2002
17. Crom total (Cr3+
+ Cr6+
) mg/dm3 1,5 SR ISO 9174-98;
SR EN 1233:2003
18. Crom hexavalent (Cr6+
) mg/dm3 0,2 SR EN 1233:2003;
SR ISO 11083-98
19. Cupru (Cu2+
) mg/dm3 0,2 STAS 7795-80;
SR ISO 8288:2001
20. Nichel (Ni2+
) mg/dm3 1,0 STAS 7987-79;
SR ISO 8288:2001
21. Zinc (Zn2)
2 mg/dm
3 1,0 STAS 8314-87;
SR ISO 8288:2001
22. Mangan total (Mn) mg/dm3 2,0 SR 8662/1-96;
SR ISO 6333-96
23. Clor rezidual liber (Cl2) mg/dm3 0,5 SR EN ISO 7393-1:2002; SR
EN ISO 7393-2:2002; SR EN
ISO 7393-13:2002 1)
Valoarea concentraţiei CCOCr este condiţionată de respectarea raportului CBO5/CCO mai mare sau egal cu 0,4. 2)
Pentru localităţile în care apa potabilă din reţeaua de distribuţie conţine zinc în concentraţie mai mare de 1
mg/dm se va accepta aceeaşi valoare şi la racordare, dar nu mai mare de 5 mg/l. 3
3) Metoda de analiză corespunzătoare standardului indicat în tabel are caracter orientativ; alte metode alternative
pot fi folosite dacă se demonstrează că acestea au aceeaşi sensibilitate şi limită de detecţie.
68
9.
METODE SI MIJLOACE DE PROTECTIE A SOLULUI
9.1. Structura şi cauzele degradării solului
Solul este partea superficială a scoarţei terestre care permite dezvoltarea plantelor şi
animalelor. El s-a format de-a lungul timpului prin acţiunea îndelungată şi interdependentă a
factorilor climatici şi biotici asupra rocilor parentale. Spre deosebire de celelalte resurse naturale,
solul este limitat ca întindere şi are caracter de fixitate. O dată distrus, el nu se va mai putea
reface aşa cum a fost, pentru că nu se pot reproduce condiţiile formării lui.
Din cele 29 procente ocupate de suprafaţa terestră a globului, agricultura foloseşte numai
6,4%, dar realizează 98% din producţia agroalimentară consumată în prezent de cei 6,3 miliarde
locuitori ai planetei noastre. Numai 2% din hrană se obţine din suprafaţa ocupată de ape (71%).
Starea de fertilitate a solurilor reprezintă factorul esenţial pentru practicarea unei
agriculturi durabile şi performante şi constituie un indicator decisiv al situaţiei economico-
sociale şi al nivelului de viaţă a locuitorilor din mediul rural. Din nefericire, în ultimul timp, în
întreaga lume se constată o diminuare a interesului pentru aplicarea măsurilor ştiinţifice menite
să asigure creşterea fertilităţii solului şi să prevină degradarea terenurilor agricole si silvice.
Fertilitatea solului este dată de conţinutul în substanţe humice, respectiv în substanţe
organice provenite din descompunerea lentă a materialului de origine vegetală şi animală sub
acţiunea faunei şi florei din sol. Stratul de humus dispare dacă este antrenat de ape sau de vânt,
situaţie care apare atunci când humusul nu este bine fixat în sol, prin intermediul rădăcinilor
plantelor sau dacă apa alunecă prea energic la suprafaţa solului. Datele de specialitate arată că,
pe plan mondial, 60% din soluri au o fertilitate redusă sau foarte redusă, 29% din soluri au o
fertilitate moderată si numai 11% au o fertilitate ridicată. România dispune, în medie, cca. 0,67
ha teren agricol pe locuitor, reprezentat de soluri cu un grad moderat de fertilitate.
După informaţiile furnizate de Institutul de Cercetări pentru Pedologie şi Agrochimie,
starea de fertilitate a solului dată de conţinutul în humus, „aurul negru al pământului“, este
scăzută şi foarte scăzută pe 4.943.695 ha (50,6% din suprafaţa cartată agrochimic), în timp ce pe
3.967.027 ha (40,6%) fertilitatea solului este mijlocie şi ridicată.
Degradarea solului, prin pierderea fertilităţii, se produce fie: prin exportul de elemente
nutritive din sol o dată cu recolta, prin asanarea mlaştinilor, prin eroziunea cauzată de
despăduririle masive sau păşunatul excesiv, sau prin acidifiere sau salinizare. Poluarea solului
69
constă în schimbarea compoziţiei calitative şi cantitative, schimbare care afectează evoluţia
normală a biocenozei aferente lui.
Poluarea solului cu produse chimice este un proces de impurificare şi indirect de
degradare, cauzat de utilizarea excesivă a pesticidelor. Pesticidele, erbicidele şi fertilizanţii sunt
dăunători nu numai pentru sănătatea omului, acestea pot avea un efect nociv asupra solului prin
nimicirea faunei din sol care asigură încorporarea materiei organice în sol (bacterii, râme, alge,
ciuperci filiforme etc.). Aceste substanţe sunt utilizate în agricultură pentru a distruge toţi
dăunătorii culturilor agricole (insecte, ciuperci, buruieni, rozătoare etc.). Aspecte deosebit de
îngrijorătoare, legate de prezenţa acestor substanţe în mediile terestre, le relevă circulaţia şi
acumularea pesticidelor de-a lungul lanţurilor trofice, în vârful cărora nu trebuie să uităm că se
află şi omul. Deşi în compoziţia organismelor vegetale concentraţia medie de pesticide nu trece
de 0,1ppm (părţi per milion), în organismul animal şi al omului poate creşte până la ordinul de
sute sau mii de ori. Unele substanţe (aldrinul şi lindanul) deşi sunt netoxice pentru om, sunt
foarte toxice pentru păsări sau albine şi pot cauza chiar moartea lor.
9.2. Efecte economice şi sociale ale degradării solului
Criza economică şi energetică, modul de realizare a reformelor în agricultură cu apariţia
multor proprietari lipsiţi de echipamentele necesare şi cunoştinţele de specialitate, păstrarea
schemelor tehnologice vechi cu reducerea drastică a cantităţilor de îngrăşăminte (organice şi
minerale), uzarea sistemelor de irigaţie, au condus nu numai la o scădere dramatică a producţiei,
dar şi la intensificarea procesului de depreciere a solurilor.
Reforma agrară a schimbat radical structura şi modul de utilizare a pământului, a generat
o varietate mare de forme de proprietate şi de gospodărire, a pulverizat fondul funciar cu
destinaţie agricolă în parcele mici. Distribuirea cotelor de terenuri agricole, fără organizarea
antierozională a teritoriului, din deal în vale a condiţionat intensificarea proceselor de degradare
în deosebi prin eroziunea de suprafaţă a solurilor.
Degradarea capacităţii productive a solurilor în urma supraexploatărilor agricole, din
ultimii 50 ani de ani, s-a manifestat prin intensificarea proceselor de eroziune prin: alunecări de
teren, deficit de humus, insuficienţă de fosfor mobil, salinizare, exces periodic de umiditate,
colmatarea depresiunilor cu depozite de soluri slab humifere, decopertări de straturi fertile ş.a.
Eroziunea cuprinde 33% din terenurile agricole. Suprafaţa solurilor erodate creşte în
medie cu 0,5-1,0% anual, ceea ce va face în următorii 50 ani ca 20-40% din stratul cel mai fertil
să se piardă. Prejudiciile anuale echivalează cu 2000 ha cernoziomuri cu profil întreg. Efectele
dăunătoare ale eroziunii se extind şi asupra altor sfere: înnămolirea iazurilor şi a altor bazine
acvatice, poluarea solurilor din depresiuni şi a apelor freatice cu pesticide şi îngrăşăminte
70
minerale, spălate de pe versanţi, distrugerea căilor de comunicaţii, a construcţiilor hidrotehnice
ş.a.
Excavările învelişului de sol din exploatările carierelor, până în 1990, nu erau însoţite de
lucrări de recultivare a terenurilor; s-au distrus 5000 ha terenuri agricol. În ultimii 20-25 ani
pierderile irecuperabile de soluri (avariate, distruse de alunecări şi excavări) se ridică la 78,8 mii
ha sau 3% din terenurile agricole.
Rezerva mică şi foarte mică de humus în soluri este o problemă esenţială în dezvoltarea
agriculturii ecologice. Solurile cu deficit de humus constituie 40,6% din terenurile agricole.
Există riscul ca şi în următoarele decenii conţinutul humusului în terenurile arabile să scadă în
medie cu 10-25%, ceea ce va afecta substanţial calităţile fizice şi microbiodiversitatea solurilor.
Pierderile anuale din această cauza se estimează la 10% din recoltă.
Epuizarea rezervelor de fosfor mobil în sol poate fi acoperită numai cu îngrăşăminte
fosfatice. Solurile cu deficit de fosfor ocupă 30% din terenurile agricole. Lipsa îngrăşămintelor
face ca ponderea acestor categorii de terenuri şi pierderile de recoltă (20%) să crească.
Desfundarea solurilor pe o suprafaţă de 546 mii ha (21% din terenurile agricole) pentru
plantaţiile pomiviticole a condus la perturbarea stratificării naturale şi scoaterea la suprafaţă a
păturilor slab humificate cu conţinut ridicat de carbonaţi. Fertilitatea acestor terenuri, utilizate
ulterior pentru culturi de cîmp, este cu 10-20% mai mică în comparaţie cu cea a solurilor similare
nedesfundate.
Poluarea terenurilor agricole se păstrează, deşi aplicarea îngrăşămintelor chimice la
hectar între 1991-1998 s-a micşorat de 4,3 ori. A crescut concomitent de 2 ori gradul de poluare
biologică a solului din intravilanul localităţilor din cauza lipsei sistemelor funcţionale de
îndepărtare şi utilizare a deşeurilor menajere şi zootehnice.
În ultimii 10-12 ani a avut loc deformarea asolamentelor de câmp, micşorarea cotei
culturilor leguminoase în asolamente de 4-5 ori, micşorarea volumului de aplicare a
îngrăşămintelor minerale de 15-20 ori, celor organice de 10-15 ori. Toate acestea au condus la
formarea unui bilanţ negativ a humusului şi elementelor nutritive în sol. Ca rezultat are loc
degradarea fizică, chimică şi biologică, micşorarea productivităţii solurilor, acutizarea sărăciei
prin:
pierderile ireversibile ca rezultat al spălării de pe versanţi a solului fertil;
pierderile ireversibile ca rezultat al distrugerii solurilor de alunecări şi ravene
costul pierderilor de producţie agricolă.
71
9.3. Manifestari specifice in poluarea solului
Solul este, de şi nu pare la prima impresie un organism viu, în care se desfăşoară o viaţă
intensă şi în care sa stabilit un anumit echilibru biologic.
In aceste condiţii, prevenirea poluării solului şi sporirea fertilitatii lui este una din
condiţiile esenţiale pentru menţinerea vegetaţiei şi faunei şi pentru asigurarea unei producţii
vegetale necesare animalelor şi oamenilor.
Poluarea solului şi efectul acestei poluări diferă de la o ţară la alta în funcţie de condiţiile
specifice fiecărei ţări, precum şi în funcţie de politica statului respectiv faţă de problemele
poluării, de legile existente. Deasemenea un rol important în menţinerea calităţii solului îl are
preocuparea pentru tratarea rezidurilor, modul cum acestea sunt depozitate, tipurile de deşeuri
eliminate de diverse ramuri industriale şi nu în ultimul rând modul cum se folosesc
îngraşămintele chimice , pesticidele, etc.
Cauzele principale ale poluării solului pot fi grupate astfel :
descărcarea pe sol a rezidurilor solide menejere provenite din gospodăriile individuale,
pieţe agroalimentale, din higienizarea străzilor, etc.;
tratarea solurilor utilizate pentru agricultură cu diverse substanţe chimice: îngrăşaminte,
pestide, etc.;
depozitarea pe sol a diverselor reziduri solide sau semisolide provenite din industrie,
minerit, combinatele de creştere a animalelor, etc.
Un mare pericol îl constituie poluarea solului cu agenţi poluanţi contaminaţi, proveniţi
din surse ce conţin agenţi microbieni virotici, protozoare intestinale, etc. ( în mare parte
provenite din deşeurile unităţilor sanitare ) .
Solul acţionează ca un receptor şi rezervor pentru diferite substanţe depuse pe el.
Rezidurile solide şi semisolide din industria petrolieră, a cauciucului, îngrăşaminte chimice,
prelucrarea minereurilor, industria siderurgică, etc., incorect depozitate, poluează solul cu
substanţe toxice cum ar fi : metale şi oxizi ai metalelor, hidrocarburi, fenoli, reziduri chimice etc.
Numeroase sunt substanţele chimice de natură organică sau anorganică, în stare prăfoasă,
ce sunt eliminate în atmosferă o dată cu gazele de ardere din cuptoarele industriale sau ca urmare
a unor procese tehnologice şi care se depun lent pe sol mai aproape sau mai departe de sursa
emiţătoare, în funcţie de curenţii de aer şi densitatea particulelor, contaminând astfel solul.
72
Substanţele radioactive ( praful radioactiv produs o dată cu explozia nucleara sau o data
cu un accident nuclear, deşeurile radioactive transportate şi depozitate în condiţii
necorespunzătoare) ajung pe sol şi se acumulează. Se apreciază astăzi că radioactivitatea solului
datorat produselor de fuziune depuse pe sol, reprezintă intre 10% şi 30 % din valoarea
radioactivităţi naturale a solului.
Se ştie că pesticidele frecvent utilizate astăzi în agricultură pentru combaterea
daunătorilor culturilor persistă mult în sol în funcţie de natura lor chimică şi de caracteristicile
fizico-chimice ale mediului ambiant. Sunt unele substanţe care se hidrolizează în prezenţa unui
pH acid, altele se descompun sub acţiunea luminii sau sunt degradate de acţiunea
microorganismelor. Descompunerea substanţelor active din pesticide este realizată şi de unele
bacterii, de actimonicete, ciuperci şi chiar de unele plante superioare. Unele insecticide
organoclorurate cum ar fi : DDT, Aldrin, Deldrin, Lindan, Heptaclor, au o persistenţă mai mare
în solurile aerate, iar în condiţii de anaerobioză degradarea este favorizată.
Pesticidele reprezintă şi un factor de stres pentru fauna şi flora edafică. Populaţia
microbiană a solului este formată din numeroase grupe de microorganisme, fiecare având rolul
sau ecologic. Sensibilitatea lor la pesticide fiind diferită, folosirea unor substanţe chimice duce
la modificarea raportului între acestea cu repercursiuni negative asupra calităţii şi fertilităţii
solului.
Fauna solului este afectată mai puţin de ierbicide şi mai puternic de insecticidele
introduse în sol. Erbicidele au un efect inhibitor faţă de rotiferi ( clasa viermilor de apă ) prin
suprimarea algelor care servesc acestora drept hrană.
Aplicarea unor doze neraţionale de îngraşăminte chimice constituie o sursă importantă de
poluare a solului, pentru că determină o acţiune toxică asupra microflorei din sol, eutrofizează
apele şi determină acumularea în vegetaţie a unor elemente peste limita admisă. Poluarea solului
are loc în acest caz ca urmare a excesului în sol a unor substante cum ar fi: N, P, K, Ca, Mg, S,
Zn, etc., care provoacă simptome specifice, adică distrugerea clorofilei din celule şi îngălbenirea
frunzelor plantelor.
Cea mai vizibilă zona a solului poluată este cea din jurul marilor aglomerări urbane
puternic industrializate. Terenurile agricole şi pădurile din jurul marilor centre industriale sunt
supuse permanent unor intense poluări, astfel că în majoritatea cazurilor, producţiile agricole pe
aceste suprafeţe au fost tot mai mici şi din păcate sunt cazuri când aceste suprafeţe datorită
poluării a trebuit să fie scoase total din circuitul agricol.
73
Aşa cum am mai specificat, poluarea solului se datorează în mare parte noxelor emante
în atmosferă către agenţii economici care nu sunt preocupaţi de problema protejării mediului
ambiant. In acelaşi timp rezidurile de diverse, produse atât de industrie, agricultură, precum şi
cele casnice, reziduri care sunt transportate neglijent şi depozitate în zone neamenajate acestui
scop pot produce mari daune mediului înconjurător.
Rezidurile industriale sau casnice, indiferent că sunt solide sau lichide, o dată depuse pe
sol constituie un factor poluant însemnat, ţinând seama de natura substanţelor şi cantitatea mare a
acestora.
9.4. Metode şi mijloace de protecţie a solului
Măsurile prioritare de conservare a solului vor cuprinde
efectuarea de lucrări agricole cu utilaje şi maşini, de asolamente;
utilizarea unor procedee agricole cu impact redus asupra mediului;
practicarea unei agriculturi organice;
elaborarea unui proiect de lege privind conservarea solului, după modelul ţărilor
europene;
aplicarea mecanismelor economice de prevenire a degradării solului;
perfecţionarea actelor normative în vigoare privind obligaţiile persoanelor care
efectuează lucrări ce conduc la degradarea stratului fertil al solului, cu definirea clară
a responsabilităţilor pentru restabilirea fertilităţii lui;
elaborarea unei hărţi naţionale a terenurilor degradate;
stimularea restabilirii fâşiilor forestiere de protecţie şi aplicării de măsuri
antieroziune;
reglementarea exploatării păşunilor;
reglementarea exploatării pădurilor;
intensificarea eforturilor de reîmpădurire;
optimizarea modului de ocupare a terenurilor;
revenirea la practica de rotaţie a culturilor.
În România protecţia solului se poate realiza prin dezvoltarea unei agriculturi ecologice,
care să nu afecteze componentele mediului şi să dea, în acelaşi timp, produse de calitate. În acest
sen trebuie înlocuită treptat combaterea chimică a dăunătorilor cu cea biologică, trebuie evitată
practica monoculturilor şi trebuie luate toate măsurile ce se impun pentru ameliorarea solurilor
degradate, fără a omite necesitatea reîmpăduririlor şi optimizării modului de depozitare a
diverselor deşeuri şi reziduuri industriale.
74
Anexa 3. Ordinul 756/97 “Reglementari privind evaluarea poluarii mediului”
Compusi anorganici din sol (mg/kg substanta uscata)
Urme de
element
Metoda de analiza Valori
normale
Praguri de alerta
Tipuri de folosinta
Praguri de interventie
Tipuri de folosinta
Sensibile Mai putin
sensibile
Sensible Mai putin
sensibile
Antimoniu SR EN 11885-09 5 12,5 20 20 40
Argint SR EN 11885-09 2 10 20 20 40
Arsen SR EN 11885-09 5 15 25 25 50
Bariu SR EN 11885-09 200 400 1000 625 2000
Bor solubil SR EN 11885-09 1 2 5 3 10
Cadmiu SR EN 11885-09 1 3 5 5 10
Cobalt SR EN 11885-09 15 30 100 50 250
Crom total SR ISO 11047-99 30 100 300 300 600
Crom(6+) SR ISO 11083-98 1 4 10 10 20
Cupru SR ISO 11047-99 20 100 250 200 500
Mangan SR ISO 11047-99 900 1500 2000 2500 4000
Mercur SR EN 1483-03
SR ISO 11466-99
0,1 1 4 2 10
Molibden SR EN 11885-09 2 5 15 10 40
Nichel SR ISO 11047-99 20 75 200 150 500
Plumb SR ISO 11047-99 20 50 250 100 1.000
Seleniu SR EN 11885-09 1 3 10 5 20
Staniu SR EN 11885-09 20 35 100 50 300
Vanadiu SR EN 11885-09 50 100 200 200 400
Zinc SR ISO 11047-99 100 300 700 600 1500
Cianuri libere
ISO 11262- 03 <1 5 10 10 20
Cianuri complexe ISO 11262- 03 <5 100 200 250 500
Fluor SR ISO 8165/1-00 - 150 500 300 1000
Sulfuri SR ISO 10530/1-97 - 200 400 1000 2000
Sulfati SR ISO 11048-99 - 2000 5000 10000 50000
75
(Continuare Anexa 3. Ordinul 756/97 “Reglementari privind evaluarea poluarii mediului”)
Compusi organici din sol (mg/kg substanta uscata)
Urme de element Metoda standard
utilizata
Valori
normale
Praguri de alerta
Tipuri de folosinta
Praguri de interventie
Tipuri de folosinta
Sensibile Mai putin
sensibile
Sensible Mai putin
sensibile
Fenol SR ISO 8165/1-00
<0,02 5 10 10 40
Cresol SR ISO 8165/1-00 <0,05 2,5 5 5 10
Hidrocarburi din
petrol
SR 7877/2-95
ISO14507-03
<100 200 1000 500 2000
Hidrocarburi
aromatice
mononucleare
-benzen
-etilbenzen
-toluen
-xilen
SR ISO 11423/2 –00
<0,01
<0,05
<0,05
<0,05
0,25
5
15
7,5
0,5
10
30
15
0,5
10
30
15
2
50
100
25
Hidrocarburi
aromatice
policiclice total
din care:
- naftalina
- fluorantren
-benz fluoranten
-benz(ghi)perilen
-benz(a)piren
-indeno(1,2,3-
cd)piren
-fenanten
-antracen
-piren
-crisen
SR ISO 13877 –99
<0,1
<0,02
<0,02
<0,02
<0,02
<0,02
<0,02
<0,05
<0,05
<0,5
<0,02
7,5
2
5
2
5
2
2
2
5
5
2
25
5
10
5
10
5
5
5
10
10
5
15
5
10
5
10
5
5
5
10
10
5
150
50
100
50
100
50
50
50
100
100
50
Clorbenzeni total SR EN ISO 6468 -00 <0,1 5 10 10 30
Clorfenoli total SR ISO 12673- 02
<0,02 2,5
5 5 10
Total bifenili
policlorurati
(PCB)
SR EN ISO 6468-
2000
<0,01 0,25 1 1 5
(PCB)
PCB 28
PCB 52
PCB 101
PCB 118
PCB 138
PCB 153
PCB 180
SR EN ISO 6468- 00
<0,0001
<0,0001
<0,0004
<0,0004
<0,0004
<0,0004
<0,0004
0,002
0,002
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,01
0,01
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,05
0,05
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
Total pesticide
organoclorurate
SR EN ISO 6468 -00 <0,2 1 2 2 5
Total pesticide
triazinice
SR EN ISO 11369-
04
<0,1 1 2 2 5
76
BIBLIOGRAFIE
1. BERCA, M., 1998- Strategii pentru protectia mediului si gestiunea resurselor, Ed. Grand,
Bucuresti, 205 p.
2. BONNEFOUS, E, 1990- Reconcilier l’homme et la nature, Presses Universitaires de France,
Paris, 255 p.
3. BOTNARIUC, N.; VADINEANU, A., 1982- Ecologie, Ed. Didactica si pedagogica,
Bucuresti, 672 p.
4. CIOLEA D.I. & DUMITRESCU I. – Poluarea si protectia mediului. Lucrari de laborator, Editura
Universitas, Petroşani, 2011
5. COMMONER, B., 1980- Cercul care se inchide, Ed. Politica, Bucuresti, 300 p.
6. CROGNIER, E., 1994- L’ecologie humaine, Presses Universitaires de France, Paris, 124 p.
7. DISINGER, J.F.; MONROE, M.C., 1994- Defining EE, School of Natural Resources and
Environment, Univ. of Michigan, 40 p.
8. DORST, J., 1978- Avant que nature meure, Delachaux et Niestle, Neuchatel, Elvetia, 545 p.
9. DUMITRESCU I. – Ecologie generala, Editura Universitas, Petroşani, 2003
10. ENGLESSON, D.C.; YOCKERS, D.H., 1994- A guide to curriculum planning in
environmental education, Wisconsin Departament of Public Instruction, Milwaukee, USA.
167 p.
11. FRANK, J.; ZAMM, M., 1994- Urban EE, School of Natural Resources and Ennvironment,
Univ.of Michigan, 48 p.
12. GILLMAN, M., 1993- Biological conservation, The Open University, WaltonHall, USA,
127 p.
13. GIRARDET, h., 1996- The Gaia Atlas of “CITIES”. New directions for sustainable urban
living, Gaia Books Ltd, Lobdra, Marea Britanie, 191 p.
14. MANIU MARIA - Ecologie si protecţia mediului, Universitatea Bioterra Bucuresti, 2004
15. MARTON, A., 1994- Ecologie aplicata, protectia mediului inconjurator, Ed. Societatii pentru
Protectia Omului si a Mediului Inconjurator, Timisoara, 304 p.
16. MEADOWS, D.H.; MEADOWS, D.L.; RANDERS, J., 1995- Beyond the limits, global
collapse or a sustainable future, Earthscan Publications Ltd, Londra, Marea Britanie, 300 p.
17. MOHAN, G.; ARDELEAN, A., 1993- Ecologie si protectia mediului, Ed. Scaiul, Bucuresti,
349 p.
18. MYERS, N., 1993- The Gaia Atlas of Planet Management, Gaia Books Ltd, Londra, Marea
Britanie, 272 p.
19. RAMADE, F., 1981- Ecologie des ressources naturelles, Mason, 309 p.
20. RUSU T. - Protectia mediului industrial, Cluj Napoca, 2009
21. STUGREN, B.; KILLYEN, H., 1975- Ecologie- probleme generale si de tehnologie
didactica, Ed. Didactica si Pedagogica., Bucuresti, 207 p.
22. STUGREN, B.,1994- Ecologie teoretica, Ed. Sarmis, Cluj, 187 p.
23. TUFESCU, V.; TUFESCU, M., 1981- Ecologia si activitatea umana, ED. Albatros,
Bucuresti, 405 p.
24. TYLER-MILLER, G., 1988- Environmental science, an introduction, Wadsworth Inc,
California, USA, 407 p.
25. TYLER-MILLER, G., 1996- Living in the environment, Wadsworth Publishing Company,
USA, 725 p.
Materialele cuprinse în acest suport de curs nu constituie lucrări de cercetare științifică și nu
revendică originalitatea. Ele au ca scop exclusive prezentarea unor cunoștințe existente, servind
procesului didactic!