CUPRINS

1. Problema deşeurilor sub aspect economic şi ecologic.........................................1

2. Clasificarea şi caracterizarea deşeurilor...............................................................3

2.1. Deşeuri miniere…………………………………………………………... 3

2.2. Deşeuri din industria metalurgică şi energetică…………………………...4

2.3. Deşeuri de producţie……………………………………………………....4

2.4. Deşeuri din construcţii şi demolări……………………………………......5

2.5. Deşeuri agrozootehnice…………………………………………………....5

2.6. Deşeuri periculoase......................................................................................7

2.7. Deşeuri radioactive......................................................................................7

3. Mecanisme ale digestiilor....................................................................................8

3.1. Microorganismele şi rolul lor în digestia deşeurilor....................................8

3.2. Biotransformările deşeurilor biodegradabile...............................................9

4. Aplicaţii..............................................................................................................10

Bibliografie............................................................................................................13

1. Problema deşeurilor sub aspect economic şi ecologic

Deşeurile apar ca rezultat al activităţii omului, iar reciclarea, tratarea şi depozitarea lor reprezintă una dintre cele mai actuale probleme economice şi ecologice ale societăţii contemporane.

Societatea umană are ca sursă primordială de existenţă munca, în al cărei proces omul transformă materii prime sau produse de nivel calitativ inferior în produse de nivel calitativ superior. Pentru aceasta el are nevoie de energie. Obligatoriu însă din această activitate apar produse secundare, inutile, de cele mai multe ori toxice. Aceste deşeuri, noxe, poluanţi pun în pericol, prin acumulare, nu numai activitatea creatoare de bunuri, ci chiar confortul şi sănătatea speciei umane.

Actualul flux de materiale este nedurabil, datorită distrugerii ambientale, extracţiei, prelucrării şi depozitării deşeurilor. Cererea de produse din lemn şi hârtie, de exemplu, continuă să se răsfrângă asupra pădurilor având consecinţe ambientale grave. Tăierile realizate pentru obţinerea produselor din lemn ameninţă peste 70% din pădurile virgine mari rămase pe planetă, iar în multe părţi ale lumii, plantaţiile forestiere cu o singură specie au înlocuit codrii seculari, ceea ce a redus diversitatea speciilor, făcând necesară aplicarea insecticidelor. Pădurile sănătoase asigură servicii vitale în cadrul ecosistemelor: de pildă stăvilesc eroziunea, acumulează apa pe care o furnizează în anotimpurile secetoase şi reglează regimul pluviometric. Pădurile reprezintă habitatul unei game diverse de organisme vegetale şi animale, găzduind peste 50 % din speciile de pe glob.

Unităţile miniere folosesc chimicale toxice, ca: cianură, mercur şi acid sulfuric pentru a separa metalul din minereu. Sterilul, respective restul de minereu îmbibat cu substanţe toxice care rămâne după separarea metalului, este descărcat, adesea, direct în lacuri sau râuri, cu consecinţe devastatoare. Proporţii catastrofale au luat deversările industriale în râul Rein; în lacurile din America s-au acumulat munţi de deşeuri industriale şi doar măsurile excepţionale au permis ameliorarea situaţiei ecologice.

Activitatea industrială din secolul XX a fost însoţită de transferarea către ambient a milioane de tone de plumb, zinc şi cupru; emisiile industriale globale de plumb depăşesc acum nivelurile naturale de 27 de ori. Impactul acestei poluări este grav: ca urmare a contaminării cu metale grele, de exemplu, vegetaţia lipseşte pe o rază de 15 km în jurul vechilor topitorii din fosta Uniune Sovietică. Expunerea la mercur, larg răspândiră printre mineri, măreşte riscul cancerului şi poate afecta rinichii şi sistemul nervos, iar plumbul – o substanţă neuro toxică – este cunoscut şi prin faptul că afectează dezvoltarea intelectuală a copiilor.

Depozitarea necondiţionată a deşeurilor industriale constituie o problemă globală. Aproape două treimi din deşeuri sunt depozitate în locuri neamenajate, iar un sfert din acestea sunt deversate în ocean. Tratarea cu neglijenţă a reziduurilor industriale are urmări medicale, ambientale şi economice teribile în multe regiuni ale lumii. Se spune că

1

un sfert din populaţia Rusiei, de exemplu, trăieşte în zone unde poluarea depăşeşte de 10 ori nivelul admis. În Statele Unite circa 40 000 amplasamente au fost catalogate ca locuri cu deşeuri periculoase.

Dezvoltarea industrială şi ridicarea standardelor de viaţă a unei părţi a populaţiei a impus utilizarea unor substanţe chimice periculoase pentru om, vieţuitoare şi mediu. Deşeurile periculoase sunt formate, în cea mai mare parte, în industria chimică, rafinării, industria metalurgică, ateliere auto, benzinării etc. Chimia modernă a pus în folosinţă noi chimicale sintetice, adesea cu consecinţe necunoscute, care nu sunt atât de omniprezente pe cât sunt de persistente. Produşii organici persistenţi (POP), printre care se numără pesticidele, materiile plastice, dioxina etc.,se menţin activ în mediu mulţi ani. Deoarece se degradează încet, POP se adună în ţesuturile grase când trec în lanţul alimentar, provocând perturbări în sistemele endocrin şi reproducător.

Cele mai importante volume de deşeuri toxice în ţările UE revin Germaniei, Franţei şi Angliei (42 mln. t/an). Rusiei îi revin circa 20 mln. t/an, iar celorlalte ţări ale Europei Centrale şi de Est (ECE), cât şi Noilor State Independente (NSI) – încă 10 mln. t/an.

Deşeurile solide menajere de asemenea provoacă o gamă de probleme specifice. Cantitatea de deşeuri solide produsă de ţările dezvoltate este foarte mare (430 – 800 kg/an pe cap de locuitor) şi în continuă creştere. În ţările în curs de dezvoltare acest material este deversat, adesea, în locuri din apropierea oraşelor sau pe raza unor periferii aglomerate, unde face să prolifereze şobolanii şi insectele transmiţătoare de diferite boli parazitare. În ţările industrializate deşeurile menajere solide, de obicei, sunt îngropate sau incinerate, având urmări ambientale. De exemplu, dacă nu sunt căptuşite bine gropile de gunoi permit scurgeri descendente care contaminează sursele de apă subterane, iar prin putrezirea materiei organice se formează metan – un gaz de seră cu o capacitate de încălzire globală de 21 de ori mai mare decât al dioxidului de carbon.

Doar în ultimii ani viteza de creştere a cantităţilor de deşeuri pe cap de locuitor a început să scadă în ţările dezvoltate, pe de o parte datorită campaniilor de informare a populaţiei (conştientizarea necesităţii reducerii, refolosirii şi reciclării) şi pe de altă parte, datorită costurilor în continuă creştere a depozitelor de deşeuri. Azi în ţările dezvoltate se acumulează în jurul a 800 – 1000 kg deşeuri pe cap de locuitor anual..

Gestionarea corectă a deşeurilor, care prin natura lor reprezintă atât o sursă de poluare, cât şi un izvor de materii prime seculare, trebuie realizată în mod integrat, cu înţelegerea consecinţelor pe termen lung a deciziilor adoptate. În legătură cu aceasta, tendinţele actuale privind abordarea problemei deşeurilor trebuie să ţină cont de următoarele aspecte:

- micşorarea cantităţii de deşeuri;- evitarea poluării mediului.

2

Din experienţa altor ţări s–a constatat că una din modalităţile de reducere a cantităţilor de deşeuri generate este înlocuirea taxelor fixe cu taxele pe unitate de volum sau masă. Această măsură va stimula şi recuperarea de la populaţie a materialelor reciclabile. În acest context va apărea o tendinţă normală de reducere a cantităţilor de deşeuri depozitate, va necesita introducerea colectării separate a deşeurilor de la populaţie. Materialele utile din deşeuri reprezintă o sursă valoroasă care nu trebuie irosită.

Dezvoltarea economică şi socială durabilă fără deteriorarea calităţii mediului impune un management adecvat al deşeurilor fără epuizarea resurselor naturale.

Preocupările la nivel global privind eliminarea finală a deşeurilor şi conceptul unei societăţi durabile sunt din ce în ce mai pregnante. Există un consens general privind resursele limitate ale planetei şi creşterile continue ale costurilor gestiunii deşeurilor.

2. Caracterizarea şi clasificarea deşeurilorÎn literatura de specialitate noţiunea de deşeu este prezentă sub diverse denumiri:

deşeuri solide urbane şi industriale, reziduuri menajere, stradale şi industriale, gunoi menajer şi stradal, rebuturi, refuzuri etc.

După destinaţie deşeurile constituie două subgrupe: recuperabile şi irecuperabile, iar după origine pot fi grupate de asemenea în două subgrupe: rebuturi şi reziduuri.

Rebut poate fi o maşină, un utilaj sau un produs care nu mai poate fi folosit direct.Reziduuri sunt materiile prime, materiale sau produse care sunt respinse în cursul

unei fabricaţii sau a unor acţiuni umane (menaj, comerţ, ramuri industriale, agroalimentare etc.).

Ca aspect fizic, reziduurile pot fi solide, lichide sau gazoase.Din punct de vedere al naturii şi locurilor de producere deşeurile se clasifică

astfel: deşeuri miniere; deşeuri din industria metalurgică şi energetică; deşeuri de producţie; deşeuri din construcţii şi demolări; deşeuri municipale şi nămol orăşenesc; deşeuri agrozootehnice; deşeuri periculoase; deşeuri radioactive.

2.1. De şeuri miniere Deşeurile din minerit provin din prospecţia, extracţia, tratarea şi depozitarea

mineralelor.

3

Este cel mai mare flux de deşeuri, având 29% din cantitatea totală de deşeuri generată în statele din zona economică europeană. Aproximativ 50% din materialul extras în activităţile de minerit devine deşeu. Acest tip de deşeu este format din sol, steril, rocă, deşeuri de la prosecarea minereului, inclusiv apă, substanţe chimice şi resturi de material

Cele două surse principale de îngrijorare în legătură cu deşeurile din minerit sunt volumul mare în care sunt produse şi potenţialul ridicat ca substanţe periculoase să fie

incluse în fluxul de deşeuri. Prezenţa sulfurilor şi în special a piritei declanşează procesul

de alterare cu formarea de H2SO4 şi care contribuie în bună măsură la poluarea solului şi a apelor din zonele învecinate. Zone mari de teren sunt utilizate pentru depozitarea acestora şi această activitate are potenţialul de a polua mediul dacă nu este controlată corespunzător.

2.2. Deşeuri din industria metalurgică şi energeticăDeşeurile din industria metalurgică şi energetică sunt reprezentate prin zguri,

cenuşă, nămoluri, prafuri. Aceste deşeuri pot conţine metale grele la care se adaugă sulfuri şi cloruri solubile care pot polua uneori intens mediul înconjurător. De asemenea praful foarte fin poate produce o poluare intensă a solurilor din jur. Cenuşa şi zgura pot fi reciclate în domeniul construcţiilor.

2.3. Deşeuri de producţieDeşeurile industriei producătoare includ multe fluxuri diferite de deşeuri ce

provin dintr-o gamă largă de procese industriale, în special din: producţia de metale de bază, alimente, băuturi şi produse din tutun, lemn şi produse din lemn, precum şi produsele din hârtie.

S-a estimat că peste 33 de milioane de tone de deşeuri industriale au fost generate în Europa în 1998, cu tendinţă crescătoare, în ciuda eforturilor de combatere a acestei tendinţe.

Industria producătoare joacă un rol cheie în prevenirea şi reducerea generării deşeurilor, căci producţia de astăzi se va transforma în deşeurile de mâine. Producătorii pot obţine acest lucru prin:

Analizarea din etapa de proiectare a impactului produselor lor de-a lungul perioadei de utilizare;

Folosind procese de producţie care minimizează folosirea materiilor prime şi consumul de energie;

Eliminând sau reducând acolo unde este posibil folosirea substanţelor sau materialelor periculoase pentru sănptate sau mediu;

Fabricând produse astfel încât ele să dureze mai mult şi să fie reciclabile sau reutilizabile la sfârşitul duratei de viaţă.

Politicile UE şi ale guvernelor statelor membre exercită o presiune crescândă asupra sectorului industrial să ia în considerare aceste recomadări.

4

2.4. Deşeuri din construcţii şi demolări Ele provin din activităţi precum construcţia de clădiri şi obiective de

infrastructură, demolarea totală sau parţială a clădirilor sau a obiectivelor de infrastructură, construcţia şi întreţinerea căilor rutiere.

Reprezintă aproximativ 25% din totalul deşeurilor generate în UE. În compoziţia sa intră numeroase materiale, precum beton, cărămizi, lemn, sticlă, metale, plastic, solvenţi, azbest şi sol excavat, (figura 1) dintre care multe pot fi reciclate într-un mod sau altul.

Figura 1. Compoziţia deşeurilor din construcţii şi demolari, în UE.

Sunt în special depozitate pe rampa de deşeuri, incinerate şi reciclate, unele ţări obţinând procente de reciclare de până la 80%.

Acest tip de deşeuri poate fi o resursă pentru reciclare şi refolosire în industria construcţiilor, fiind identificat ca flux de deşeuri prioritar de către Uniunea Europeană. Datorită cantităţilor foarte mari de deşeuri din construcţii şi demolări, ele pot ocupa spaţii valoroase în incinta depozitelor de deşeuri. De asemenea, dacă nu sunt separate la sursă, ele pot conţine urme de deşeuri periculoase. Totuşi, ele pot constitui o resursă preţioasă iar tehnologia separării şi recuperării deşeurilor din construcţii şi demolări este bine pusă la punct, uşor accesibilă şi în general necostisitoare. Cel mai important, există o piaţă pentru folosirea pietrişului rezultat din deşeurile de construcţii şi demolări la construcţia căilor rutiere, sistemelor de drenaj şi alte proiecte de construcţii.

2.5. Deşeuri municipale şi nămol orăşenescDeşeurile municipale reprezintă atât deşeurile menajere cât şi deşeurile

voluminoase, colectate separat şi deşeurile rezultate de la curăţirea spaţiilor publice (deşeuri din parcuri, din pieţe, deşeuri stradale). Termenul de ‘deşeuri menajere’ face referinţă doar la deşeurile provenite din activităţile casnice sau asimilabile cu acestea,

5

colectate în amestec sau selectiv, dar şi cele asimilabile cu acestea (care prezintă compoziţie şi proprietăţi similare) generate în instituţii, industrie, comerţ, sectorul public sau administrativ.

Termenul de ‘nămol orăşenesc’ se referă la nămolul rezidual de la instalaţiile de tratare a apelor uzate urbane şi menajere şi nămolul rezidual de la fosele septice şi alte instalaţii similare de tratare a apelor menajere.

Există multe impacturi potenţiale asociate cu depozitarea deşeurilor, inclusiv cu generarea levigatului şi a gazelor (cu puternic efect de seră), mirosurilor, insectelor, paraziţilor şi modului de folosire a terenurilor în cazul depozitelor de deşeuri.  

Analiza calitativă şi cantitativă a deşeurilor municipale reprezintă un element cheie pentru realizarea unui program de gestiune a deşeurilor. Fără informaţii referitoare la situaţia existentă la un moment dat, precum şi la tendinţele viitoare, nu pot fi conturate decizii referitoare la recuperarea materialelor şi a energiei sau în scopul depozitării controlate.

Analiza calitativă a deşeurilor se face prin urmărirea unor indici de calitate: greutate volumetrică, compoziţie după granulaţie, compoziţie după sortiment, conţinut de umiditate, conţinut de substanţe organice, putere calorică.

Analizând compoziţia fizică a deşeurilor menajere se constată că ea este extrem de eterogenă şi variază după anumiţi indicatori (nivel de trai, grad de civilizaţie, mediu de viaţă, evoluţie tehnico-ştiinţifică) (tabelul 1.).

Tabelul 1. Compoziţia deşeurilor menajere de la populaţie

Compoziţia Bucureşti(2001)

%

Timişoara(1999)

%

Braşov(2001)

%

RmVâlcea(2000)

%

Piteşti(2002)

%Hârtie, carton 19,46 15,72 8,37 4,4 10,68

Sticlă 7,88 6,55 4,10 2,6 4,35Metale 3,88 2,88 2,37 1,6 1,83Plastic 12,95 14,13 10,34 4,5 9,85Textile 3,36 4,80 4,99 2,6 2,30

Biodegradabile 48,84 30,07 65,68 71,70 68,20Altele 3,63 25,85 4,15 12,6 2,79Total 100 100 100 100 100

Principalele componente ale deşeurilor menajere sunt reprezentate de: hartie, materiale plastice, metale, cauciuc, textile, resturi alimentare, sticlă, moloz, resturi vegetale de grădină, diverse. O reprezentare a acestora se află în tabelul 2.

6

Tabelul 2. Compoziţia procentuală medie a deşeurilor menajere în 1998 şi 2002

Componente 1988 2002% kg/loc.an % kg/loc.an

Hârtie, carton 13 34 11 39Sticlă 6 16 5 18Metale 5 13 5 18Plastic 9 24 10 35Textile 6 16 5 18

Biodegradabile 53 139 51 179Altele 8 21 13 46Total 100 263 100 352

Din punct de vedere chimic în deşeurile menajere sunt prezente atât componente organice cât şi componente anorganice, clasificate astfel: substanţe celulozice, albuminoide şi proteice, substanţe grase, minerale, materiale plastice.

Procentul de colectare selectivă a deşeurilor municipale este mic; doar în 2001 s-a raportat un procent de 2%, iar în 2002 – 7% din totalul deşeurilor municipale colectate, reprezentând deşeuri reciclabile colectate separat în cadrul unor proiecte pilot de colectare selectivă, sau în cadrul întreprinderilor, instituţiilor şi chiar comerţ. În anul 2006, cantitatea de deşeuri municipale colectată prin intermediul serviciilor proprii specializate ale primăriilor sau ale firmelor de salubritate, a fost de aproximativ 6.809 mii tone. Cantitatea de deşeuri menajere şi asimilabile reprezintă aproape 79%, din cantitatea de deşeuri municipale colectate, iar aproximativ 46% din acestea o reprezintă deşeruile biodegradabile.

Pentru alinierea la cerinţele Uniunii Europene în domeniul deşeurilor şi pentru realizarea principiilor managementului integrat al deşeurilor se impune introducerea colectării selective a deşeurilor municipale. Acest sistem permite reciclarea până la 80% din componentele deşeurilor.

2.6. Deşeuri agrozootehniceDeşeurile agrozootehnice sunt reprezentate prin resturi vegetale şi dejecţii

animaliere. Unele dintre ele au o largă întrebuinţare ca şi combustibil, cum sunt cocenii şi paiele, iar dejecţiile animaliere reprezintă un important îngrăşământ agricol. În stare proaspătă însă dejecţiile animaliere prezintă un pericol atât pentru mediu cât şi pentru culturile care se vor dezvolta pe teritoriile tratate cu aceste reziduuri. Neutralitatea reziduurilor zootehnice se poate realiza prin metoda compostării, iar în ultimul timp se utilizează îndepărtarea acestora cu ajutorul apei şi apoi tratarea comună a reziduurilor solide şi lichide în staţii de epurare a apelor uzate.

2.7. Deşeuri periculoase

7

Deşeurile periculoase cuprind substanţe toxice care pot produce efecte negative asupra mediului înconjurător şi sănătăţii populaţiei, exceptând deşeurile radioactive. Aceste deşeuri provin în cea mai mare parte din industria chimică, rafinării, industria metalurgică, ateliere auto, unităţi medicale. Sunt reprezentate prin compuşi metalici, solvenţi organici halogeni, acizi compuşi organofosforici, fenoli, cianuri, eteri, vopsele, pesticide, reziduuri de spital.

Cele mai periculoase substanţe chimice sunt pesticidele folosite în agricultură pentru protecţia plantelor contra bolilor şi dăunătorilor. Aceste pesticide sunt concentrate în plante şi ajung direct prin alimente la om şi la animale. Apele de suprafaţă precum şi cele subterane pot fi poluate cu pesticide prin infiltraţiile produse de apele pluviale.

O altă substanţă extrem de toxică reprezintă dioxina, care stă la baza producerii altor substanţe toxice periculoase. Dioxina este un component al erbicidelor clorurate folosite destul de intens în agricultură. Dioxina apare de asemenea şi la arderea reziduurilor menajere conţinând plastic sau lemn tratat cu substanţe chimice clorurate.

Deşeurile periculoase sunt depozitate separat, iar managementul lor depinde de experienţa şi specificul fiecărei ţări.

2.8. Deşeuri radioactiveDeşeurile radioactive rezultă din numeroase activităţi industriale, medicale şi de

cercetare. Cele mai mari cantităţi rezultă din activitatea de producere a energiei electrice, extracţia şi prelucrarea minereului radioactiv. Reziduurile radioactive sunt tratate diferenţiat în funcţie de radionuclizii pe care îi conţin.

Reziduurile care conţin radionuclizi cu viaţa scurtă şi activitate redusă şi al căror pericol nu e prea mare sunt colectate şi păstrate în containere speciale, ecranate corespunzător până la depăşirea timpului de înjumătăţire după care pot fi îndepărtate .

Radionuclizii care conţin radionuclizii cu viaţă lungă şi activitate mare şi deosebit de periculoase sunt tratate în vederea reducerii volumului, fie cu substanţe puternic oxidante, fie incinerate în crematorii cu circuit închis pentru a nu polua atmosfera. După tratare sunt înglobate în blocuri compacte de sticlă, ceramică, plumb şi îndepărtate în locuri speciale denumite cimitire radioactive.

3. Mecanisme ale digestiilor3.1. Microorganismele şi rolul lor în digestia deşeurilorAnaliza fizico-chmică a deşeurilor biodegradabile arată că acestea reprezintă un

material complex, care este în curs de oxido-reducere, sub acţiunea microorganismelor care îl utilizează ca sursă de energie, C, O, H, S, ş.a.

Deşeurile biodegradabile în general şi cele digestiv-metabolice în special de la emisiunea lor sunt supuse acţiunii unor factori din mediu şi anume: oxigenul, curenţii de aer, energia solară, radiaţiile, micro- şi macroorganismele coprofage. Ca urmare, cantitatea şi complexitatea deşeurilor se reduce treptat, materia organică fiind simplificată

8

la CO2, H2O, energie, iar cea minerală la substanţe stabile, ambele componente fiind introduse în alte circuite materiale ale naturii.

În funcţie de o serie de particularităţi metabolice, bacteriile care intervin în degradarea deşeurilor organice pot fi grupate în:

aerobe, anaerobe, facultativ aerob-anaerobe, de fotosinteză bacterii care utilizează materia organică – heterotrofe şi care folosesc materia

anorganică – autotrofe.Caracteristic pentru microorganismele aerobe este folosirea oxigenului ca

acceptor de hidrogen în reacţiile de oxido-reducere (respiraţie), în timp ce microorganismele anaerobe utilizează alţi acceptori de hidrogen ca NO3

-, H+, Fe3+, SO42-.

Microorganismele de fotosinteza utilizează energia luminoasă pentru procesele de oxido-reducere, toate aceste trei grupe de microorganisme coexistând în procesele naturale de descompunere a deşeurilor organice.

Microorganismele anaerobe coprofage prezintă o mare varietate de genuri şi specii care acţionează de regulă sinergic, deşeurile fiind descompuse iniţial în substanţe simple, cu ajutorul exoenzimelor. Ca urmare a epuizării acceptorilor de hidrogen, unităţile biochimice elementare sunt oxidate la acizi graşi şi alcooli, de către microorganismele de fermentaţie. Procesul de degradare de către microorganismele anaerobe este mai lent, energia se eliberează în mai multe trepte, cu producerea a numeroşi intermediari, din care o parte sunt volatili şi urât mirositori. În urma acestor procese se eliberează de circa 30 de ori mai puţină energie decât oxido-reducerile terminale aerobe, se produce o biomasă mai mică, respectiv mai puţină materie organică este asimilată de către microorganismele anaerobe comparativ cu cele aerobe.

Microorganismele aerobe descompun prin intermediul exoenzimelor materia organică din deşeuri în unităţi elementare ca mono şi dizaharide, acizi graşi, aminoacizi, purine şi primidine, pe care apoi le oxidează în procesele metabolice endocelulare.

În ansamblu, descompunerea naturală a deşeurilor este realizată esenţial de către microorganismele din mediu, într-un proces fazic, începând cu hidroliza polimerilor şi consumul monomerilor, creşterea şi dezvoltarea biomasei pe seama transferului de materii şi autoliza biomasei, alături de rezultatele diferitelor catabolisme incluse în alte circuite ale naturii.

Tipurile de organisme animale implicate în degradarea deşeurilor organice aparţin mai multor grupe sistematice. Există peste 35 de specii animale care trăiesc pe seama deşeurilor de natură vegetală şi animală, participând direct sau indirect la reciclarea lor. Dintre acestea nouă specii fac parte din Încrengătura Annelida, clasa Oligochaeta şi sunt speciile humificatoare şi 26 de specii fac parte din Încrengătura Arthropoda, clasa Insecta, specii coprofage, necrofage, detritivore sau cu regim de hrană mixt.

3.2. Biotransformările deşeurilor biodegradabileBiotransformările deşeurilor biodegradabile cuprind în principiu trei etape:

9

Mobilizarea substratului primar cu formarea substratului secundar Transformarea substratului secundar Descompunerea finală a substratului secundarMobilizarea substratului primar cuprinde totallitatea reacţiilor biochimice prin

care deşeul biodegradabil este pregătit pentru asimilaţie de către micro- şi macroorganisme. Această pregătire se realizează printr-un proces de adaptare în complexul ecosistemic substrat – microorganisme şi de micşorare a “taliei” macrocomponenţilor nutritivi în substanţe micromoleculare asimilabile, care formează substratul secundar.

În cadrul etapei de transformare a substratului secundar se înregistrează de fapt utilizarea de către microorganisme a deşeurilor mobilizate prin hidroliză, respectiv prin degradarea primară. Metabolizarea hidrolizatelor poate fi măsurată prin prisma acumulărilor intracelulare, a cantităţii şi a calităţii excreţiilor, acestea din urmă fiind specifice anumitor microorganisme, prin înmulţirea celulelor, respectiv creşterea masei de microorganisme în deşeurile supuse degradării. Produşii finali ai proceselor de biotransformare sunt, în funcţie de tipul condiţiilor (aerobe sau anaerobe) CO2, H2O, CH4.

Hidraţii de carbon, proteinele şi grăsimile în procesele metabolice sunt descompuse de enzime şi coenzime în compuşi micmoleculari (hidroxialdehide şi cetone, acizi aminici, acizi hidroxilici, CO2, NH3, H2S, H2O), energie etc. Totalitatea acestor transformări formează procese catabolice. În procesele anabolice se sintetizează hidraţii de carbon, proteinele şi grăsimile specifice organismului în care se produce metabolismul. Între acestea, în materia organică, există în permanenţă o relaţie de reversibilitate. Astfel, sintezele şi degradările proteinelor şi grăsimilor sunt dependente de metabolismul hidraţilor de carbon, care se poate produce:

aerob, în prezenţa bacteriilor aerobe anaerob, în prezenţa bacteriilor facultativ anaerobe.Descompunerea finală a substratului secundarCelulele au capacitatea de a oxida nutrimentele prin metabolismul lor până la

bioxid de carbon şi apă. Cu cât gradul de simplificare catabolică al nutrimentelor este mai mare, cu atât căile de oxido-reducere sunt mai reduse. De exemplu, dacă pentru degradarea hidraţilor de carbon până la unităţi 3-6 C pot fi descrise cinci căi metabolice, pentru degradarea de la acest nivel până la bioxid de carbon şi apă au fost descrise la microorganisme numai două căi şi anume: ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) şi ciclul pentozofosfat.

4. AplicaţiiÎn urma digestiei anaerobe rezultă două produse principale: biogazul şi nămolul,

cu diferite utilizări: biogazul pentru obţinerea de energie neconvenţională iar nămolul ca fertilizator pentru sol.

10

Date cu privire la producerea de biogaz din diferite deşeuri organice sunt prezentate în tabelul 3. Rata producţiei de biogaz este de 0,20-1,11 m3 /kg de solide uscate, cu un conţinut de metan de 57-69%.

Tabelul 3. Producerea de biogaz din diferite deşeuri

Deşeuri

Producţia de biogaz

per unitatea de masă

de solide uscate,m3 /kg

T °C % metan în

gaz

Timp de fermentaţie

(zile)

Bălegar de bovine 0,31 - - -Bălegar de bovine (India) 0,23-0,50 11,1-

31,1- -

Bălegar de bovine (Germania)

0,20-0,29 15,5-17,3

- -

Bălegar de vită 0,86 35 58 10Bălegar de vită 1,11 35 57 10

Excremente de pui 0,31 37,2 60 30

Datorită compuşilor cum ar fi: vaporii de apă, hidrogenul sulfurat, dioxidul de carbon şi particulele de praf, biogazul nu poate fi folosit imediat ce a fost extras din instalaţie. Totuşi, după îndepărtarea vaporilor de apă şi dioxidului de carbon, biogazul poate fi folosit la fel ca orice alt gaz natural curat.

Experienţa în realimentarea tractoarelor sau compactoarelor folosite în cadrul instalaţiilor de deşeuri arată că biogazul poate fi folosit ca şi combustibil alternativ pentru vehicule. Dar , datorită legislaţiei corespunzătoare, este folosit mai ales în instalaţiile combinate de caldură si energie. În această procedură, biogazul este folosit pentru operarea unui motor cu combustie ce alimentează un generator pentru producerea energiei electrice. Apa caldă rezultată din procesul de răcire cât şi evacuările pot fi folosite pentru încălzire atât direct on-site cât şi la consumatori apropiaţi de locaţia instalaţiei.

O altă utilizare a biogazului este aceea de pompare a acestuia în reţeaua publică de gaze. Acest lucru necesită rafinarea biogazului la calitatea gazului natural. Fiind la fel de eficient pe cât este de flexibil, biogazul poate fi directionat în locul unde este efectiv necesar pentru producerea de caldură şi electricitate.

Nămolul rezultat, deşi are loc o degradare considerabilă a materiei organice solide în digestoarele anaerobe, mai conţine concentraţii mari din aceste materiale, şi necesită un tratament înainte de depozitare.

11

Nămolul conţine diferite tipuri de agenţi patogeni, de aceea este nevoie de pricepere în manipularea şi depozitarea lui. Dar totodată, conţinutul ridicat de nutrienţi din nămol, îl face potrivit pentru a fi folosit ca agent de fertilizare.

12

Bibliografie

1). Mihai Nicu, Daniela Şuteu – Tehnologii de tratare şi valorificare a deşeurilor, vol.5, Ed. Ecozone, Iaşi, 2009;

2). Ion Bumbu – Reciclarea, tratarea şi depozitarea deşeurilor solide, Universitatea Tehnică a Moldovei, Chişinău, 2007;

3) http://www.twinning-waste-bacau.ro/waste-1/despre-deseuri/cateva-informatii-despre-diferotele-tipuri-de-deseuri/#industrial

4) http://www.probiopol.de/7-Cum-este-utilizat-biogazul.48.0.html?&L=1

13