AUREL VARDUCA

MONITORINGUL

INTEGRAT

AL CALITźII

APELOR

Serie coordonatå de :

prof.dr.ing. Radu DROBOT Universitatea Tehnicå de Construc¡ii Bucure¿ti

dr. Jean Pierre CARBONNEL Université "Pierre et Marie Curie", Paris 6

Editura *H*G*A* , Bucure¿ti

1999

Descrierea CIP a Bibliotecii Na¡ionale VARDUCA, AUREL Monitoringul integrat al calitå¡ii apelor / Varduca Aurel. – Bucure¿ti : Editura *H*G*A*, 1999 p. ; cm. ISBN 973-98530-9-9 504.064.36 :556.5

Copyright © 1999. Editura *H*G*A*, Bucure¿ti

hga@opensys.ro

CUPRINS

1. GOSPODÅRIREA APELOR ªI MONITORING ……………………………………………………… 7

1.1. Func¡iuni de gospodårirea apelor, locul ¿i rolul activitå¡ii de monitoring ………………………………………………………….…………………………………………………………………………

7

1.2. Defini¡ii legate de activitå¡ile de monitoring ……………………………………………………………… 14 1.3. Orientåri ¿i cerin¡e actuale ¿i monitoringul calitå¡ii apelor ………………………………. 15 1.4. Cadrul general al unui program de monitoring al calitå¡ii apelor ………………. 19 1.5. Indicatori de monitorizare …………………………………………………………………………………………………………. 22 2. MANAGEMENTUL TOTAL AL CALITźII APELOR ………………………………… 32 2.1. Obiective ¿i func¡iuni specifice managementului total al calitå¡ii apelor…………………………………………………………………………….

32

2.2. Locul ¿i rolul managementului calitå¡ii apelor în activitatea de monitoring ………………………………………….………………………………………………………..…

33

2.3. Programul de monitoring al calitå¡ii Rinului ……………….…………………………………………..… 34 2.4. Programul de implementare a strategiei de monitoring transna¡ional pentru bazinul hidrografic al Dunårii …………………………..…….……………

36

2.5. Definirea strategiilor de monitoring ………………………………………………………………………….……… 55 3. STANDARDIZAREA, ORGANIZAREA ªI OPTIMIZAREA

SISTEMELOR DE MONITORING …………………………………………………………………………………….…

80

3.1. Elemente cadru ……………………………………….……………………………………………………………………………………..…. 81 3.2. Monitoring structural ………………………………………………….………………………………………………………………... 96 3.3. Elemente specifice monitorizårii poluårii asociate materiilor în suspense ¿i sedimentelor …………………………..……………………………

139

4. ELEMENTE DE MONOTORING SPECIALIZAT………………………………………………..… 169 4.1. Monitoring chimic ………………………………………………………………………………………………………………………..… 170 4.2. Monitoring chimic aplicat la amestecul de componen¡i toxici în ape ………………………………………………………………….….

188

4.3. Biomonitoring ………………………………………………………………………………………………………………………………..…… 207 4.4. Strategii de monitoring specializat …………………………………………………………………………………..… 218 5. ORGANIZAREA ªI OPTIMIZAREA

SISTEMELOR DE AUTOMONITORING ………………………………………………………………..…….

236 5.1. Obiective ¿i func¡iuni ale unui sistem integrat de monitoring al calitå¡ii apelor la nivel municipal …………….……………………………..….

238

5

5.2. Structura ¿i organizarea sistemului integrat de monitoring al calitå¡ii apelor Bucure¿ti ………………………………………………………………..…..

244

6. STAºII AUTOMATE DE MONITORING ªI ALARMARE ………………………… 258 6.1. Structuri ale sta¡iilor automate …………………………………………………………………………………………..…… 260 6.2. Exemple de sta¡ii automate …………………………………………………………………………………………………..…. 261 6.3. Biosisteme de alarmare automatå ………………………………………………………………….……………..……… 268

7. SISTEME DE AVERTIZARE

A POLUÅRILOR ACCIDENTALE …………………………………………………….…………………………………

274 7.1. Statistica poluårilor accidentale pe Dunåre ………………………………………………………………… 275 7.2. Defini¡ii ¿i concepte …………………………………………………………………………………………………………………….… 280 7.3. Obiective ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..…. 281 7.4. Structura …………………………………………………………………………………………………………………………………………....…… 283 7.5. Elemente cu caracter prospectiv ……………………………………………….………………………………….……… 292 8. ELEMENTE PRIVITOARE LA ACTIVITATEA DE LABORATOR ….. 293 8.1. Indicatori de calitate ai apei frecvent urmåri¡i ¿i nivelele de interes …………………………………………………………………………………………………………….…………

293

8.2. Metode analitice ………………………………………………………………………………………………………………………….……. 298 8.3. Controlul ¿i asigurarea calitå¡ii datelor analitice ……………………………………………….……. 298 9. ELEMENTE LEGATE DE MANAGEMENTUL DE DATE …………………...……. 305 9.1. Etape aferente procesului de management al datelor ……………………………………………. 305 9.2. Elemente specifice ………………………………………………………………………………………………………………….………. 307

10. ¥NCADRAREA ACTIVITźII DE MONITORING AL APELOR

¥N SISTEMUL DE MONITORING INTEGRAT

AL MEDIULUI AMBIANT DIN ROMÂNIA …………..……….………………………………………….

308 10.1. Sistemul de monitoring integrat al calitå¡ii factorilor de mediu din România ……………………………………………………..….…

309

10.2. Elemente cu caracter specific monitoringului integrat al mediului hidric ………….…………………………………………………………………………………………

323

10.3. Sistemul Na¡ional de Supraveghere a Calitå¡ii Apelor ……………………….……………………………………………………………………………………………………

338

BIBLIOGRAFIE …………………………………………………………………………………………………………………………………………..…. 354

6

PARTEA I

MONITORINGUL CALITźII APELOR

Reprezentând o activitate de bazå în gospodårirea integratå a apelor, monitoringul calitå¡ii acestora a devenit în prezent un instrument indispensabil evaluarilor spa¡io-temporale privitoare la tendin¡ele de evolu¡ie a concentra¡iilor ¿i încårcårilor de poluan¡i, celor legate de încadrarea în criterii ¿i obiective de calitate, avertizarea poluårilor accidentale la nivel local ¿i regional, cât ¿i în context transfrontierå. Organizarea sistemelor de monitoring a impus în ultimii ani o abordare integratå, la care elementele de calitate sunt coroborate cu cele de cantitate la nivel de bazin hidrografic, ¡inându-se cont de interdependen¡ele cauzå/ efecte, respectiv surse punctiforme/ surse difuze de poluare, calitatea apei în corela¡ie cu poluarea asociatå sedimentelor ¿i materiilor în suspensie, de verigile poluan¡i prioritari, grupe ¡intå generatoare de poluare, probleme cheie ale mediului acvatic, func¡iuni ale mediului hidric. Abordarea integratå se reflectå totodatå prin cele trei componente de bazå ale triunghiului de monitoring, respectiv cel chimic, cel biologic ¿i ecotoxicologia

acvaticå.

Structuratå pe unsprezece capitole, aceastå primå parte prezintå elementele ¿i procedurile actuale practicate pe plan mondial, în general, ¿i la nivelul Uniunii Europene, în special, referin¡e particulare fiind date pentru Re¡eaua Transna¡ionalå de Monitoring a bazinului hidrografic Dunåre în spiritul Declara¡iei de la Bucure¿ti ¿i a Conven¡iei privind Protec¡ia Apelor Fluviului Dunårea. Alåturi de standardizarea, organizarea ¿i optimizarea sistemelor de monitoring, de prezentare a elementelor de monitoring specializate, sunt cuprinse ¿i concretizate probleme ce revin sectorului de automonitoring (ape uzate) cu aplica¡ii concrete pentru România. Structura utilizatå pe plan mondial, monitoring/ laborator/ managementul de date ¿i informa¡ii este raportatå totodatå la sistemele de monitoring integrat al calitå¡ii factorilor de mediu, cu trecerea în revistå a principalelor aplica¡ii ce decurg din acest punct de vedere. Sunt prezentate, de asemenea, particularitå¡ile sistemelor de alarmare în caz de poluåri accidentale fa¡å de cele de monitoring clasic cu exemple privitoare la sistemul interna¡ional promovat în aprilie 1997 pentru bazinul hidrografic Dunåre.

6

1

GOSPODÅRIREA APELOR ªI MONITORING

În procesul unei dezvoltåri durabile, atât la nivel na¡ional, cât ¿i interna¡ional, problema gospodåririi ra¡ionale a resurselor de apå ocupå un loc major, ¡inându-se cont cå apa, consideratå mult timp ca o resurså inepuizabilå ¿i regenerabilå, a devenit - ¿i se dovede¿te tot mai evident - unul dintre factorii limitativi în dezvoltarea socio-economicå. Ca principal factor de mediu, dar ¿i ca vector major de propagare a poluårii la nivel local ¿i transfrontierå, ca resurså vitalå suportului vie¡ii, apa a cunoscut o serie de etape din punct de vedere a organizårii managementului propriu. De la considerarea în principal a asigurårii necesarului de apå, îndeosebi pentru activitå¡i umane (anii 1950) la abordarea integratå cantitate-calitate pe structura de bazå specificå, bazin hidrografic, implementarea principiilor ecologice de protec¡ie, au trecut peste 35 de ani. Principala dimensiune a apei este calitatea constituie în prezent un obiectiv major în gospodårirea apelor, la care activitatea de monitoring are un rol determinant, reprezentând instrumentul de bazå în dezvoltarea politicilor de apå, asigurarea managementului aferent. De la faza de oglindå pasivå de eviden¡iere a stårii de calitate, monitoringul a devenit ¿i reprezintå în prezent un sistem activ pentru interven¡ie, control ¿i evaluare a eficien¡ei måsurilor de reglementare, a strategiilor de profil, cât ¿i de generare a necesitå¡ilor de promovare a unor noi tehnologii nepoluante.

1.1. FUNCºIUNI ALE GOSPODÅRIRII APELOR,

LOCUL ªI ROLUL ACTIVITźII DE MONITORING

Tabelul 1.1 prezintå sinoptic locul ¿i rolul activitå¡ii de monitoring în cadrul func¡iunilor de bazå ale gospodåririi apelor, urmåtoarele observa¡ii desprin-zându-se în acest sens:

− monitoringul calitå¡ii apelor intervine practic la toate func¡iile de gospodårire a apelor, începând cu politica de planificare a calitå¡ii apei ¿i terminând cu faza de audit;

− elementele de monitoring, diferen¡iate din punct de vedere al organizårii sistemelor aferente, corelat cu func¡iile de gospodårire, se înscriu într-un perimetru integrat: cantitate/ calitate, imisii/ emisii, surse punctiforme/

7

surse difuze, monitoring chimic/ biomonitoring, atât pentru evaluårile de calitate, încadråri în norme na¡ionale ¿i interna¡ionale, cât ¿i la cele de flux masic de poluan¡i tranzitat;

Tabelul 1.1

Locul ¿i rolul activitå¡ii de monitoring în func¡iile de bazå ale gospodåririi apelor

Nr.

crt.

Gospodårirea apelor

Func¡iuni de bazå

Monitoring

1. POLITICI ªI PLANIFICARE

1.1. Planificare calitate ape (planuri p.c.a) - monitoringul de imisii (ambien- tal) la nivel de b.h. ¿i na¡ional

1.2. Planificare ¿i armonizare alocåri de apå - idem - monitoring de flux

1.3. Stabilire prioritå¡i -strategii - monitoring patrimonial ¿i

transfrontierå

1.4. Proiectare acte normative/standarde, legisla¡ie

- idem -monitorizare încadrare în criterii ¿i obiective de calitate

2. AUTORIZARE

2.1. Acorduri, autoriza¡ii - monitoring emisii/imisii/captåri

2.2. Inspec¡ia apelor - supraveghere/urmårire

3. AVERTIZARE SITUAºII

DE URGENºÅ

- strângere date, evaluare,

prognozå, difuzare;

3.1. Ape mari-inunda¡ii - re¡eaua meteo-hidro

3.2. Ape mici-secetå - idem-

3.3. Poluåri accidentale locale

¿i transfrontierå

- SAPAD-CIPA/ROM-AEWS- PIAC

- re¡ele de monitoring ambiental

- re¡ele de ape uzate

4. EXPLOATARE-INTREºINERE

4.1. Structuri hidraulice pe albii de râu - monitoring imisii ¿i sedimente în flux

4.2. Alimentåri cu apå brutå - monitoring apå la captare

4.3. Aparare contra inunda¡iilor - re¡ea meteo-hidro

5. TARIFAREA APEI BRUTE

5.1. Stabilire/aprobare

5.2. Facturare - debitmetre

6. AUDIT

Program financiar - sinteze p.c.a.

- planuri p.c.a

- scheme de amenajare

8

− atât func¡iunile de avertizare inunda¡ii, poluåri accidentale, cât ¿i alte situa¡ii de urgen¡å (ghe¡uri, accidente la lucråri hidrotehnice), sunt coroborate cu prognozåri ale evolu¡iei situa¡iei ¿i prevenirea pagubelor cauzate folosin¡elor;

− monitoringul integreazå tot ciclul captare-tratare-distribu¡ie utilizare-evacuare într-o manierå flexibilå ¿i adaptabilå la dezvoltåri;

− alåturi de feed-back direct în controlul func¡iunilor de bazå ale gospodåririi apelor, se mai disting douå fluxuri de intercondi¡ionare reciprocå:

• de la noi func¡iuni de gospodårire a apelor în direc¡ionarea ¿i dezvoltarea activitå¡ii de monitoring; • de la autoevaluarea ¿i dezvoltarea sistemelor de monitoring în generarea de noi func¡iuni ale gospodåririi apelor.

1.1.1. CONTEXT ISTORIC

În ultimele trei decade, ca rezultat al faptului cå controlul poluårii apelor a devenit o prioritate majorå de mediu, monitoringul calitå¡ii apelor s-a dezvoltat rapid pe plan interna¡ional. Un prim sector l-a reprezentat în acest sens moni-toringul de conformare (ape uzate industriale, menajere etc.), cuno¿tin¡ele legate de sursele punctiforme fiind mai dezvoltate comparativ cu cele difuze. La nivelul anilor 1980 a rezultat înså tot mai evident cå pentru protec¡ia calitå¡ii apelor obiectivele de bazå nu pot fi atinse fårå considerarea ansamblului surse punctiforme-surse difuze, raportat la degradarea habitatului, ini¡iindu-se monitoringul ambiental într-o manierå integratå (SUA). Dezvoltarea în paralel a tehnologiei de måsuråtori (dupå 1970) a creat suportul extinderii politicilor ¿i programelor prioritare orientate spre protec¡ia ecosistemelor acvatice ¿i integrarea acestora în strategiile de mediu, în paralel cu monitorizarea eficien¡ei ac¡iunilor întreprinse, dar ¿i a fondurilor cheltuite în acest sens. Pentru perioada 1972-1986 costurile legate de combaterea poluårii apelor din SUA, acoperite prin bugetul de stat ¿i cel particular, s-au ridicat la 500 miliarde de dolari. În prezent, se pot dezvolta ¿i implementa strategii de monitoring capabile de a identifica problemele existente ¿i de urgen¡å la ape ¿i de a furniza informa¡iile necesare pentru o în¡elegere mai bunå a efectelor pe care le comportå asupra mediului ac¡iunile manageriale ¿i de reglementåri. Costurile aferente activitå¡ii de monitoring sunt înså ridicate (cca. 50 miliarde dolari/ an la nivelul SUA 1990), astfel încât analizele cost-eficien¡å ocupå un rol major în dezvoltarea acestora, o serie de modificåri institu¡ionale ¿i tehnice anticipându-se în aceastå direc¡ie. Astfel, alåturi de conferirea unui con¡inut integrat, o serie de arii urmeazå a se automonitoriza (în special evacuårile punctiforme).

9

10

1.1.2. ARMONIZAREA SCOPURILOR DE MONITORING

CU ACºIUNILE DE MANAGEMENT

Dupå cum s-a subliniat, monitoringul calitå¡ii apelor furnizeazå o surså obiectivå de informa¡ii pentru a råspunde la problemele de management a resurselor de apå, axa monitoring ambiental-monitoring de conformare constituind baza informaticå a proceselor de decizie (fig. 1.1). Sintetizate, aceste probleme sunt:

1. Care sunt condi¡iile de calitate a apelor de suprafa¡å ¿i subterane la nivelul na¡ional?

2. Unde, cum ¿i de ce aceste condi¡ii s-au modificat în timp? 3. Unde existå probleme majore legate de calitatea apelor ¿i ce le-a

generat/cauzat? 4. Existå programe care lucreazå efectiv pentru prevenirea sau remedierea

problemelor? 5. Se îndeplinesc standardele ¿i obiectivele de calitate?

Etapele de identificare ¿i corectare a problemelor de calitate a apei sunt corelate cu diseminarea periodicå a informa¡iilor la utilizatori, la nivel de guvern, legisla¡ie, reglementåri, sector de produc¡ie-public, dupå cum urmeazå:

− popula¡ie - pentru în¡elegerea riscurilor de mediu ¿i de coparticipare/ suport al programelor ¿i politicilor avizajate;

− legislatori - pentru dezvoltarea politicilor, legate de calitatea apei ¿i a programelor de evaluare a progresului ob¡inut;

− planuri de reglementåri, operare ¿i programe de evaluare - pentru protec-¡ia sånåtå¡ii, habitatelor acvatice ¿i a popula¡iilor pe cale de dispari¡ie; determinarea gradului de conformare cu standarde de calitate ¿i auto-riza¡ii; luarea de måsuri ¿i promovarea de ac¡iuni;

− managementul resurselor pentru dezvoltarea planului ¿i politicii pentru suportul deciziilor opera¡ionale, rezolvarea problemelor conflictuale legate de utilizarea apei, evaluare rezultate;

− municipalitå¡i ¿i industrii - pentru planificarea ¿i gospodårirea alimen-tårilor cu apå ¿i evacuårilor; identificarea elementelor de dezvoltare; încadrarea în standarde de calitate, normative, autoriza¡ii, acorduri;

− protec¡ia mediului, analize de ansamblu, politici guvernamentale ¿i programe de identificare a problemelor;

− activitate de cercetare - pentru extinderea cuno¿tin¡elor privitoare la corelarea proceselor ¿i condi¡iilor ecologice, chimice, fizice, biologice ¿i hidrologice.

Fig. 1.1. Rela¡ia dintre scopurile de monitoring ¿i ac¡iunile de management.

Tabelul 1.2 prezintå sinoptic func¡iunile ¿i scopurile de monitoring în

contextul necesarului de date privitor la calitatea apelor. Tabelul 1.2.

Func¡iuni ¿i scopuri generale de monitoring

Elemente de caracterizare

Con¡inut

− ape de suprafa¡å (râuri, lacuri), ape subterane, estuare ¿i ape costiere.

− comunitå¡i acvatice asociate ¿i habitate fizice incluzând ¡inuturi umede

RESURSE ACVATICE

− sedimente

− fizice (inclusiv debit)

− chimice/toxicologice

− biologice/ecologice

DATE

PRIVIND

RESURSELE

ACVATICE − date asociate pentru interpretare incluzând habitatul,

utilizarea terenului, date demografice ¿i altele (depozite atmosferice etc.)

− identificarea ¿i documentarea scopurilor de program

− proiectarea ¿i planificarea programelor de monitoring

− selectarea indicatorilor de monitoring

− stabilirea amplasårilor de puncte ale re¡elei de monitoring

− selectarea metodelor de colectare a datelor

− observa¡ii de teren - prelevare probe

− analize de laborator

− dezvoltarea ¿i operarea programelor de asigurare a calitå¡ii datelor analitice

− stocarea, manipularea ¿i difuzarea datelor

− interpretarea ¿i evaluarea datelor pentru producerea de informa¡ii

− raportarea ¿i distribuirea rezultatelor de monitoring

FUNCºIUNI

DE

MONITORING-

ACTIVITźI

− evaluarea eficien¡ei programelor de monitoring

− evaluarea stårii de calitate (spa¡io-temporal) ¿i a tendin¡elor de evolu¡ie

− caracterizarea ¿i prioritizarea problemelor existente ¿i de urgen¡å

− proiectarea ¿i implementarea programelor/proiectelor

(management, reglementåri etc.)

− evaluarea eficien¡ei programelor/proiectelor

SCOPURI

DE

MONITORING

− råspuns operativ la situa¡ii de urgen¡å

12

Tabelul 1.2. (continuare)

Elemente de caracterizare

Con¡inut

Obiective Subsisteme

1. Caracterizare condi¡ii de calitate, tendin¡e (spa¡io-temporale)

- ambiental

2. Transfer flux - ambiental 3. Încadrarea în criterii ¿i obiective de calitate

3.1. Ape de suprafa¡å - ambiental 3.2. Ape uzate - conformare

- automonitoring

4. Avertizare situa¡ii de urgen¡å - ambiental

OBIECTIVE DE

MONITORING

4.1. Poluåri accidentale - re¡ea meteo-hidro

4.2. Indunda¡ii

Fa¡å de schemele clasice, adoptate la nivelul 1960-1975, se desprind urmåtoarele noi elemente:

− la resursele acvatice sunt considerate ¿i comunitå¡ile acvatice asociate, respectiv habitatele fizice, inclusiv terenurile umede ¿i sedimentele;

− pentru datele de caracterizare a resurselor de apå s-au inclus ¿i cele privitoare la utilizarea terenului adiacent (caracterizare poluare difuzå) ¿i depunerile atmosferice;

− dintre func¡iunile noi ale activitå¡ii de monitoring se remarcå:

• • •

selec¡ionarea unor indicatori de mediu;

dezvoltarea programelor de asigurare a calitå¡ii datelor analitice;

programe de evaluare a eficien¡ei activitå¡ii de monitoring;

− existå o întrepåtrundere evidentå între scopurile ¿i obiectivele de monitoring;

− suspensiile solide, respectiv poluarea asociatå acestora, este cuprinså în direct la nivelul sedimentelor (SUA);

− transferul masic de poluan¡i la nivel de bazin hidrografic se prevede indirect la evaluarea tendin¡elor (SUA);

− apele uzate, respectiv monitoringul de conformare este, de asemenea, tratat specific (SUA).

13

1.2. DEFINIºII LEGATE DE ACTIVITATEA DE MONITORING

•

•

•

•

•

•

•

Monitoring: − måsurarea unor parametri prin repeti¡ie, în vederea evaluårii situa¡iei

curente ¿i a modificårilor în timp (SUA).

− måsuråtori standardizate, de lungå duratå, observa¡ii, evaluåri ¿i raportåri asupra mediului, în vederea definirii situa¡iei curente ¿i a tendin¡elor de evolu¡ie (U.E).

− activitate sistematicå, de lungå duratå, bazatå pe re¡ele ¿i måsuråtori spa¡io-temporale, reprezentative pentru caracterizarea calitå¡ii apei la un moment dat, evaluarea tendin¡elor de evolu¡ie ¿i controlul poluårii (evaluare de risc ¿i management, România).

Urmårire (survey): − pe o duratå de timp finitå, în baza unor programe intensive de måsuråtori,

în vederea evaluårii calitå¡ii apei pentru un scop specific (U.E).

Supraveghere (surveillance): − måsuråtori continue, specifice, observa¡ii ¿i raportåri pentru scopuri de

management al calitå¡ii mediului ¿i activitå¡i opera¡ionale (U.E.).

Monitoring ambiental: − toate formele de monitoring efectuate dupå imediata influen¡å a unei

evacuåri, inclusiv prelevarea de sedimente ¿i forme de via¡å (EPA - SUA).

Monitoring de conformare: − un tip de monitoring efectuat pentru asigurarea:

(1) îndeplinirii cerin¡elor imediate, statuate prin reglementåri; (2) controlul pe termen lung al calitå¡ii apelor; (3) standardelor apelor receptoare, prin testarea efluen¡ilor; (4) men¡inerea standardelor în timpul ¿i dupå construc¡ia unui proiect

(SUA).

Monitoring biologic: − utilizarea entitå¡ii biologice ca un detector ¿i råspunsul acesteia ca o

måsurå pentru determinarea condi¡iilor de mediu. Testele de toxicitate ¿i urmåririle biologice sunt comune metodelor de biomonitoring (SUA).

Urmårire biologicå (biosurvey): − constå în colectarea, procesarea ¿i analizarea unor por¡iuni reprezentative

ale unor comunitå¡i acvatice rezidente pentru determinarea structurii comunitå¡ii ¿i func¡iunile (SUA).

14

•

•

Biomonitoring: − måsuråtori ale parametrilor biologici în repeti¡ie, pentru evaluarea

situa¡iei curente ¿i modificårile în timp ale parametrilor måsura¡i (SUA).

Monitoringul apelor: − activitate integratå de evaluare a caracteristicilor fizice, chimice ¿i

biologice ale apei în rela¡ie cu condi¡iile de sånåtate umanå ¿i cele ecologice, raportate la o utilizare destinatå apei (U.E.).

1.3. ORIENTÅRI ªI CERINºE ACTUALE

ÎN MONITORINGUL CALITźII APELOR

¥n prezent, se remarcå pe plan mondial necesitatea îmbunåtå¡irii modului de organizare ¿i armonizare a sistemelor de monitoring al calitå¡ii apelor, atât pentru sectorul public, cât ¿i pentru sectorul privat. De¿i existå multe re¡ele industriale de supraveghere cu obiective proprii, datele furnizate de acestea nu permit o evaluare eshaustivå a calitå¡ii apelor la nivel regional ¿i na¡ional. Principalele orientåri ¿i cerin¡e pentru armonizarea ¿i dezvoltarea sectorului de monitoring pot fi rezumate la urmåtoarele:

1.3.1. MONITORINGUL ORIENTAT SPRE SCOPURI DEFINITE

Aceasta corespunde proiectårii unor programe de monitorizare a resurselor acvatice, în baza unor indicatori de mediu având ca obiective:

− sånåtatea popula¡iei;

− protec¡ia ecosistemelor;

− dezvoltarea economicå.

Cre¿terile ridicate ale activitå¡ii de monitoring fac imposibilå abordarea tuturor ariilor geografice cu aceea¿i frecven¡å, densitate spa¡ialå ¿i parametri de investiga¡ie, astfel încât trebuie stabilit un optim între problemele presante ¿i cele de perspectivå.

1.3.2. MONITORING FLEXIBIL ªI COMPREHENSIV

În vederea asigurårii de informa¡ii adecvate pentru managementul resurselor de apå ¿i protec¡iei mediului, cu o balan¡å pozitivå cost/ eficien¡å la perioade de 5-10 ani, organizarea sistemelor de monitoring este reevaluatå ¡inându-se cont de urmåtoarele criterii:

15

1.3.2.1. Abordarea integratå. Aceasta corespunde, în esen¡å, la considerarea urmåtoarelor elemente:

− monitorizarea integratå a apelor de suprafa¡å ¿i subterane, ¡inându-se cont cå acestea sunt conectate hidraulic; folosirea terenurilor, utilizarea apei ¿i alte activitå¡i antropice afecteazå calitatea apelor de suprafa¡å ¿i subterane;

− includerea în programele de monitoring a måsuråtorilor fizico-chimice/ toxicologice, biologice/ ecologice, de habitat, depuneri atmosferice, res-pectiv integrarea monitoringului chimic cu cel biologic ¿i biochimic;

− monitorizarea în ansamblu a mediului acvatic-apå, materii în suspensie, sedimente, biotop, biocenoze ¿i a circula¡iei poluan¡ilor, transformarea ¿i acumularea, biodisponibilitatea în ecosistemele acvatice;

− monitorizarea surselor punctiforme (evacuåri) ¿i a celor difuze, respectiv legåtura dintre monitoringul ambiental ¿i cel de conformare (emisii/ imisii); pânå nu demult cele douå sisteme au fost tratate separat, nu întotdeauna programele proprii fiind corelate; se urmåre¿te nu numai o evaluare a impactului evacuårilor punctiforme ¿i difuze asupra condi¡iilor ambientale, dar ¿i feed-back-ul acestora din urmå asupra deciziilor de reglementare ¿i utilizare a apei; în paralel, se impune o legåturå intrisecå cu monitoringul de aer ¿i sol pentru controlul surselor difuze;

− coroborarea datelor de cantitate cu cele de calitate, în vederea evaluårii transferului de fluxuri masice de poluan¡i, atât la nivel de componen¡i dizolva¡i, cât ¿i asocia¡i suspensiilor, respectiv sedimentelor.

1.3.2.2. Structura flexibilå. Dupå cum se observå din tabelul 1.3, monito-ringul cel mai intensiv este focalizat asupra cursurilor de apå afectate puternic ¿i cu condi¡ii de ireversibilitate la ecosistemele perturbate de impactul poluårii. Abordarea resurselor de apå, habitatelor aferente speciilor pe cale de dispari¡ie ¿.a., trebuie monitorizate comprehensiv, dar cu o frecven¡å mai scazutå la cicluri de schimb periodice (2-5 ani). În schimb, pentru apele la care nu s-au detectat presiuni antropice, monitorizarea se face prin rota¡ie la 5-10 ani, pentru a se confirma cå nu se înregistreazå modificåri în sens negativ ale calitå¡ii acestora.

Tabelul 1.3

Asigurarea flexibilitå¡ii la proiectarea sistemului de monitoring

Obiective manageriale

Categorii de ape Proiecte de monitoring flexibil - caracteristici primare la re¡ele

Între¡inere Atinge sau depå¿e¿te standardele ¿i obiectivele de calitate

− termen lung

− frecven¡å scåzutå sau rota¡ii

16

Tabelul 1.3 (continuare)

Obiective manageriale

Categorii de ape Proiecte de monitoring flexibil - caracteristici primare la re¡ele

− diversitate de puncte

scåzutå/medie

− vizualizare printr-o gamå largå de indicatori

Protec¡ie specialå

− resurse naturale de apå − frecven¡å periodicå pe termen lung

− habitatele speciilor pe cale de dispari¡ie

− diversitate spa¡ialå moderatå

− condi¡ii ecologice de referin¡å

− gamå largå de indicatori

− acvifere de adâncime

Remediere ¿i

reabilitare

Nu se încadreazå în standarde ¿i obiective de calitate sau nu se va încadra în viitor dacå nu se iau måsuri

− termen scurt

− frecven¡å ridicatå

− densitate spa¡iala ridicatå

− indicatori specifici problemei

1.3.2.3. Legåtura biunivocå monitoring emisii-imisii. Atât informa¡iile ambientale (imisii), cât ¿i cele de conformare ale emisiilor punctiforme cu criterii/ standarde de calitate, se intercondi¡ioneazå reciproc. Astfel, informa¡iile privitoare la cantitå¡ile de poluan¡i evacua¡i sunt vitale evaluårii ponderilor surse punctiforme/ surse difuze din zona adiacentå, prin monitoringul ambiental. Totodatå, de multe ori folosin¡ele de apå efectueazå determinåri privitoare la calitatea resursei la captare, în scopul adaptårii procesului tehnologic de tratare (alimentåri cu apå potabilå, industrialå etc.). De men¡ionat cå, în ansamblu, industria ¿i municipalitå¡ile contribuie cu o pondere importantå în costurile de monitoring, dar de cele mai multe ori nu existå un sistem de parteneriat între monitoringul de conformare (automonitoring) ¿i cel ambiental. O serie de arii poten¡ial de cooperare se au în vedere în acest sens, bazate pe acces bilateral la båncile de date, prin interfa¡area acestora. În paralel, activitatea de automonitoring poate aduce o serie de contribu¡ii legate de:

1. ajustarea frecven¡elor ¿i gamei de parametri monitoriza¡i în concordan¡å cu condi¡iile geografice de calitate ai apei;

2. proiectarea unor subre¡ele proprii de monitoring ambiental asupra calitå¡ii apei brute la sectiuni adecvate ob¡inerii de informa¡ii în timp util scopurilor proprii;

17

3. dezvoltarea de protocoale comune privind asigurarea calitå¡ii datelor analitice ob¡inute prin monitoringul de conformare ¿i cel ambiental, în vederea asigurårii gradului de comparabilitate necesar agregårii de date.

1.3.3. ASIGURAREA COMPARABILITźII METODELOR

Unul dintre handicapurile majore în schimbul de date ¿i informa¡ii derivå din faptul cå se utilizeazå deseori metode ce nu se pot compara chiar la nivelul aceleia¿i variabile, astfel încât datele nu se pot agrega. Pentru eliminarea acestui neajuns se au în vedere urmåtoarele måsuri:

− Implementarea recomandårilor tehnice necesare producerii de date comparabile, de calitate cunoscutå, ce se pot integra, indiferent de sursa de provenien¡å ¿i agrega spa¡io-temporal în vederea evaluårii unitare a condi¡iilor de calitate a apei.

− Stabilirea prin consens a defini¡iilor ¿i adaptarea de standarde comune.

− Implementarea Sistemului de Metode de Monitoring de Bazå pentru ob¡inerea unor date comparabile într-o structurå de achizi¡ie flexibilå.

− Asigurarea unor condi¡ii de referin¡å stabilite în comun pentru programele de monitoring biologic/ecologic.

O primå ac¡iune, în sensul celor prezentate mai sus, o constituie adaptarea unor denumiri comune (dic¡ionar) pentru parametrii ¿i indicatorii urmåri¡i. Corelat cu aceasta, se propune cå pentru investiga¡iile de teren ¿i determinårile de laborator så se asigure condi¡ia cå la aceea¿i probå, indiferent de metoda utilizatå, så se ob¡inå rezultate apropiate într-un interval de confiden¡å prestabilit. Pentru condi¡ii de referin¡å este remarcabil conceptul de ecoregiune.

1.3.4. ACCESIBILITATE LA BAZELE DE DATE

Alåturi de elementele prezentate la paragraful 1.3.2.3 mai trebuie considerate urmåtoarele:

− automatizarea schimbului de date ¿i informa¡ii;

− asigurarea de informa¡ii pentru asistarea diferi¡ilor utilizatori la accesul bazelor de date prin utilizare de master-directori sau pagini de caså;

− tabele de referin¡å comune (cum ar fi codurile taxonomice ¿i cele ale unitå¡ilor hidrologice);

− metode standard.

18

1.3.5. EVALUAREA ACTIVITźILOR DE MONITORING

Activitå¡ile de monitoring al calitå¡ii apelor trebuie evaluate la perioade de circa 5 ani în vederea efectuårii ajustårilor necesare, în baza unor rapoarte de analizå cu o prezentare detaliatå a modului de acoperire/råspuns la necesitå¡ile prevåzute ini¡ial în program.

1.3.6. ARII DE MONITORIZARE SPECIALÅ

În spe¡å acestea se referå la apele subterane, ¡inuturi umede, lacuri ¿i ape costiere; pânå în prezent cea mai mare aten¡ie se acordå supravegherii calitå¡ii apelor de suprafa¡å cu toate cå aproximativ 40% din acestea î¿i au originea din ape subterane (SUA). O serie de procese geochimice de la apele subterane, cât ¿i la interfa¡a cu solul pot afecta semnificativ apele de suprafa¡å (de exemplu

schimbul în ambele sensuri de ioni ¿i ). +4NH −

3NO La proiectarea ¿i implementarea programelor de monitoring este vital a se considera diferen¡ele spa¡io-temporale ¿i alte caracteristici dintre apele subterane ¿i resursele de suprafa¡å. Alåturi de acces mai limitat, la apele subterane trebuie consideratå distribu¡ia dimensionalå în cadrul forma¡iunilor geologice de roci ¿i påmânt care intervine deseori în straturi având caracteristici fizico-chimice ¿i biologice foarte diferite. În acelasi timp curgerea de apå în acvifere este mult mai lentå comparativ cu cea de la apele de suprafa¡å (centimetri pe zi sau an, de exemplu). În consecin¡å, interac¡iunile dintre apele subterane cu biosfera ¿i litosfera diferå semnificativ de cele proprii apelor de suprafa¡å.

1.4. CADRUL GENERAL AL UNUI PROGRAM

DE MONITORING AL CALITźII APELOR

Dupå cum s-a aråtat, monitoringul calitå¡ii apelor constituie un suport vital pentru oricare program de management al apelor. În acest context monitoringul apelor este definit ca o activitate integratå de evaluare a caracteristicilor fizice, chimice ¿i biologice ale apei în rela¡ie cu condi¡iile de sånåtate umanå ¿i cele ecologice raportate la o utilizare destinatå apei. Aceasta include monitorizarea râurilor, lacurilor naturale ¿i artificiale, estuarelor, apelor costiere, precipita¡iilor atmosferice ¿i apelor subterane. În proiectarea ¿i implementarea programelor de monitoring aferente apelor de suprafa¡å ¿i subterane este vital a se considera diferen¡ele în caracteristicile spa¡io-temporale în paralel cu accesibilitatea de monitorizare a fiecårei resurse

19

în parte. De o importan¡å egalå în succesul unui program sunt formularea ¿i implementarea unui sistem eficient de management al datelor ¿i metodele de co-municare-schimb de informa¡ii între colaboratori, beneficiari ¿i publicul general. Un cuprins ghid al unui astfel de program trebuie så se refere în esen¡å la:

I. SCOPURI:

A. Scopuri ¿i rezultate anticipate: identificarea scopurilor generale ¿i rezultatelor anticipate pentru fiecare program de monitoring;

B. Scopuri specifice ale programului: cuantificarea ¿i identificarea scopurilor specifice aferente programului de monitoring;

C. Scopuri de schimb de informa¡ii: determinarea situa¡iilor în care al¡i colectori de date ¿i utilizatori au scopuri similare ce pot influen¡a alte programe de monitoring;

D. Utilizatori: cine are nevoie de date sau informa¡ii ¿i pentru ce problemå; eviden¡ierea utilizatorilor interesa¡i în acelea¿i scopuri ¿i care pot contribui la program;

E. Limite spa¡iale ¿i perioada de timp: identificarea grani¡elor ariei geografice ce urmeazå a fi monitorizatå ¿i a perioadei de timp aferente programului;

F. Indicatori de mediu: selec¡ionarea indicatorilor de mediu reprezentativi pentru programul anvizajat.

II. COORDONARE/COLABORARE:

A. Coordonare/colaborare: stabilirea cadrului organizatoric na¡ional, regional, local, institu¡ii publice, sector particular implicat în achizi¡ia de informa¡ii. Dacå agen¡ia are programe multiple se integreazå programele individuale de monitoring în master planuri.

B. Al¡i factori interesa¡i.

III. PROIECTARE:

A. Stabilirea condi¡iilor de mediu existente: identificarea ¿i descrierea condi¡iilor de mediu existente incluzându-se caracteristicile hidrologice (ape de suprafa¡å ¿i subterane), biotice ¿i cele de utilizare a resursei.

B. Problema existentå privitoare la calitatea apei: evaluarea informa¡iilor existente pentru eviden¡ierea condi¡iilor cunoscute sau suspectate asupra calitå¡ii apelor de suprafa¡å ¿i subterane, inventarierea problemelor sau a lipsurilor de informa¡ii; identificarea alternativelor de management.

C. Indicatori de mediu ¿i parametri: determinarea indicatorilor de mediu ¿i habitat ¿i parametrii fizici, chimici, biologici ¿i adiacen¡i (precipita¡ii atmosferice) ce trebuie monitoriza¡i.

20

D. Condi¡ii de referin¡å: stabilirea condi¡iilor de referin¡å la indicatorii de mediu ce pot fi monitoriza¡i pentru asigurarea condi¡iilor de evaluare a calitå¡ii apei.

E. Obiective privitoare la calitatea datelor: definirea nivelelor de confiden¡å.

F. Caracteristicile setului de date: determinarea bazelor pentru proiectul de monitoring care asigurå succesul în interpretarea datelor: confiden¡å statisticå ¿i variabilitate geograficå, geohidrologicå, geochimicå, biologicå, utilizare teren, temporalå.

G. Plan de asigurare a calitå¡ii: elaborarea unui Plan de Asigurare a Calitå¡ii-acurate¡e, precizie, reprezentativitate date, comparabilitate cu cele achizi¡ionate de prin alte surse.

H. Proiectare monitoring: elaborarea programului de prelevåri care poate så includå sta¡ii fixe, sinoptice, recoltåri la incidente, supravegheri intensive, localizåri puncte-indicatori de monitorizare (fizici, chimici, biologici ¿i adiacen¡i).

I. Metode de colectare a datelor: planuri de prelevare ¿i identificare a standardelor ¿i metodelor aferente pentru asigurarea comparabilitå¡ii cu alte programe de monitoring, personal ¿i echipament necesar.

J. Durata-perioade: descrierea duratei programului de recoltare, frecven¡a ¿i reparti¡ie sezonierå.

K. Suportul analitic de teren ¿i laborator: protocoale de teren ¿i laborator cu precizarea limitei de detec¡ie, acurate¡e, precizie, timp de luare în lucru, fixare probe.

L. Managementul datelor: descrierea protocolului de management al datelor, incluzând arhivarea, schimbul de date ¿i securitatea acestora. Verificarea includerii tuturor datelor, inclusiv meteo-date, cum ar fi localizarea (latitudine, longitudine), data, ora, metodele de colectare ¿i analizå probe, asigurarea calitå¡ii datelor analitice.

M. Pregåtire personal: la necesitate, pentru prelevare, interpretare sau prezentarea datelor ¿i informa¡iilor de calitate a apelor.

N. Interpretare: identificarea metodelor de interpretare compatibile cu datele achizi¡ionate ¿i scopurile programului.

O. Comunica¡ii: determinarea modului de comunicare a datelor ¿i informa¡iilor: presa, întâlniri cu publicul, conferin¡e, publica¡ii, rapoarte etc.

P. Costuri: determinarea costurilor programului ¿i a surselor de finan¡are.

Q. Itera¡ii: dezvoltarea mecanismelor de feed-back.

21

IV. IMPLEMENTARE:

A. Confiden¡a datelor: se definesc acurate¡ea ¿i precizia datelor de mediu, utilizându-se date de control al calitå¡ii.

B. Interpretarea datelor fa¡å de scopurile statuate: se interpreteazå datele, incluzându-se o descriere a sistemului de resurse de apå, folosind datele de mediu existente ¿i cele adiacente, în vederea furnizårii de informa¡ii utile luårii deciziilor pentru managementul calitå¡ii apelor.

C. Metode statistice ¿i modele: se folosesc programe statistice ¿i modele deterministe.

D. Alternative de management: se testeazå alternativele de management, dacå acestea se cunosc.

E. Interpretåri: se coordoneazå interpretarea datelor, pentru a se asigura cerin¡ele colaboratorilor ¿i clien¡ilor.

V. EVALUAREA PROGRAMULUI DE MONITORING:

A. Îndeplinirea scopurilor ¿i obiectivelor: se verificå acest lucru.

B. Probleme identificate: se identificå orice problemå de monitoring asociatå cu colectarea ¿i analiza probelor, stocarea, diseminarea ¿i interpretarea datelor, raportarea informa¡iilor.

C. Evaluare costuri: se evalueazå toate costurile ¿i se comparå cu cel anticipat.

D. Feed back: se utilizeazå rezultatele evaluårii programului de monitoring pentru identificarea necesitå¡ilor curente ¿i de viitor.

VI. COMUNICARE:

A. Coordonare: se coordoneaza activitatea de distribu¡ie a informa¡iilor la nivelele planificate.

B. Elaborarea ¿i distribu¡ia rapoartelor tehnice: se descriu condi¡iile de calitate a apei, distribu¡ia spa¡ialå, variabilitatea temporalå, surse, cauze, transport masic, circula¡ia poluan¡ilor, efectele poluårii asupra sånåtå¡ii umane, acviferelor ¿i ecosistemelor aferente.

C. Comunicare cu medii multiple: rezumatul raportului se publicå sau se pune la dispozi¡ia publicului, într-un limbaj accesibil.

D. Prezentåri: massmedia, public.

E. Asigurarea disponibilitå¡ii datelor.

1.5. INDICATORI DE MONITORIZARE

Se disting în principal urmåtorii indicatori de monitorizare, func¡ie de scopurile propuse:

22

1. indicatori de îndeplinire a obiectivelor de management;

2. indicatori pentru evaluarea situa¡iei prezente ¿i a tendin¡elor;

3. indicatori multicriteriali de descriere a condi¡iilor ecologice; 4. indicatori de comparabilitate a datelor.

1.5.1. CRITERII DE SELECºIE A INDICATORILOR

Indicatorii de mediu sunt defini¡i ca: proprietå¡i måsurabile, care, singure sau în combina¡ie, asigurå eviden¡e ¿tiin¡ifice ¿i manageriale asupra calitå¡ii ecosistemelor sau o eviden¡å sigurå asupra tendin¡elor în calitate. În acest sens, indicatorii de mediu trebuie måsura¡i cu tehnologia disponibilå ¿i valida¡i ¿tiin¡ific pentru evaluarea calitå¡ii ecosistemelor ¿i furnizarea de informa¡ii utile factorilor de decizie managerialå. Ace¿ti indicatori implicå o gamå largå de måsuråtori chimice, fizice ¿i biologice asupra condi¡iilor ¿i proceselor la diferite scåri. Pentru o urmårire mai bunå s-a stabilit un set de criterii ce pot fi utilizate la selectarea indicatorilor, func¡ie de scopul urmårit, grupate în trei categorii generale, criterii ¿tiin¡ifice (tehnice), criterii programatice ¿i criterii pragmatice (tab. 1.4).

Tabelul 1.4

Criterii de selec¡ie a indicatorilor de mediu

Criterii/

calitate Defini¡ii

VALIDITATE ªTIINºIFICÅ (CONSIDERAºII TEHNICE)

Måsurabilitate-cuantificare

proprietatea unei mårimi de mediu în timp; are o scarå numericå definitå ¿i poate fi cuantificatå simplu

råspunsurile la un domeniu larg de condi¡ii sau perturbåri la o

perioadå de timp ¿i scarå geograficå apropiatå; sensibilitatea la

Sensibilitate

impacturi poten¡iale a fost evaluatå

abilitatea de a distinge diferen¡ele în condi¡iile de mediu, cu un

grad ridicat de rezolu¡ie (raport ridicat semnal/ zgomote de fond)

Rezolu¡ie/

capacitate de

distingere

Efecte integrate/ efecte integrate sau expunere în timp ¿i spa¡iu

expunere

Validitate/ parametrul este måsura realå a unor condi¡ii de mediu

Acurate¡e legåtura neambiguå la un punct final într-un proces de evaluare

23

Tabelul 1.4 (continuare)

Criterii/

calitate Defini¡ii

reproductibilitate în cadrul unor limite definite ¿i acceptabile Reproductibilitate pentru colectarea de date în timp ¿i spa¡iu

schimbårile în parametri/ specii indicå tendin¡e în al¡i parametri

ce sunt selecta¡i pentru reprezentåri

proba recoltatå are acelea¿i caracteristici ca ¿i cea a mediului din

Reprezentativitate

care s-a extras

Semnificativitate probele corespund din punct de vedere al eviden¡ei de date

relevante pentru scopul urmårit

Scop/aplicabilitate råspunde la modificårile la scarå geograficå ¿i temporalå, în

conformitate cu scopul sau problema urmåritå

Valoare de condi¡ie de referin¡å sau martor fa¡å de care se raporteazå

referin¡å måsuråtorile

Comparabilitate capacitate de comparare cu seturi de date existente/condi¡ii

date anterioare

Anticipare asigurå o avertizare din timp a modificarilor

CONSIDERENTE PRACTICE

informa¡ia este disponibilå sau poate fi obtinutå cu un cost/efort

rezonabil

Cost/cost/eficien¡å set larg de informa¡ii raportat la cost

abilitate de ob¡inere expertizå la monitorizare

abilitatea de a gåsi, identifica ¿i interpreta parametrii chimici,

speciile biologice sau parametrii de habitat

u¿or detectabil

metoda disponibilå, general acceptatå

Nivel de

dificultate

prelevårile produc un impact minimal de mediu

CONSIDERENTE PROGRAMATICE

Relevan¡a relevant pentru scopul, problema sau misiunea urmaritå

programul utilizeazå indicatori potrivi¡i care acoperå

componen¡ii majori ai ecosistemului pe domeniul de condi¡ii de Acoperire

program mediu care pot fi întâlnite

Inteligibilitate indicatorul poate fi transformat într-un format accesibil publicului

24

Indicatorii de mediu trebuie så satisfacå criteriile de selec¡ie, în vederea asigurårii viabilitå¡ii lor. Este important ca aceste criterii de selec¡ie så fie totodatå prezentate într-un format standardizat, pe aceastå cale reducându-se costurile, prevenindu-se eforturile paralele ¿i asigurându-se consisten¡a programului. Validitatea ¿tiin¡ificå este asiguratå dacå datele pot fi comparate cu condi¡ii de referin¡å. Datele colectate de la un punct de prelevare pot deveni nerelevante dacå acestea nu pot fi u¿or comparabile cu condi¡iile gåsite la un punct care nu se aflå sub influen¡a impactului, de exemplu.

1.5.1.1. Validitate ¿tiin¡ificå. Måsuråtorile la indicatorii de mediu trebuie så conducå la date ce sunt valide, cantitative sau calitative ¿i permit comparåri la scarå atât temporalå, cât ¿i spa¡ialå, lucru deosebit de important pentru raportarea la condi¡iile de referin¡å. Interpretarea måsuråtorilor trebuie så discearnå cu acurate¡e variabilitatea naturalå fa¡å de efectele induse de influen¡e/ agen¡ii de stresare antropici. Acest lucru necesitå un nivel suficient de sensibilitate ¿i rezolu¡ie pentru a se detecta perturba¡iile ecologice ¿i pentru a indica, nu numai existen¡a unei probleme, dar ¿i de a furniza semnale de alarmå în timp suficient de scurt. Metodologia trebuie så fie reproductibilå ¿i så asigure acela¿i nivel de sensibilitate, la toatå aria geograficå consideratå.

1.5.1.2. Considerente practice. Succesul unui program de biomonitoring, de exemplu, este dependent de abilitatea de a colecta date consistente pentru o perioada lungå de timp, lucru care este direct dependent de aplicarea practicå a metodologiilor de lucru. Considerentele (criteriile) practice includ costurile de monitoring, experien¡a personalului s.a. Un element important îl constituie ¿i faptul cå nu fiecare caracteristicå cantitativå trebuie så fie måsuratå, cu excep¡ia când se revendicå direct aceasta. Este mult mai importantå o gamå de date cantitative ¿i calitative de la un numår larg de puncte, decât a se focaliza un numår restrâns de puncte.

1.5.1.3. Considerente programatice. Dacå datele ob¡inute nu sunt conforme obiectivelor originale, chiar dacå corespund din punct de vedere ¿tiin¡ific, ele nu sunt relevante ¿i trebuie refåcute.

1.5.2. INDICATORI PENTRU OBIECTIVE DE MANAGEMENT

Tabelul 1.5 redå categoriile de indicatori prioritari pentru monitorizarea calitå¡ii resurselor de apå considera¡i ca utilizabili pentru obiectivele de management. Indicatorii sunt grupa¡i în trei categorii generale: (1) sånåtate umanå, (2) sånåtate ecologicå, (3) de interes economic, fiind raporta¡i la ¿ase domenii de utilizare a apei care reprezintå în final obiectivele specifice de management.

25

Tabelul 1.5

Indicatori pentru obiective de management; categorii de obiective de management

Sånåtate umanå Sånåtate ecologicå Interese economice

Grupa de indicatori

Consum de pe¿ti, vie¡ui-toare acvatice

Alimen-tåri cu apå potabilå, industrie alimen-tarå

Recreere

(pescuit, înot)

Via¡a ac-vaticå ¿i semiacvaticå (specii protejate ¿i acva-culturå)

Industrie, ape de råcire

Energie ¿i transport

Agricul-turå

(iriga¡ii)

Silvicul-turå

RÅSPUNS BIOLOGIC ªI EXPUNERE (direct)

Macro-nevertebrate

x xx xx x

Pe¿ti xx xx xx x

Via¡a semiacvaticå

x xx xx x

Patogeni xx xx xx xx

Fito-plancton xx x x xx xx

Perifiton xx

Plante acvatice/ semiaerate

x xx x x x

Zoo-plancton x x x x

EXPUNERE CHIMICÅ

Chimia apei/ miros/gust

x xx xx xx x xx

Chimia sedimentelor

x x x xx xx x

Chimia ¡esuturilor de plante/animale

xx x xx x

HABITAT FIZIC

Caracteristici hidrologice

x xx x xx xx xx

Temperatura apei x x xx xx x

Geomorfologie ¿i sedimente

x x xx xx xx xx

26

Tabelul 1.5 (continuare)

Sånåtate umanå Sånåtate ecologicå Interese economice

Grupa de indicatori

Consum de pe¿ti, vie¡ui-toare acvatice

Alimen-tåri cu apå potabilå, industrie alimen-tarå

Recreere

(pescuit, înot)

Via¡a ac-vaticå ¿i semiacvaticå (specii protejate ¿i acva-culturå)

Industrie, ape de råcire

Energie ¿i transport

Agricul-turå

(iriga¡ii)

Silvicul-turå

Caracteristici fizice

x x xx xx xx xx

Zone riverane x xx xx xx x xx

AGENºI DE STRESS APÅ

Utilizåri teren x x x x x

Localitå¡i a¿ezåri umane

x x x x x

Ariile xx reprezintå indicatori primari recomanda¡i; matricea prezintå indicatorii recomanda¡i de mediu pentru atingerea obiectivelor de management-situa¡ia existentå ¿i tendin¡e la ape de suprafa¡å (matrice sumarå); indicatorii demonstreazå concordan¡a dintre o resurså de apå, din punct de vedere al calitå¡ii pentru un obiectiv sau activitate de management ¿i nu demonstreazå efectul obiectivului de management asupra resursei de apå.

Categoriile de indicatori prezentate în tabel acoperå måsuri specifice multiple. Astfel, determinårile la categoria macronevertebrate pot fi derivate din date privitoare la comunitå¡i de popula¡ii, toxicitate letalå ¿i subletalå. La categoria de expunere chimicå /chimia apei se includ starea de oxidare, tåria ionicå, nutrien¡ii, chimicalele poten¡ial periculoase în: (1) apå, (2) sedimente ¿i (3) organisme-bioacumulare. Indicatorii referitori la habitatul fizic includ cantitatea de apå, temperatura, suspensiile/ turbiditatea, sedimentele, substratul de fund, geomorfologia ¿i vegeta¡ia riveranå. Agen¡ii de stresare cuprind utilizårile terenului din vecinatate, vegeta¡ia, aplicarea de chimicale, apele uzate, depunerile acide, poten¡ialul de reaerare, modificårile de debite, indicatorii de sedimentare ¿i localitå¡ile.

1.5.3. INDICATORI PENTRU CARACTERIZAREA STÅRII PREZENTE ªI A TENDINºELOR

În esen¡å, ace¿tia se referå la: 1. indicatori de råspuns biologic ¿i expunere; 2. indicatori de expunere chimicå ¿i råspuns;

27

3. indicatori ai habitatului fizic; 4. indicatori ai agen¡ilor de stresare.

1.5.4. ABORDARE MULTIMETRICÅ PENTRU DESCRIEREA

CONDIºIILOR ECOLOGICE

O evaluare cu acurate¡e a integritå¡ilor biologice necesitå o metodå care integreazå råspunsurile biotice, pornind de la nivelele individuale ecosistemelor. Studiile ecologice sunt dirijate, de regulå, asupra unui numår limitat de parametri, care pot include unul sau mai multe din urmåtoarele elemente: distribu¡ia de specii, abunden¡a, estimarea productivitå¡ii. În general, parametrii sunt interpreta¡i separat, cu o prezentare sumarå asupra sånåtå¡ii globale a sistemului, lucru ce poate så nu reflecte în totalitate sånåtatea ecologicå. O alternativå o constituie analiza matricialå multimetricå, care permite a integra informa¡iile de la individ, popula¡ie, comunitate ¿i nivele ale ecosistemului (fig. 1.2).

STRUCTURA COMPOZIºIE CONDIºII PROCESE PROCESE COMUNITATE TAXONOMICÅ INDIVIDUALE BIOLOGICE

BOGźIA TAXON IDENTITATE BOLI DINAMICI TROFICE ABUNDENºÅ SENSIBILITATE ANOMALII PRODUCTIVITATE RELATIVÅ (intoleran¡å) DOMINANºA RARE / NIVELE RATA DE AMENINºATE CONTAMINATE RECRUTARE RATE METABOLICE EVALUARE BIOLOGICÅ

Fig. 1.2. Structura organiza¡ionalå a atributelor ce trebuie încorporate într-o evaluare biologicå.

28

1.5.5. COMPARABILITATEA METODELOR DE COLECTARE A DATELOR

Experien¡a Agen¡iei de Protec¡ia Mediului din SUA, din perioada 1970-1975, a scos în eviden¡å o serie de dificultå¡i în compararea datelor furnizate de organiza¡iile statale, în principal datoritå urmåtoarelor cauze:

− Obiectivele programelor de colectare a datelor au fost mai pu¡in riguroase decât cerin¡ele sau de multe ori nu erau cunoscute.

− Informa¡iile privitoare la date, cum ar fi limita de detec¡ie, precizie, eroarea, metodele de prelevare/ manipulare probe erau greu disponibile.

− Informa¡iile legate de metodele analitice ¿i asigurarea calitå¡ii erau greu accesibile.

− Controlul calitå¡ii lan¡ului intrare date-stocare-transfer, de asemenea, era necunoscut.

Drept rezultat, dupå anul 1975, a fost instituit un sistem riguros de control al calitå¡ii datelor pe fiecare verigå a procesului de ob¡inere, începând cu recoltarea, pânå la procesarea ¿i interpretarea lor. Comparabilitatea datelor este definitå ca fiind o caracteristicå ce permite ca datele provenite din multiple surse så fie definibile calitativ, astfel încât så poatå fi folosite la scopuri care pot diferi de cele pentru care au fost generate. Aceastå cerin¡å se aplicå atât în condi¡ii de teren, cât ¿i de laborator, la måsuråtori fizice, chimice ¿i biologice, cu un grad de detaliere înså diferen¡iat.

1.5.5.1. Practici de prelaborator. Este de mult recunoscut faptul cå probele prelevate trebuie så fie reprezentative, respectiv så reflecte cât mai fidel caracteristicile fizico-chimice ¿i biologice din mediul analizat. Problemele legate de tehnicile de prelaborator, cum ar fi prelevarea, tratarea prealabilå a probei (filtrare, centrifugare), fixarea (conservarea), îmbutelierea ¿i transportul, au creat ¿i conduc la o serie de dificultå¡i în asigurarea calitå¡ii datelor, îndeosebi din cauza contaminårii pe teren a e¿antioanelor recoltate. Modificarea presiunii la filtrare sau a volumului filtrat poate conduce la diferen¡e substan¡iale ale concentra¡iilor de fier, mangan sau clorofilå, determinate la aceea¿i probå cu acela¿i material filtrant. În acest scop, se întocmesc protocoale detaliate, în care sunt prezentate condi¡iile de lucru, tehnicile echivalente ¿i testele de validare specifice.

1.5.5.2. Practici de laborator. Existå douå modalitå¡i generale aplicabile la ob¡inerea unor date comparabile. Prima, constå în aplicarea unor procedee analitice identice, alternativå care prezintå dezavantajul cå nu întotdeauna acestea sunt accesibile la toate laboratoarele. Cea de-a doua variantå se bazeazå pe adoptarea unei metode care så îndeplineascå cerin¡ele de calitate, fårå ca aceasta så fie obligatorie, aceea¿i la toate laboratoarele. Aceastå din urmå procedurå, denumitå ¿i Sistem Analitic Bazat pe Performan¡e (SABP), are în

29

vedere atingerea tuturor criteriilor de performan¡e solicitate-precizie/ eroare/sensibilitate/selectivitate/limitå de detec¡ie. În vederea implementårii procedurii SABP, trebuie definite ¿i aplicate o serie de concepte, cum ar fi:

− obiectivele de calitate a datelor trebuie definite realist ¿i în concordan¡å cu necesitå¡ile locale solicitate de calitatea datelor urmårite;

− metodele de referin¡å (validate) trebuie så fie disponibile la toate labora-toarele angrenate;

− metodele selectate trebuie så aibå cel pu¡in acelea¿i performan¡e ca ¿i metodele de referin¡å.

Dacå un laborator selec¡ioneazå o metodå, alta decât cea de referin¡å, trebuie urmårite o serie de criterii, cum ar fi:

− specificarea metodei de referin¡å; − devia¡ii de la metodå (cu explica¡ii); − rezultatele la proba martor; − rezultatele la proba de referin¡å; − rezultatele determinårilor pe probe duble cu adaos cunoscut, cât ¿i pe

probe paralele recoltate din acela¿i punct; − verificåri de etaloane; − limite de detec¡ie; − mod de recoltare ¿i fixare probå.

Criteriile de control statistic pe måsuråtori paralele ¿i etalonåri trebuie stabilite func¡ie de precizia solicitatå. Limitele de eroare sunt determinate prin analiza de probe cu adaos cunoscut ¿i materiale de referin¡å standard. O fazå importantå o constituie acreditarea periodicå a laboratorului, conform normelor ISO (25) care se referå la:

(1) organizare ¿i management; (2) auditul ¿i revizuirea sistemului de calitate; (3) personal; (4) condi¡ii ¿i mediu de lucru; (5) echipamente, materiale de referin¡å; (6) etalonåri; (7) metode de testare; (8) manipularea etaloanelor ¿i probelor test; (9) înregistråri; (10) certificate ¿i raportåri; (11) subcontracte de etalonare ¿i testare; (12) suport extern ¿i aprovizionare; (13) conformåri.

30

În tabelul 1.6 sunt redate elementele programatice ¿i resursele necesare asigurårii comparabilitå¡ii datelor.

Tabelul 1.6

Resurse necesare pentru suportarea unui plan de asigurare a comparabilitå¡ii datelor

Teren Laborator

fiz. chim. biol. fiz. chim. biol.

Metode de referin¡å x x x x x x

Materiale de referin¡å x x x

Colec¡ii de referin¡å x

Puncte de referin¡å x x x

Evaluare performan¡e/ materiale de etalonare

x x x x x x

Acreditare laborator x x x

Programe de pregåtire personal

x x x x x x

Asigurare tehnicå de calcul, acces la metode de referin¡å ¿i Metoda de Comparare a Datelor

x x x x x x

Metoda Comparare Date x x x x x x

1.5.5.3. Marcarea datelor. Urmåtoarele elemente trebuie så fie stocate în baza de date ¿i precizate în buletinul de analizå:

− parametrul, constituientul sau determinantul identificat (precizându-se ¿i numårul Chem. Abs. dacå este cunoscut);

− matricea probei-caracterizare condi¡ii;

− metoda (tehnica) aplicatå-recoltare, manipulare, analizå, evaluare;

− valoarea måsuratå-concentra¡ie, popula¡ie, propor¡ii;

− localizare (longitudine, latitudine), punct;

− data ¿i ora;

− cine a recoltat ¿i analizat proba;

− sursa de date-programul de monitoring;

− indica¡ii asupra calitå¡ii datelor (inclusiv descriptori calitativi, cum ar fi precizia, eroarea, limita de detec¡ie ¿.a).

31

2

MANAGEMENTUL TOTAL AL CALITźII APELOR

Dupå cum s-a subliniat la capitolul 1, problemele privitoare la gospodårirea apelor, modul de rezolvare a acestora, sunt determinate ¿i influen¡ate de factorii politici ¿i economici care se reflectå direct în eviden¡ierea ¿i direc¡ionarea necesitå¡ilor de monitoring, dezvoltarea sau restrângerea activitå¡ilor aferente la o anumitå etapå. Managementul Total al Calitå¡ii Apelor (MTCA) constituie în acest sens o componentå principalå a gospodåririi apelor, reprezentând un ciclu care fundamenteazå modalitå¡ile optime de proiectare a re¡elelor de monitoring, necesitå¡ile pe termen scurt ¿i mediu, în vederea prevenirii situa¡iilor când apar cerin¡e care nu pot fi rezolvate, ca efect al inexisten¡ei suportului de monitoring sau invers, derularea unui program de monitoring fårå a exista o cerin¡å în aceastå direc¡ie.

2.1. OBIECTIVE ªI FUNCºIUNI SPECIFICE MANAGEMENTULUI

TOTAL AL CALITźII APELOR

O strategie viabilå în dezvoltarea programelor de monitoring la nivel de bazin hidrografic (na¡ional ¿i/ sau transna¡ional) trebuie så aibå la bazå criteriul de producere a informa¡iilor necesare, cu o balan¡å cost-eficien¡å pozitivå. Elementele fundamentale ale unei strategii de monitoring derivå din ciclul de calitate, care include urmåtoarele etape:

− analize privitoare la necesitatea de informa¡ii (reglementåri, evaluåri, alarmåri în situa¡ii de urgen¡å, bilan¡uri de fluxuri masice, de poluan¡i etc.);

− analize asupra datelor locale disponibile pentru proiectarea programului de monitoring;

− definirea metodelor ce urmeazå a fi utilizate în manipularea ¿i interpretarea datelor;

− proiectarea programului de monitoring;

− implementarea fiecårui program de monitoring-elemente de ordin financiar;

32

− procesarea datelor, erori de manipulare, procedee de acceptare;

− analize de date ¿i interpretare;

− prezentarea ¿i raportarea datelor.

De subliniat faptul cå definirea unei strategii de monitoring interna¡ional implicå ¿i stabilirea elementelor specifice de gospodårire a apelor transfrontierå (elemente de management tehnic, capabilitå¡i legislative ¿i de reglementåri, rolul diferitelor institu¡ii angrenate).

2.2. LOCUL ªI ROLUL MANAGEMENTULUI CALITźII APELOR

ÎN ACTIVITATEA DE MONITORING

Figura 2.1 prezintå o imagine de ansamblu privitoare la ciclul MTCA în activitatea de gospodårire a apelor în lan¡ul: necesitå¡i - strategie/ proiectare re¡ea de monitoring - implementare - colectare date - manipulare - interpretare - raportare.

Elemente Probleme de Elemente financiare gospodårirea politice

Raportare Necesitå¡i Interpretare Strategie ¿i proiectare Manipulare date Implementare Colectare date

Fig. 2.1. Ciclul MTCA în activitatea de monitoring.

33

O serie de condi¡ii pot avea înså un rol limitativ în aplicarea ciclului MTCA:

− se porne¿te de la premiza ca toate necesitå¡ile pot fi definite ¿i exprimate ca strategie ¿i proiectare;

− se anticipeazå cå etapa de implementare va asigura în totalitate cerin¡ele de proiectare;

− se considerå cå faza de colectare a datelor nu va fi influen¡atå de factori externi, neprevåzu¡i;

− se anticipeazå cå interpretarea datelor se va desfå¿ura fårå a se reveni la modificåri ale fazelor de proiectare, respectiv colectare de date (feed-back);

− se acceptå premiza cå raportårile vor råspunde în totalitate la termenii de referin¡å stabili¡i ini¡ial;

− se considerå cå activitatea globalå de management al apelor, inclusiv sectorul aferent de monitoring, nu va fi influen¡atå de elemente conjuncturale (de ordin financiar, în spe¡å).

2.3. PROGRAMUL DE MONITORING AL CALITźII RINULUI

Istoricul programului de monitoring al calitå¡ii apelor Rinului constituie un exemplu elocvent asupra modului în care MTCA a fost implementat la scarå transna¡ionalå. La nivelul anului 1950, ca rezultat al solicitårilor periodice prezentate de cåtre Olanda, a fost instituitå o Comisie de cooperare Interna¡ionalå (Elve¡ia, Germania, Fran¡a, Olanda, Luxemburg) pentru Protec¡ia Rinului (CIPR). La vremea respectivå, Olanda a eviden¡iat faptul cå apele Rinului, pe teritoriul propriu, se caracterizeazå prin concentra¡ii ridicate de fenoli ¿i såruri, ca rezultat al poluårilor din amonte (Germania), care afecteazå în mare måsurå alimentårile cu apå. ¥n anul 1963, prin Conven¡ia de la Berna, s-au creionat elementele de referin¡å pentru o legisla¡ie interna¡ionalå aferentå Rinului, respectiv: (1) carac-terizarea tipurilor ¿i importan¡a surselor de poluare; (2) prezentarea de cåtre toate ¡årile cosemnatare a unor måsuri adecvate de protec¡ie ¿i (3) pregåtirea unei Conven¡ii pentru Protec¡ia Rinului. Ulterior, în anul 1976, CEE s-a implicat ca membru cu drepturi depline al Comisiei, în acela¿i an fiind promovate o în¡elegere privitoare la poluarea chimicå ¿i Conven¡ia legatå de poluarea cu cloruri.

În anul 1987 a fost elaborat Programul de Ac¡iuni pentru Rin. O analizå sinteticå a metodelor ¿i obiectelor urmårite prin Programul Rinului este redatå în tabelul 2.1, urmåtoarele observa¡ii desprinzându-se în acest sens:

34

a) Programul de monitoring al calitå¡ii apelor din bazinul hidrografic Rin s-a dezvoltat periodic; astfel, în primii ani (1950), comisia de exper¡i a decis ca re¡eaua de supraveghere så se limiteze la ¿ase sta¡ii la care se prelevau probe instantanee, pentru care se efectuau analize de pH, oxigen dizolvat, ,

, , ¿i compu¿i fenolici, în paralel cu înregistrarea temperaturii ¿i

debitului. Obiectivele se limitau la evaluarea încårcårilor provenite de la ape menajere ¿i industriale. Dovedindu-se insuficientå ¿i nerelevantå, re¡eaua a fost extinså (1960) prin recoltåri de 26 probe/ an, incluzându-se determinåri de

, duritate ¿i radioactivitate.

5CBO+4NH −

3NO −Cl

−24SO

Tabelul 2.1

Evolu¡ia în timp a obiectivelor ¿i metodelor adoptate în Programul Rinului

Perioada Metode Obiective

1950 Abordare administrativå.

→ parametri externi.

Alimentåri cu apå/ migrare salmoniculturå.

→ demonstrarea problemelor.

1970

Abordare ¿tiin¡ificå.

→ probleme legate de monitoring-sedimente, biocontaminan¡i.

Ac¡iuni, schimb de informa¡ii.

→ propuneri de solu¡ii eficiente pentru factori de decizie, implicarea publicului.

1990

Abordare opera¡ionalå, feed-back.

→ extinderea politicii de monitoring de la abordarea chimicå la cea ecologicå.

Extinderea obiectivelor de calitate a apei ¿i ecologie.

→ îmbunåtå¡irea ecosistemelor alimentårii cu apå, reutilizarea sedimentelor, protec¡ia Mårii Nordului.

b) La nivelul anilor 1970, ini¡ial, rapoartele erau prezentate anual, cu

inten¡ia participårii guvernelor interesate; ulterior, acest sistem a fost schimbat la o frecven¡å de trei ani. Principalul rezultat l-a constituit luarea unor decizii opera¡ionale pe parcursul conferin¡elor ministeriale (poluarea cu cloruri ¿i cea chimicå). În acela¿i timp, s-au inclus în programul de monitoring noi parametri, corespunzåtori problemelor identificate, cum ar fi: , mercurul, activitatea

în tritiu, determinåri de metale (Pb, Cu, Ni, Zn, Co, Cr, As, Se) ¿i de carbon organic total.

TotalP

c) Din interpretarea datelor ¿i ca rezultat al propunerilor comisiei de exper¡i, s-au promovat noi tipuri de determinåri, respectiv legate de poluarea sedimentelor, introducerea de prelevåri continue, evaluåri de fluxuri de debite masice în poluan¡i. În paralel, s-au propus noi obiective care includ abordarea

35

integratå a gradului de poluare (apå, sedimente, suspensii), raportarea la Obiectivele de Calitate a Apei (se implementeazå noi obiective), verificarea din punct de vedere ecotoxicologic ¿i caracterizarea evolu¡iei temporale, chiar în situa¡iile la care concentra¡iile s-au situat sub limita de detec¡ie.

d) Acest gen de program de monitoring, cuprinzând de la ce putem, la ceea ce realmente avem nevoie, incluzând elemente de ecotoxicologie, a revendicat o serie de informa¡ii de ordin ecologic care în prezent sunt incluse în activitatea de supraveghere.

2.4. PROGRAMUL DE IMPLEMENTARE A STRATEGIEI

DE MONITORING TRANSNAºIONAL

PENTRU BAZINUL HIDROGRAFIC AL DUNÅRII

Acest program a fost ini¡iat în februarie 1991, ca fazå premergåtoare negocierilor pentru promovarea unei conven¡ii de protec¡ie ¿i management la nivelul bazinului hidrografic al Dunårii, ca o fazå superioarå Declara¡iei de la Bucure¿ti (1985). Primii trei ani au inclus o serie de studii de preinvesti¡ii ¿i cercetåri regionale, complementare cu menirea de suport în dezvoltarea unui Plan de Ac¡iuni Strategice. La 6 decembrie 1994, la Conferin¡a Interministerialå de la Bucure¿ti, s-au identificat patru obiective globale de ac¡iune:

1. îmbunåtå¡irea ecosistemelor acvatice ¿i biodiversitå¡ii la nivelul bazinului hidrografic Dunåre ¿i reducerea încårcårilor de poluan¡i ce intrå în Marea Neagrå;

2. men¡inerea într-o primå fazå ¿i îmbunåtå¡irea calitå¡ii apelor din bazinul hidrografic Dunåre;

3. controlul poluårilor accidentale;

4. dezvoltarea cooperårii regionale în gospodårirea apelor.

2.4.1. OBIECTIVE ALE AGENºIEI EUROPENE DE MEDIU

Centrul European pe Probleme de Ape Interioare (CEPA/ETC/IW) a fost nominalizat în ianuarie 1995 de cåtre Agen¡ia Europeanå de Mediu (AEM/EEA), având misiunea de a ac¡iona ca un centru de expertizå al Agen¡iei ¿i de a se implica în programele de cercetare multianualå ale acesteia. Pentru primii ani ai programului, obiectivul principal l-a reprezentat proiectarea re¡elei de monitoring al resurselor de apå de suprafa¡å la nivel continental.

36

Agen¡iei Europene de Mediu îi revine sarcina de a institui o surså viabilå de informa¡ii de mediu pe baza programelor na¡ionale ¿i interna¡ionale. Perioada 1995-1996 urmeazå a se continua cu un obiectiv mai larg de monitoring, respectiv ob¡inerea periodicå de informa¡ii cantitative ¿i compara-bile privind calitatea apelor interioare (ape subterane, lacuri naturale ¿i artificiale, râuri, estuare) de la toate statele afiliate Agen¡iei, astfel încât så se poatå face compara¡ii spa¡io-temporale în vederea definirii, cuantificårii ¿i monitorizårii problemelor de mediu asociate cu apele interioare din Europa. De subliniat cå re¡eaua de monitoring europeanå are la bazå re¡elele na¡ionale ¿i transna¡ionale existente, apelându-se deci la sursele de informa¡ii furnizate de acestea (date agregate). Evident cå acest lucru impune validarea elementelor cheie, cum ar fi confiden¡a statisticå, frecven¡ele de prelevare, metodologiile de analizå (performan¡e, asigurarea calitå¡ii datelor analitice, limite de detec¡ie etc.).

2.4.1.1. Arii de monitorizare a func¡iunii. Conferin¡a Pan-Europeanå a Ministerelor de Mediu de la Dobris (1991) a ini¡iat elaborarea unui Raport privind Starea Mediului din Europa, de aceastå ac¡iune råspunzând Comisia Europeanå. Cu aceastå ocazie s-a desprins necesitatea asigurårii de date comparabile cu posibilitatea de a fi utilizate la dezvoltarea unor politici eficiente de mediu la nivel continental. În acest sens, s-au identificat o serie de lipsuri semnificative în informa¡iile de monitoring:

− absen¡a statisticilor regionale privind resursele de apå, cu prezentarea consumurilor specifice de apå în prezent ¿i prognoza de viitor;

− inexisten¡a unor date comparabile ¿i viabile privitoare la resursele de ape subterane ¿i calitatea acestora;

− dificultå¡i majore în compararea datelor referitoare la calitatea apelor de suprafa¡å - în spe¡å legate de râuri ¿i lacuri mici;

− date incomplete la micropoluan¡i organici, metale ¿i radioactivitate;

− evaluårile de biomonitoring la râuri se bazeazå pe o gamå variatå de metode fiind practic imposibil a se compara;

− existå mari diferen¡e în organizarea bazelor na¡ionale de date ale calitå¡ii apelor.

Drept consecin¡å, cea de a treia Conferin¡å UNECE a Mini¿trilor de Mediu (Sofia, octombrie 1995) a mandatat Agen¡ia Europeanå de Mediu så abordeze ¿i så rezolve toate problemele enumerate mai sus pânå la întrunirea viitoare (1998).

În colaborare cu programul PHARE, s-au ini¡iat douå proiecte privitoare la armonizarea re¡elelor de monitoring a apelor interioare, la care sunt cooptate

37

unsprezece ¡åri. Alåturi de func¡iunile clasice de monitoring, se urmåre¿te ¿i investigarea factorilor de presiune asupra mediului, posibilitå¡i de remediere ¿i diverse scenarii legate de strategiile de dezvoltare. Exemplele cele mai relevante privitoare la dezvoltarea func¡iunilor de monitorizare a debitelor de apå ¿i a celor masice asociate pentru diferite clase de poluan¡i se referå la:

− dezvoltarea durabilå - extinderea modelelor de dezvoltare de la cele ba-zate pe volume de apå ¿i distribu¡ie temporalå la abordarea calitå¡ii resurselor de apå, men¡inerea ¿i prezervarea mediilor acvatice;

− definirea debitelor acceptabile de mediu ¿i a standardelor de calitate;

− evaluarea impacturilor cauzate de schimbårile climatice, examinarea implica¡iilor pentru managementul de apå ¿i mediu (spre exemplu, dezvoltarea programelor de monitoring pentru situa¡iile extreme ale debitelor de apå, prognoza schimbårilor posibile în frecven¡ele extreme, revizuirea practicilor operate la iriga¡ii ¿i agriculturå);

− monitorizarea ¿i predic¡ia fluxurilor de specii chimice ¿i suspensii, corelat cu schimbårile posibile ale regimului hidrologic;

− impactul prelevårilor din ape subterane asupra modificårii debitului de bazå;

− efecte negative induse de activitå¡ile antropice asupra regimului hidrologic la fluvii;

− aprofundarea cuno¿tin¡elor/bazelor de date privind interac¡iunile complexe dintre debite ¿i concentra¡ii;

− evaluarea intrårilor la cursuri de apå/måri/oceane sensibile la poluare; repartizarea la nivel de bazine hidrografice/sisteme de râuri/¡åri;

− necesitatea prevederii unor clase de sta¡ii de monitoring pentru måsurarea debitului masic asociat (tranzituri de încårcåri ¿i poluan¡i);

− extinderea sistemului de ierarhizare a sta¡iilor de monitoring– referin¡å, de bazå, reprezentative ¿i de impact– la nivel na¡ional ¿i transfrontierå.

2.4.1.2. Clasificåri actuale ale tipurilor de sta¡ii de monitoring la nivel transfrontierå. Pentru Agen¡ia de Mediu din Europa sunt relevante trei tipuri de sta¡ii de monitoring al apelor:

1. sta¡ii de referin¡å care permit ob¡inerea de informa¡ii privitoare la calitatea apelor naturale ¿i identificarea acesteia în timp;

2. sta¡ii de flux tranzitat între medii specifice (râuri, lacuri) la nivel na¡ional, regional ¿i european;

3. sta¡ii reprezentative care dau o evaluare asupra calitå¡ii generale a apelor din Europa.

38

Un element de bazå îl constituie gradul de reprezentativitate al re¡elelor enumerate mai sus pentru cuantificarea resurselor de apå la nivel na¡ional ¿i european. Corelat cu aceasta, trebuie ¡inut cont ¿i de modul de cuantificare a unor probleme ale mediului acvatic (acidifierea unor cursuri de apå curgåtoare sau eutrofizarea unor lacuri). În prezent, existå proceduri ce pot fi aplicate pentru determinarea gradului de reprezentativitate statisticå a unei probe de popula¡ie în totalul popula¡iei, prin popula¡ie în¡elegându-se numårul de tipuri de ape investigate (de exemplu, toate râurile mici, toate lacurile etc). În plus, gradul de reprezentativitate trebuie raportat la cerin¡ele interna¡ionale ¿i obliga¡iile pentru activitatea de monitoring, cât ¿i la cele privitoare la con¡inutul de informa¡ii al oricårui organism de reglementare, cum este AEM. De men¡ionat cå multe dintre sursele de informa¡ii pentru modul de abordare prezentat mai sus sunt ori incomplete (nivel na¡ional), ori dificil de ob¡inut în timp util (în spe¡å, la cursurile de apå cu debite scåzute sau privitor la varia¡ia spa¡io-temporalå a determinan¡ilor în/¿i între cursuri de apå). Pentru depå¿irea acestui inconvenient, op¡iunea practicatå de cåtre AEM constå în subdivizarea unor por¡iuni reprezentative din cadrul resurselor totale de apå în proiectarea re¡elei de monitoring. Aceasta corespunde cu stratificarea popula¡iei statistice totale (de exemplu, toate râurile) în substrate relativ omogene, care reprezintå, în final, structura re¡elei de monitoring la nivel na¡ional.

2.4.2. PROGRAMUL DE MONITORING

DIN CADRUL DECLARAºIEI DE LA BUCUREªTI

La nivelul anilor 1980 s-a pus problema unei cooperåri regionale ¿i a unei coordonåri a ac¡iunilor privitoare la protec¡ia calitå¡ii fluviului Dunårea. În 1985 a fost semnatå în acest sens Declara¡ia de la Bucure¿ti privind gospodårirea

apelor fluviului Dunårea, protec¡ia acestora ¿i a afluen¡ilor de poluare. Cu aceastå ocazie a fost instituit primul sistem de monitoring transna¡ional, devenit opera¡ional din anul 1988.

2.4.2.1. Obiective urmårite. Se disting trei tipuri de obiective care stau la baza activitå¡ilor derulate prin Declara¡ia de la Bucure¿ti: (1) generale; (2) speci-fice ¿i (3) prospective, dupå cum urmeazå:

♦ Obiective generale: − Conservarea resurselor de apå ¿i utilizarea ra¡ionalå a acestora, prevenirea ¿i controlul poluårii fluviului Dunårea, ca o parte integrantå a politicilor na¡ionale a ¡årilor dunårene în contextul general al gospodåririi apelor ¿i protec¡ia mediului:

• abordarea durabilå a alimentårilor cu apå din Dunåre;

39

• abordarea preventivå-måsuri de protec¡ie fa¡å de poluårile cauzate de substan¡e periculoase ¿i radioactive;

• reducerea gradualå a poluårii, ¡inându-se cont de necesitå¡ile de protec¡ie ecologicå a apelor Dunårii;

− Cooperare interna¡ionalå pe termen lung în baza acordurilor multi- ¿i bi-laterale, în vederea:

• supravegherii sistematice a calitå¡ii apelor Dunårii;

• elaborårii unor programe ¿i metodologii comune pentru activitå¡ile de monitoring;

• ob¡inerii unor date comparabile.

Dupå cum se observå, încå de la nivelul anilor 1985, elementele de protec¡ia calitå¡ii apelor Dunårii au fost incluse în managementul general al apelor ¿i integrate în cadrul conferit de protec¡ia mediului. O serie de noi concepte, pentru etapa respectivå au fost, de asemenea, promovate: protec¡ie ecologicå, abordare durabilå, abordare preventivå, reducerea etapizatå a poluårii, automonitoring, program interna¡ional de monitoring, re¡ea transna¡ionalå de supraveghere, intercompararea datelor (sistemul AQC).

♦ Obiective specifice. Acestea se referå la trei activitå¡i principale:

− monitoring;

− laborator;

− managementul de informa¡ii. A. Obiective de monitoring:

− Criterii comune la proiectarea re¡elei de monitoring: pentru sta¡iile de monitoring au fost considerate sec¡iunile care intersecteazå grani¡ele sau reprezintå intrarea, respectiv ie¿irea din tronsonul comun a douå ¡åri riverane, în baza unor acorduri bilaterale.

− Alåturi de re¡eaua (sta¡iile) de bazå, de asemenea, prin în¡elegeri bilaterale se mai pot include ¿i alte sta¡ii de monitoring, dupå cum urmeazå:

• amonte ¿i aval de confluen¡ele cu principalii afluen¡i ai Dunårii;

• aval de evacuårile principalelor ora¿e riverane ¿i de acumulåri majore;

• pe bra¡ele Chilia, Sulina ¿i Sf. Gheorghe, la descårcarea în Marea Neagrå.

B. Obiective de laborator:

− schimb reciproc de informa¡ii privitoare la metodele de prelevare ¿i analizå fizico-chimicå;

40

− instituirea unei faze experimentale de ¿ase luni pentru agreerea unor metode comune de analizå; − studii asupra posibilitå¡ilor de implementare a unor sta¡ii automate de monitoring; − intercompararea (agreerea ¿i agregarea) rezultatelor analitice; − schimb reciproc de informa¡ii privind poluårile accidentale ¿i måsuri de prevenire.

C. Managementul de informa¡ii:

− Prelucrarea ¿i interpretarea datelor are la bazå urmåtoarele elemente: (1) analiza varia¡iei spa¡iale la acela¿i an a calitå¡ii apei pentru fiecare tronson considerat (ie¿ire/ intrare) ¿i (2) analiza varia¡iei temporale (calitatea apei fiecårui tronson, raportatå la cea determinatå cu un an anterior).

− Schimb de informa¡ii legate de tehnologii de epurare, metode analitice ¿i standarde na¡ionale de calitate a apelor.

De asemenea, în cadrul obiectivelor specifice s-au mai prevåzut criterii de proiectare a re¡elelor de emisii ¿i imisii, controlul poluårii (evaluare de risc ¿i management), viabilitatea datelor analitice– programe de intercomparare.

♦ Obiective prospective:

− Extinderea de la statutul de Declara¡ie la cel de Conven¡ie Interna¡ionalå, printr-o procedurå etapizatå.

− Protec¡ia, conservarea ¿i îmbunåtå¡irea condi¡iilor de mediu, în baza cre¿terii responsabilitå¡ilor fa¡å de combaterea poluårii.

2.4.2.2. Re¡eaua de monitoring. La nivelul anului 1985, re¡eaua cuprindea Germania, Austria, Cehoslovacia, Ungaria, Iugoslavia, Bulgaria, România ¿i URSS, în baza a unsprezece sta¡ii (tab. 2.2), cu urmåtoarele men¡iuni:

(1) pe tronsoanele comune, probele de apå sunt recoltate de cåtre ambele ¡åri riverane, în baza unui grafic stabilit de comun acord;

(2) de regulå, pentru aceea¿i sec¡iune se preleveazå trei probe (firul apei, mal stâng, mal drept);

(3) la momentul prelevårii se måsoarå ¿i nivelul, în scopul determinårii debitului de apå al celui masic asociat de poluan¡i;

(4) frecven¡a de prelevare este de douåsprezece probe pe an;

(5) gama de parametri (grupa¡i în trei perioade de timp) se referå la analize de probe de apå omogenizatå fårå o filtrare prelabilå (tab. 2.3);

41

Tabelul 2.2

Sta¡iile de monitoring al calitå¡ii apelor Dunårii conform Declara¡iei de la Bucure¿ti (1987)

Nr. Sta¡ie de monitoring

ºara Km Amplasament

1. Jochenstein Germania/Austria 2203,8 -

2. Wolfsthal-Bratislava Austria/Slovacia 1873,0 -

3. Medvedev-Medve Slovacia/Ungaria 1806,4 -

4. Cob-Szob Slovacia/Ungaria 1707,3 -

5. Mohacs-Bezdan Slovacia/Ungaria 1455,0 -

6. Banatska-Palanka Ungaria/Iugoslavia 1076,0 -

7. Gruia-Raduievac Iugoslavia/România 851,0 -

8. Pristol-Novoselo România/Iugoslavia 833,6 am. Jiu ¿i am. Timok

9. Chiciu-Silistra România/Bulgaria 375,0 am. Jiu ¿i am. Timok

10. Reni Ucraina/România 166,0 av. Prut

11. Vâlcov România/Ucraina 18,0 bra¡ Chilia

Tabelul 2.3

Parametrii urmåri¡i prin Declara¡ia de la Bucure¿ti

Nr Defini¡ie Parametri Perioada

1. Indicatori generali (1) temperatura apa, (2) transparen¡a apei, (3) materii în suspensie

I

2. Indicatori ai regimului de oxigen

(4) O.D., (5) CCO-Mn,

(6) CCO-Cr, (7) 5CBOI

3. Indicatori ai mineralizårii

(8) conductivitate,(9) S.T.D.,(10) duritate,

(11) , (12) , (13) , −Cl −24SO +2Ca

(14) , (15) , (16)+2Mg +Na +K

pt.12-16:II

I

4. Capacitate de tamponare

(17) pH, (18) Alcalinitate, (19) −3HCO I

5. Nutrien¡i (20) N- , (21) N- , (22) N- +4NH −

2NO −3NO

(23) P- , (24) , (25) clorofila a −34PO TP

I

(25):II

42

Tabelul 2.3 (continuare)

Nr Defini¡ie Parametri Perioada

6. Metale grele (26) Fe, (27) Mn, (28) Zn, (29) Cu,

(30) , (31) Pb, (32) Cd, (33) Hg, (34) Ni, (35)As

+6Cr

II

7. Micropoluan¡i

organici

(36) fenoli, (37) detergen¡i, (38) produse petroliere,

(39) AOX,

(40) Pesticide

I

III

II-III

8. Indicatori microbiologici

(41) coliformi totali, (42) coliformi totali fecali, (43) bacterii

II

9.

Radioactivitate

(44) α total,

(45) β total,

(46) γ spectrometric,

(47) Tr, (48) Sr

III

I

II-III

III

(6) cele mai multe metode de analizå sunt similare cu cele practicate pe plan

mondial (ASTM/AWWA);

(7) în situa¡ii de poluåri accidentale se transmit în aval urmåtoarele date: (a) data, ora ¿i locul accidentului; (b) timpul ¿i magnitudinea poluårii accidentale; (c) måsuri luate ¿i (d) prognozarea tranzitårii undei de poluare (din punct de vedere al vitezei ¿i magnitudinii).

Programul de activitå¡i al Declara¡iei de la Bucure¿ti a fost organizat pe 3 etape:

− 1988-1990 (etapa experimentalå);

− 1991-1992 (måsuråtori generale;

− 1993 – prezent (poluan¡i specifici, alåturi de indicatori generali).

2.4.2.3. Func¡iuni urmårite. Accentul principal a fost acordat:

− caracterizårii evolu¡iei calitå¡ii apelor Dunårii, din punct de vedere spa¡io-temporal. Evaluarea fluxului masic de poluan¡i ;

− evaluårii dinamicii spa¡io-temporale ;

− încadrårii în criterii (standarde) de calitate (fazå experimentalå).

♦ Evolu¡ia spa¡io-temporalå a concentra¡iei de poluan¡i. Drept parametru statistic s-a considerat concentra¡ia medie anualå ¿i cea ponderatå cu debitul, conform urmåtoarelor rela¡ii:

43

∑

∑

∑==

12

1

12

112

1m

mi

i

yryr

Q

QC

Q

LC , (2.1)

∑ ∑==12

1

12

1mimyr QCLL , (2.2)

unde:

este debitul masic anual; yrL - debitul masic lunar; mL - concentra¡ia determinatå (lunar); iC - concentra¡ia medie ponderatå cu debitul; yrC - debitul de apå lunar. mQ

♦ Fluxul masic. Fluxul masic a fost calculat din produsul ⋅ , cu

urmåtoarele men¡iuni: yrC mQ

− calculul debitului masic asociat (fluxul) este aproximativ, atât din punct de vedere al relevan¡ei limitate a unui numår de numai douåsprezece probe pe an (una pe lunå), cât mai ales al debitului momentan; debitul mediu zilnic ¿i/sau lunar este mai reprezentativ din acest punct de vedere;

− curbele de corela¡ie ( )ii LfC = sau ( )ii QfL = sunt diferen¡iate func¡ie

de natura poluantului;

− pentru o serie de poluan¡i, în spe¡å metale grele ¿i fosfa¡i, fluxul masic tranzitat trebuie corelat cu suspensiile, iar determinårile trebuie efectuate atât pe proba omogenizatå, cât ¿i filtratå (sau la suspensii);

− existå o serie de procese fizico-chimice (sedimentare, absorb¡ie, adsorb¡ie, chemosorb¡ie pe suspensii, fotoxidare, volatilizare etc.) sau biochimice (biodegradare, asimilare la nivel de biocenoze etc.) naturale care conduc la îndepårtarea pe o perioadå de timp a speciei chimice urmårite (forme de azot, fosfor, metale), fapt care conduce la rezultate imprecise în cazul în care se extrapoleazå debitul masic asociat de la o sta¡ie la alta.

♦ ¥ncadrarea în standarde de calitate. Dupå cum s-a aråtat, în prezent nu existå standarde de calitate la apele transfrontierå. Pentru Declara¡ia de la Bucure¿ti s-a adoptat urmåtoarea metodologie:

44

− s-a ales anul 1988 ca referin¡å temporalå; − în fiecare an se raporteazå concentra¡iile înregistrate la fiecare tronson

(concentra¡ii medii) la cele determinate cu un an înainte ¿i respectiv 1988; dacå aceste rapoarte sunt 1.0, aceasta corespunde unei ståri sta¡ionare, respectiv de îmbunåtå¡ire a calitå¡ii apei (excep¡ie ) ¿i invers; 2O

− pentru evolu¡ia spa¡ialå se efectueazå anual ¿i fa¡å de 1988 rapoartele ie¿ire/ intrare tronson (concentra¡ii), interpretårile fiind similare cu cele prezentate la dinamica temporalå.

De fapt, pe aceastå cale s-a monitorizat unul din scopurile majore privind protec¡ia calitå¡ii apelor Dunårii, respectiv men¡inerea acesteia într-o primå etapå la nivelul anului de referin¡å.

♦ Sistemul de achizi¡ie a datelor ¿i diseminarea informa¡iilor. Anual, prin ICPGA (actualmente ICIM - Institutul de Cercetåri ¿i Ingineria Mediului), care îndepline¿te rolul de secretariat tehnic, în baza datelor proprii ¿i a celor furnizate de celelalte ¡åri riverane, se elaboreazå Raportul privind calitatea apelor Dunårii, în care sunt prezentate pentru anul anterior, la fiecare tronson monitorizat, urmåtoarele:

(1) OD, SDT, nutrien¡i, poluan¡i specifici, parametri microbiologici, radioactivitate-varia¡ii temporale;

(2) calitatea globalå a fiecårui tronson raportatå la cea din anul anterior;

(3) varia¡ia spa¡io-temporalå a valorilor medii anuale (parametri chimici); idem pentru încårcårile masice;

(4) valorile statistice anuale (minime, maxime, medii) la determinan¡ii chimici pentru fiecare sta¡ie;

(5) valorile lunare (instantanee) înregistrate la parametrii chimici pentru fiecare sta¡ie.

2.4.3. PROGRAMUL DE MEDIU PENTRU BAZINUL HIDROGRAFIC

AL DUNÅRII ªI CONVENºIA PENTRU PROTECºIA DUNÅRII

ºårile Dunårene, cât ¿i o serie de organiza¡ii interna¡ionale ¿i neguvernamentale au decis în toamna anului 1991 asupra ini¡ierii unui Program de Mediu pentru bazinul hidrografic Dunåre. Ulterior, în anul 1994, a fost iscålitå ¿i Conven¡ia pentru Protec¡ia fluviului Dunårea care, din punctul organizårii activitå¡ii de monitoring, are în vedere extinderea activitå¡ii desfå¿urate prin Declara¡ia de la Bucure¿ti ¿i implementarea periodicå a rezultatelor ob¡inute prin Programul Dunårii.

45

Principalul obiectiv al programului sus amintit îl constituie consolidarea bazelor opera¡ionale pentru managementul de mediu în bazinul hidrografic Dunåre, respectiv asigurarea condi¡iilor de implementare a Conven¡iei Dunårii, activitå¡ile aferente referindu-se la:

− realizarea unei Re¡ele Transna¡ionale de Monitoring extinså din punct de vedere a densitå¡ii ¿i obiectivelor urmårite fa¡å de cea asiguratå prin Declara¡ia de la Bucure¿ti (experimental din 1996);

− realizarea unui Sistem Transna¡ional de Avertizare în caz de urgen¡å (opera¡ional din 1997);

− derularea unui Program de Cercetåri Aplicative (1994-1997);

− efectuarea unor Studii de Preinvesti¡ii (1992-1995);

− dezvoltare institu¡ionalå;

− studii regionale integrate de mediu ¿i inventarieri;

− Plan de Ac¡iuni Strategice-Programe Na¡ionale de Ac¡iuni pentru Protec¡ia Mediului.

În ceea ce prive¿te obiectivele urmårite prin Conven¡ia Dunårii, acestea se referå în esen¡å la:

− conservarea, îmbunåtå¡irea ¿i utilizarea ra¡ionalå a apelor de suprafa¡å ¿i subterane din bazinul hidrografic Dunåre;

− controlul (evaluare de risc ¿i management) substan¡elor periculoase în caz de accidente;

− reducerea cantitå¡ilor de poluan¡i tranzitate în Marea Neagrå (în spe¡å nutrien¡i);

− cooperare în probleme de management al apelor, din punct de vedere al måsurilor legislative, administrative ¿i tehnice;

− men¡inerea (cel pu¡in) ¿i îmbunåtå¡irea condi¡iilor de calitate ¿i mediu ale fluviului Dunårea ¿i afluen¡i, prevenirea ¿i reducerea impactului antropogen.

Fa¡å de aceste obiective cadru, Conven¡ia are în vedere acoperirea urmåtoarelor probleme sectoriale:

− prevenirea, controlul ¿i reducerea impactului transfrontierå;

− måsuri specifice de protec¡ie a resurselor de apå;

− limitarea emisiilor– implementarea de criterii ¿i obiective de calitate a apei; inventarierea emisiilor, programe de ac¡iuni;

− programe de monitoring;

− raportåri;

46

− consultan¡å;

− schimb de informa¡ii;

− protec¡ia informa¡iilor furnizate de ¡årile riverane;

− informarea publicului;

− cercetare ¿i dezvoltare;

− avertizare ¿i caz de urgen¡å, planuri de interven¡ie/ protec¡ie;

− asisten¡å mutualå.

2.4.3.1. Elemente ¿i arii noi de monitorizare. Din analiza tabelelor 2.4 ¿i 2.6 se desprind urmåtoarele observa¡ii privitoare la ariile de monitorizare ¿i modul de abordare prin Programul ¿i respectiv Conven¡ia Dunårii:

a) existå o serie de elemente comune, de continuitate de la Declara¡ia de la Bucure¿ti (1985) la nivelul Conven¡iei ¿i Programului Dunårii (func¡iunile spa¡io-temporale la concentra¡ii ¿i fluxuri masice, investigarea surselor punctiforme, biomonitoring, alarmarea poluårilor accidentale);

b) s-au introdus noi arii de investigare (suspensii, sedimente, zoobentos, balan¡e globale);

c) se remarcå înså elemente în curs de definire din punct de vedere al abordårii ¿i asigurårii monitorizårii (încadrårii în criterii de calitate, abordare integratå);

d) existå arii complet neabordate în prezent (biodiversitate, func¡iuni ecosisteme).

Tabelul 2.4

Cerin¡e actuale pentru monitoringul integrat la nivel de bazinului hidrografic Dunåre

Grad de acoperire

Declara¡ia de Programul Conven¡ia Cerin¡e

pentru monitoring integrat la Bucure¿ti Dunårii Dunårii

1. Monitoring imisii (ambiental) + + +

1.1. Medii investigate

1.1.1. Faza apoaså + - + +

1.1.2. Materii în suspensie - + -

1.1.3. Sedimente - + -

1.1.4. Biocenoze + + +

1.2. Monitoring chimic + + +

1.2.1. Evolu¡ie concentra¡ii + + +

1.2.2. Evolu¡ie debit masic asociat + + +

1.2.3. ¥ncadråri în criterii de calitate - + + - -

47

Tabelul 2.4 (continuare)

Grad de acoperire

Declara¡ia de Programul Conven¡ia Cerin¡e

pentru monitoring integrat la Bucure¿ti Dunårii Dunårii

1.2.4. Surse punctiforme + + +

1.2.5. Surse difuze - + - -

1.3. Biomonitoring + + +

1.3.1. Index saprobic + + - + -

1.3.2. Plancton + + +

13.3. Zoobentos - + +

1.3.4. Biodiversitate - - -

1.3.5. Func¡iuni ecosisteme - - -

2. Monitoring emisii (efluen¡i) - + + + -

2.1. Concentra¡ii + + +

2.2. Debit masic - + - - +

2.3. Biotoxicitate globalå - + - -

3. Balan¡e na¡ionale poluan¡i - + - - +

4. Alarmare poluåri accidentale + + +

5. Abordare integratå

func¡ini ale mediului acvatic/

probleme ale mediului acvatic/

poluan¡i prioritari/grupe ¡intå

-

+ +

+ -

Tabelul 2.5

Privire comparativå asupra cadrului de ac¡iune la Re¡eaua Transna¡ionalå de Monitoring – Dunåre

Cadru Declara¡ia de Programul

Ac¡iuni

la Bucure¿ti Dunårii

1. Sistemul de Avertizare în Cazuri de Urgen¡å

1.1. Centrele Principale Interna¡ionale

de Alarmare + +

1.2. Manuale na¡ionale +(-) +

1.3. Unitå¡i de Comunica¡ie/Expertizå/Decizie + +

2. Monitoring, Laborator, Management de

Informa¡ii

2.1. Laborator Na¡ional de Referin¡å + +

48

Tabelul 2.5 (continuare)

Cadru Declara¡ia de Programul

Ac¡iuni

la Bucure¿ti Dunårii

2.2. Programe na¡ionale/ interna¡ionale de

intercalibrare (AQC) + +

2.3. Numår sta¡ii de monitoring

13 56 (termen scurt)

91 (termen lung)

2.4. Frecven¡å supraveghere 12/an 24/an

- determinåri chimice generale 12/an 24/an

- determinåri chimice speciale 12/an 12/an

- analizå sedimente - 1-2 ori/an

- biomonitoring 4/an 12/an

- zoobentos - 12/an

- stoc pe¿ti - 2-3 ori/an

- macronevertebrate - 4/an

- index saprobic 12/an 6/an

2.5. Noi parametri chimici

TOC/DOC, N, Si, P, AOX, POX, EOX, EOP, PAH, PCB, VOC

2.4.3.2. Structura sistemului de monitoring propuså prin programul Dunårii. Douå elemente specifice trebuie men¡ionate în acest context:

− obiective de monitoring ¿i criterii de localizare sta¡ii ;

− nivele de monitorizare. Din analiza figurilor 2.2 ¿i 2.4 se desprind urmåtoarele observa¡ii:

♦ Obiective de monitoring. Pentru Dunåre se pot defini trei obiective majore, ¡inându-se seama de utilizarea resurselor de apå:

1. protec¡ia pentru alimentåri cu apå potabilå (captåri sau amonte);

2. monitorizarea surselor punctiforme (emisii sau aval/ amonte evacuare); 3. monitoringul general al calitå¡ii apelor (ape de îmbåiere, piscicultura).

Monitoringul general al calitå¡ii apelor (imisii sau monitoring ambiental) cuprinde douå subsisteme:

a) monitoringul de flux (încårcårile masice asociate de poluan¡i tranzitate), la care principalele obiective sunt:

49

a.1. monitoring de estimare poluare de fond;

a.2. estimarea intrårilor la ecosistemele din aval (studii de bazå); a.3. studii de tendin¡e;

a.4. prognoze/ modelare. b) monitoringul nivelului de concentra¡ii/ ¿i al condi¡iilor ecologice, cu

urmåtoarele obiective specifice: b.1. condi¡ii de fond; b.2. studii de bazå legate de standardele de calitate; b.3. analize tendin¡e; b.4. studii de impact; b.5. prognoze/ modelare; b.6. alarmare situa¡ii de urgen¡å.

Evident cå func¡ie de obiective, programul de monitoring poate fi diferen¡iat din punct de vedere al sta¡iilor/ parametrilor/ frecven¡elor. Pentru acoperirea acestor obiective, re¡eaua de monitoring poate ca în unele cazuri så aibå obiective multiple, implicând un numår mare de metode ¿i parametri, spre deosebire de alte arii prevåzute cu re¡ele mult simplificate. Procesul de determinare a ariilor unde s-au identificat mai multe obiective diferite implicå o investigare aprofundatå a tuturor factorilor ¿i activitå¡ilor care exercitå o influen¡å directå sau indirectå asupra calitå¡ii apei.

♦ Structura sistemului. Prezentat în figura 2.5, sistemul are trei nivele structurale, indiferent de aria geograficå (localå, regionalå sau transna¡ionalå, pentru bazinul hidrografic Dunåre):

• Nivelul zero sau de bazå, ce se referå la achizi¡ia de date (manualå ¿i/sau automatå).

• Nivelul 1, respectiv de manipulare a datelor transmise de la nivelul zero, unde datele se stocheazå, controleazå, modeleazå etc. De asemenea, datele pot fi transmise în sens invers, de la nivelul 1 la nivelul zero, pentru efectuarea unor controale automate (baraje în condi¡ii de inunda¡ii, opriri temporale de captåri) sau pentru coordonarea recoltårilor manuale a analizelor de laborator.

• Nivelul 2, unde are loc managementul pe termen lung la aria geograficå la care se aplicå sistemul în baza tuturor datelor furnizate de nivelul 1.

Dupå cum se observå, structura de monitoring este descentralizatå la nivelul zero, (posibil ¿i la nivelul 1), întrucât opera¡iile de stocare a datelor se pot face la centre de achizi¡ie diferite (op¡iune flexibilå). De men¡ionat cå din punct de vedere metodologic ¿i al logisticii aferente activitå¡ilor de laborator, acestea sunt operate diferen¡iat.

50

CALITATEA DE MEDIU

MO

NIT

OR

ING

• RECOLTARE PROBE ªI MÅSURÅTORI - måsuråtori continue - tehnici de prelevare - måsuråtori de teren - fixarea probelor/conservare - transport probe - transmitere de date

LA

BO

RA

TO

R • ANALIZE DE LABORATOR

- planificare ¿i proceduri opera¡ionale - procedee de analizå de laborator - control de calitate date-laborator - înregistrarea datelor

• MANIPULAREA DATELOR

- vizualizare/verificare date - echipamente calcul - sistem management baze de date - stocare ¿i extragere

DA

TE

• ANALIZE DE DATE - procedee statistice – soft - modele deterministe - indexuri calitate ape

MA

NIP

UL

AR

E

• RAPORTARE - formate - frecvente - distribu¡ie

MA

NA

GE

-M

EN

T

• UTILIZAREA INFORMAºIEI - factori de decizie - administra¡ie

În¡elegerea condi¡iilor de calitate de mediu

Fig. 2.2. Cadrul general de organizare a activitå¡ilor la nivelul re¡elei transna¡ionale

de monitoring pentru bazinului hidrografic Dunåre (programul Dunårii).

51

OBIECTIVE TIP DE MONITORING Selectare sta¡ii TIP STAºIE LOCALIZARE Indicatori

• frecven¡e • metode I NDICATORI

Metode statistice MANIPULARE DATE

EVACUARE

Fig. 2.3. Func¡iuni ¿i organizare a re¡elei transna¡ionale de monitoring (programul Dunårii).

♦ Tipuri de sta¡ii. Pentru nivelul de monitoring se disting trei tipuri de

sta¡ii:

A. sta¡ii meteorologice;

B. sta¡ii de monitorizare a apei;

C. sta¡ii de monitoring pentru sedimente.

Activitå¡ile, respectiv gama de måsuråtori la aceste sta¡ii, pot fi bazate pe una sau mai multe din urmåtoarele metode de investiga¡ie:

1. monitoring fizico-chimic (parametri), inclusiv determinåri automate (sta¡ii);

2. måsuråtori chimice de laborator; 3. monitoring biologic (de teren ¿i prin studii de laborator).

Utilizarea acestor metode este strâns dependentå de tehnologiile avute la dispozi¡ie. Astfel, dacå pentru metodele 2 ¿i 3 este necesarå o dotare corespun-zåtoare de laborator, la metoda 1 se apeleazå la tehnologii noi, (1980-1990), unele dintre acestea fiind încå în situa¡ia de implementare.

52

Fig. 2.4. Tipuri de sta¡ii.

53

Utilizare informa¡ii

Niv

el 2

m

anag

em

ent

Niv

el 1

m

anip

ular

e da

te

Analize date Raportare

Stocare

Niv

el 0

mon

itor

ing

Lab.1 Lab.2 Lab.n Meteo Apa Sed. Meteo Apa Sed. Meteo Apa Sed. A B C A B C A B C

Fig. 2.5. Structura pe nivele pentru un sistem de monitoring

de mediu ¿i management.

Selec¡ia metodelor la diferite sta¡ii de monitoring depinde totodatå de natura ¿i complexitatea bazinului hidrografic considerat pentru Dunåre ¿i a afluen¡ilor principali, o schemå de principiu fiind datå în figura 2.4. Astfel, intensitatea precipita¡iilor poate fi înregistratå automat (sta¡ii de tipul

) care furnizeazå date în flux pentru modelele hidraulice. Depunerile

atmosferice de nutrien¡i ( , ) ¿i de acizi (sta¡ii de tip ), împreunå

cu viteza/ direc¡ia vântului ¿i temperatura aerului (sta¡ii de tip ) completeazå

setul de date cu parametri importan¡i pentru interpretarea datelor de la râuri ¿i lacuri (naturale ¿i artificiale).

1A

xNO 3NH 2A

1A

Alåturi de måsuråtorile hidrologice (sta¡ii de tip ), parametrii chimici

(sta¡ii de tip ), cum ar fi nutrien¡ii, încårcarea organicå etc. sunt importan¡i

la evaluarea condi¡iilor ecologice ¿i pentru întocmirea balan¡elor primare de N, P ¿i C. Aceste balan¡e au un rol determinant pentru în¡elegerea mecanismelor de transport în sistem fåcând posibilå evaluarea proceselor de eutrofizare pe tronsoanele de râu sau pentru lacurile situate în aval.

1B

( )21B

Mai mult, este importantå instituirea unui program de måsuråtori la sursele punctiforme, ( ) de tip menajer ¿i industrial (substan¡e organice, metale

grele, substan¡e toxice etc.), la sursele difuze (arii rurale, îngrå¿åminte minerale 2,1B

54

¿i naturale, pesticide etc.) ¿i la captårile de apå (pentru apa potabilå ¿i industrialå, iriga¡ii etc., ). 2,1B Investigarea sedimentelor ( ) este relevantå din punct de vedere al

poluårii asociate acestora. Informa¡iile privitoare la dimensiunea particulelor, concentra¡ia de aluminiu, fier, acizi fumici, permit normalizarea datelor analitice ¿i respectiv estimarea transportului de sedimente în râuri, distribu¡ia de nutrien¡i ¿i prognoza eutrofizårii în râuri/lacuri.

2,1C

În paralel, monitoringul biologic ( , ) va asigura informa¡ii asupra stårii

ecologice a sistemului ¿i va servi la evaluarea pe termen lung a modului de afectare al acesteia de cåtre modificårile în calitatea ¿i debitul apei. Se ob¡in totodatå informa¡ii pentru estimarea posibilitå¡ilor de apari¡ie a algelor toxice în lacuri (eutrofizare), element deosebit de relevant pentru captårile de ape potabile. De asemenea, distribu¡ia de macrofite ¿i calitatea popula¡iei de pe¿ti serve¿te la evaluarea calitå¡ii apelor la râuri ¿i lacuri.

3B 3C

2.5. DEFINIREA STRATEGIILOR DE MONITORING

În conceptul MTC, o strategie de monitoring este rezultatul unui compromis între (1) necesitå¡ile de informa¡ii; (2) cuno¿tin¡ele existente asupra mediului acvatic; (3) capabilitå¡ile tehnice ¿i posibilitå¡ile practice de utilizare ¿i (4) disponibilitå¡ile financiare.

2.5.1. ANALIZA NECESITźII INFORMAºIEI

Aceasta constituie punctul de plecare în elaborarea unei strategii de monitoring, la care elementele, cerin¡ele de reglementåri, cunoa¿tere a tendin¡ei de evolu¡ie a calitå¡ii apei, alarmare, evaluare transfer flux masic trebuie coroborate cu identificarea utilizatorilor. Pentru fiecare tip de necesitate trebuie stabilite: numårul de sta¡ii de monitoring, localizarea acestora, obiectivele specifice fiecårui punct de prelevare, parametrii ¿i frecven¡ele de måsurå, metode de analizå.

2.5.1.1. Necesitå¡i solicitate de reglementåri. Re¡elele de monitoring pentru necesitå¡i specifice reglementårilor sunt date în tabelul 2.6 Pentru arii de îmbåiere, de exemplu, punctele de prelevare corespund doar locurilor permise, rezultatele privind contaminarea bacteriologicå nefiind relevante, de exemplu, pentru un sistem de monitoring al protec¡iei sistemelor acvatice etc. De subliniat cå, pentru reglementåri, informa¡iile sunt mai restrânse din punct de vedere al

55

56

con¡inutului, în final ele fiind exprimate sub formå de procent de încadrare în condi¡ia urmåritå (tab. 2.7).

Tabelul 2.6

Strategia de monitoring pentru necesitå¡i de reglementåri

Obiective Cerin¡e specifice reglementårii

Puncte de måsurå - Localizare func¡ie de prevederile din reglementare; re¡eaua

poate fi nerelevantå pentru alte obiective.

Parametri - În conformitate cu prevederile din reglementare.

Interpretare date

- Rezultatele sunt exprimate sub forma: se încadreazå sau

nu în condi¡iile stipulate de reglementare, fiind completate cu

parametrii statistici primari (frecven¡ele ¿i durata depå¿irii ¿i

magnitudinea).

Scop monitoring - Limitat.

Necesitå¡ile generate de reglementåri derivå din func¡iunea de monitorizare a

modului de încadrare în condi¡ii ¿i obiective de calitate pentru lan¡ul: calitate

resurså-captåri-restitu¡ie (standarde de calitate la ape de suprafa¡å ¿i subterane,

standarde legate de calitatea apei pentru o anumitå folosin¡å, alimentåri cu apå

potabilå/ industrialå, pentru pisciculturå, pentru iriga¡ii etc., standarde privitoare

la calitatea efluen¡ilor menajeri sau industriali, normative de evacuare, acorduri

de mediu ¿i respectiv autoriza¡ii de gospodårire a apelor, în¡elegeri-acorduri

bilaterale, conven¡ii interna¡ionale etc.).

2.5.1.2. Necesitå¡i de evaluare globalå a calita¡ii apelor (resurse) la nivel na¡ional. Acest gen de re¡ele incluse în genericul evaluare patrimonialå au ca obiectiv caracterizarea evolu¡iei spa¡io temporale ¿i a tendin¡elor de modificare în concentra¡iile indicatorilor generali de calitate ¿i a celor specifici de poluare, criteriile de amplasare a sta¡iilor fiind:

− fiecare re¡ea cuprinde un set de puncte fixe (sta¡ii de calitate a apei);

− frecven¡ele de prelevare sunt de 6-12 probe / an;

− måsuråtorile sunt de tip in situ ¿i de teren ¿i de laboratoare;

− alåturi de analizele chimice, se mai fac: determinåri biologice ¿i måsuråtori la sedimente ¿i ¡esuturi de pe¿ti.

Tabelul 2.7

Sumar al cerin¡elor de monitoring la apele interioare – reglementåri la nivelul C.E.

58

Nr. crt.

Directive Indicatori Amplasamente Frecven¡åpuncte

Comentarii

0. 1. 2. 3. 4. 5.1. 75/440/EEC

Ape de suprafa¡å prelevate pentru scop potabil. 79/869/EEC Metode de måsurare frecven¡e de recoltare ¿i analize.

Culoare (dupå filtrare), temperaturå, azota¡å, fluoruri, fier dizolvat, cupru, zinc, arsen, cadmiu, crom total, plumb, seleniu, mercur, bariu, cianuri, sulfa¡å, index fenolic, extractibile (în eter de petrol), PAH, pesticide totale (paration, HCH, dieldrin), amoniu.

Conform proiect. 4-12 ori/an conform 79/869/EEC.

2. 78/659/EEC Calitate ape naturale. Necesitå¡i pentru suport al vie¡ii piscicole.

Temparatura ( )1 , O.D. ( )2 , pH,

compu¿i fenolici ( )3 ,

extractibile ( )3 , amoniac,

amoniu, zinc total ( )4 ,

clor rezidual total ( )3 .

Conform proiect. 12/an. 1. Måsuråtori såptåmânale amonte ¿i aval descårcåri termale. 2. Cel pu¡in o probå poate fi reprezentativå pentru condi¡ii de con¡inut scåzut în O.D. 3. Numai când sunt evaluåri cu astfel de substan¡e în apå,iar pe¿tii sunt folosi¡i pentru hranå umanå. 4. Numai la descårcåri de astfel de substan¡e.

Tabelul 2.7 (continuare) Nr. crt.

Directive Indicatori Amplasamente Frecven¡åpuncte

Comentarii

0. 1. 2. 3. 4. 5.3. 76/464/EEC

82/176/EEC 84/156/EEC 83/513/EEC. 84/491/EEC 86/280/EEC 88/347/EEC 83/513/EEC.

-parametrii se stabilesc de acord pentru re¡ea transfrontierå. Aldrin, dieldrin, endrin, isodrin, acdmiu ¿i componen¡i (1), carbon, tetraclorurå de C, cloroform, DDT(izomeri ¿i p,p′ DDT). -hexaclorbenzen, hexaclorbutadienå. -HCH (to¡i izomerii). -mercur ¿i componen¡i(1). -pentaclor fenoli ¿i componen¡i, 1,2-dicloretan(3), tricloretan(3), perclor-etan(3), triclorbenzen.

Aval descårcåri; probe de sedimente ¿i pe¿ti din zonele afectate.

12/an pentru probe de apå. 1/an la sedimente. 2/an pentru pe¿ti.

- cadmiu ¿i mercur total la apele interioare. - prelevårile de sedimente se efectueazå în fiecare an la aceea¿i datå. - monitoringul biocenozelor nu este necesar.

4. 77/795/EEC Schimb de infor-ma¡ii calitate ape de suprafa¡å naturale. 86/574/EEC 77/795/EEC

-debit, temperaturå,pH, cond.(20oC), cloruri, azota¡i, amoniu, O.D, , CCO, ,

detergen¡i (albastru de metilen), cadmiu total, mercur, coliformi fecali, coliformi totali, streptococi fecali, salmonele calitate biologicå.

5CBO TP

Re¡ea armonizatå (transfrontierå).

12 / an.

5. Lista II de substan¡e.

Plumb, crom, zinc, cupru, nichel, arsen, fier, pH, bor, vanadiu, tributil Sn, trifenil Sn.

59

Tabelul 2.7 (continuare)

Nr. crt.

Directive Indicatori Amplasamente Frecven¡åpuncte

Comentarii

0. 1. 2. 3. 4. 5.6. 91/676/EEC azota¡i -conform criterii

de proiectare(75/440/EEC) -ape subterane

Ini¡ial 12/an la ape de suprafa¡å. -ape subterane la intervale regulate. În ambele cazuri prelevårile pe un an ¿i repetate la fiecare doi ani.

-o prelevare suplimentarå în cazuri de ape mari. -20 de prelevåri/an dacå aria este marginalå (sensibilå–nereprezentativå).

7. SI 1991/1597 ape de îmbåiere (clasificare/76/160/EEC)

Coliformi totali, coliformi fecali, salmonele*enteroviru¿i, pH, culoare, ulei mineral, detergen¡i, indice fenolic, transparen¡å, streptococi fecali(2).

-în locul unde densitatea de îmbåiere zilnicå este cea mai mare.

-minim 4 nop¡i între 1 mai-30 septembrie (minim 20 probe în total).

*minim 2 probe/an când probele de coliformi din anul anterior au eviden¡iat depå¿iri.

60

Tabelul 2.7 (continuare)

Nr. crt.

Directive Indicatori Amplasamente Frecven¡åpuncte

Comentarii

0. 1. 2. 3. 4. 5.8. 79/923/EEC Ape-

calitate pentru salmoniculturå.

a)salinitate, satura¡ie O.D, b)pH, culoare(dupå filtrare), suspensii extractibile, coliformi fecali. c)argint – substan¡e organohalogenate, arsen, cadmiu, crom, cupru, mercur, nichel, plumb, zinc. d)substan¡e ce afecteazå gustul pe¿tilor.

Ape pentru salmoniculturå.

a)lunar b)trimetrial c)la 6 luni d)când se presupune prezen¡a

*numai când pe¿tii se consumå fårå o tratare prealabilå.

9. 78/176 ape uzate de la industrie TiO2

82/883/EEC Proceduri de supraveghere ¿i monitoring al mediului pentru efluen¡i de la industrie de TiO2

-apå:fier(dizolvat-total, acizi hidrila¡i ¿i hidroxizi) -sediment: Ti, Fe (total acizi hidra¡i ¿i hidroxizi) -organisme vii (Ti, Cr, Fe, Ni, Zn, Pb) -diversitate ¿i abunden¡å relativå a faunei bentice;morbiditå¡i la pe¿ti.

La aceea¿i localitate, adâncime, în acelea¿i condi¡ii ¿i timp. Un punct lângå evacuare ¿i altul în vecinåtate evacuare de referin¡å (neafectatå de evac.)

-o datå la 4 luni pentru probe de apå. -anual pentru sedimente ¿i biota

61

Tabelul 2.7 (continuare)

Nr. crt.

Directive Indicatori Amplasamente Frecven¡åpuncte

Comentarii

0. 1. 2. 3. 4. 5.10. Programul de

monitoring de bazå incluzând cel pentru Marea Nordului

-probe filtrate: N- , , ,

P- , Si, , , Cd, Cu, Pb, Zn,

Ni, Hg, Cr, As.

4NH +3NO +

2NO+3

4PO TP TN

-probe nefiltrate: selinitate, , OD, SS, clorofila a, transparen¡å, DDT, hexaclorbutadienå, PCB, HCH, HCB, dieldrin, aldrin, endrin, cloroform, tetraclorurå de carbon, pentaclorfenol.

oT

-sedimente-interfa¡å:Cd, Cr, Pb, Zn, Ni, Hg, Cr, As, DDT, PCB, HCB, dieldrin, aldrin, endrin. -boita: Cd, Pb, Zn, Hg, DDT, hexaclorbutadienå, PCB, HCH, HCB, dieldrin, aldrin, endrin, ,

pentaclorfenol. 3CHCl

-sedimente < 63 microm frac¡ie– se analizeazå Cd, Cu, Pb, Zn, Ni, Hg, Cr, As.

-estuare; anual pentru 0 - 10 ppt, 10 - 20 ppt, 20 - 30 ppt. -selinitate; ape costiere.

-trimetrial la estuare. -anual ape intermediare. -anual sediment. -între nov.-febr. pentru biota.

congenerii no. 28, 52, 101, 118, 153, 138, 180. Opp DDE, ppDDT, ppTDE, opDDE, opDDT

62

63

Tabelul 2.7 (continuare)

Nr crt

Directive Indicatori Amplasamente Frecven¡åpuncte

Comentarii

0. 1. 2. 3. 4. 5.11. Re¡ea de

mediu E.Coli, substan¡e organice lista ro¿ie, coliformi

totali, pH, turbiditate, culoare, ot , conductivitate, OD (%sat/mg/l), ,

, , , ,SS, O, AlK, ,

, , ,Si, , ,

5CBO

4NH TN +2NO +

3NO +Cl+CN +F +3

4PO +24SO +Na +K ,Cu total,

Ag total, , total, , , , , , , , , .

+2Mg 2Co tZn tAl tSn tPbtV tCr tMn tFe tNi

Conform proiectului

12/an

12. Comisia de la POPs – intråri supraveghere

Hg, Cd, Cu, Zn, Pb, PCB (IUPAC-28, 52, 101, 118, 138, 153, 180), gama HCH, N- ,

(Anglia- mineral), P- , SS.

3NO TN

TN −34PO

-re¡ea armonizatå (transfrontierå) estuare, ape costiere.

-cel pu¡in 12/an în anul 1

Frecven¡å mai scåzutå pentru locurile ce nu contribuie cu 95% din debitul na¡ional minim mediu anual.

13. Anexa laDeclara¡ia Conf.(3) Marea Nordului

Hg, Cd, Cu, Zn, Pb, As, Cr, Ni, aldrin, dieldrin, endrin, HCB, DDT, pentaclorfenol, HCH, hexaclor-butadienå, , , trifluralin,

endosulfan, simazin, atrazin, Sn-tributil, Sn-trifenil, etil-azinfos, metil-azinfos, fenitrotion, fention, malation, paration, metilparation, diclorvos, tricloretilenå, tetracloretilenå, triclor-benzen, 1,2 dicloretan, tricloretan.

4CCl 3CHCl

-re¡ea armonizatå (transfrontierå) estuare, ape costiere.

-cel pu¡in 12/an în anul 1

Frecven¡å mai scåzutå pentru locurile ce nu contribuie cu 95% din debitul na¡ional minim mediu anual.

Alåturi de re¡elele pentru caracterizarea generalå a apelor curgåtoare, se mai prevåd subre¡ele de monitorizare pentru arii de referin¡å (necultivate sau la påduri) ¿i arii cu poluare difuzå reprezentativå (zone cu agriculturå intensivå) (tab. 2.8).

Tabelul 2.8

Strategie - evaluarea calitå¡ii apelor la nivel na¡ional

Obiective Condi¡ii

Puncte de måsurå Optimizare administrativ statisticå

Determinan¡i Pentru evaluarea calitå¡ii apelor

Interpretare date Metode statistice, grile de obiective de calitate ape, scheme de clasificare

Scop monitoring Versatil

- referin¡å - sta¡ii de referin¡å

- transfer flux (reprezentativitate)

- sta¡ii de grani¡å ¿i medii

(apå suprafa¡å/subteranå/râuri/lacuri etc.)

- impact - sta¡ii de impact

Multe dintre re¡ele au obiective complexe, alåturi de caracterizarea globalå a calitå¡ii, urmårindu-se, de exemplu, ¿i tranzitarea de debite masice cu nutrien¡i în apele costiere. Existå în prezent 20 de programe de monitoring în care se redau condi¡iile specifice de proiectare a re¡elelor de evaluare patrimonialå. Cele mai multe dintre acestea au la bazå peste 100 puncte de recoltare, amplasate pe cursurile majore ¿i afluen¡i, la nivele de bazine hidrografice, frecven¡ele de prelevare înscriindu-se în ecartul 4-26 probe/an. Numårul de indicatori variazå de la 4 la 120, dar cele mai multe programe includ, în general, parametri de bazå (pH, conductivitate, temperaturå etc.), indicatori ai poluårii organice (O.D, ,

CCO etc.), nutrien¡i ¿i materii în suspensie. Multe programe mai includ determinåri la o serie de ioni (cloruri, sulfa¡i, calciu ¿.a.) ¿i metalele grele. De asemenea, se au în vedere micropoluan¡ii organici ¿i radionuclizi la nivelul unor programe speciale de monitoring.

5CBO

Densitatea spa¡ialå a re¡elelor variazå de la un punct de prelevare la

10000 2km , la mai mult de 5 puncte/1000 2km , media fiind de 1-2 puncte/

2000 2km . De men¡ionat cå densitatea spa¡ialå este corelatå cu popula¡ia, variind între 2-500 puncte/milion locuitori. Fiecare punct de prelevare este reprezentativ pentru 6-6000 km tronsoane de râu.

64

2.5.1.3. Necesitå¡i de evaluare la nivel transfrontierå. Douå moduri de abordare sunt practicate în acest sens:

− compararea unui numår mare de cursuri de apå în baza unor caracteristici similare;

− procedura aplicatå pentru Dunåre, respectiv toate måsuråtorile sunt efectuate astfel încât så se poatå compara datele la ansamblul global de situa¡ii. De men¡ionat cå în ultimul caz re¡elele patrimoniale permit fundamentarea unor måsuri de protec¡ia calitå¡ii apelor ¿i în cadrul conferit de cooperarea la nivel interna¡ional (tab. 2.9).

Tabelul 2.9

Strategie-comparare calitate ape la re¡ele interna¡ionale

Obiective Comparåri / Utilizabilitate re¡ele na¡ionale

Puncte de måsurå Par¡ial pe baza experien¡ei/ par¡ial din studii.

Parametri Gama limitatå la måsuråtori uzuale.

Interpretare date Sta¡ie cu sta¡ie (Declara¡ia de la Bucure¿ti) sau prin agregare statisticå la nivel de re¡ea.

Scop monitoring Armonizare proceduri na¡ionale cu cele interna¡ionale.

2.5.1.4. Necesitå¡i de evaluare a fluxului de poluan¡i. Multe re¡ele de monitoring au ca scop evaluarea încårcårii riverane în poluan¡i tranzita¡i de pe teritoriu în mare, oceane sau la scarå transfrontierå (Anglia, Norvegia, Suedia, Danemarca, Grecia ¿.a.). De remarcat cå numårul de puncte de prelevare pentru estimarea transferului de flux la ape costiere este mai mare decât cel aferent râurilor în sine. În Danemarca, de exemplu, prelevårile pentru 124 de sisteme de râuri reprezintå 60%, în timp ce în Spania atinge 75% din aria a opt râuri majore. Programele includ determinåri de nutrien¡i, materii în suspensie ¿i, în unele cazuri, metale grele ¿i micropoluan¡i organici, frecven¡a de recoltare fiind de regulå lunar.

♦ Obiective ale evaluårilor de fluxuri. Evaluarea fluxurilor de poluan¡i prin râuri constituie în prezent o activitate (obiectiv) mai reduså la nivelul celor mai multe programe de monitoring, cu toate cå aceasta este necesarå cel pu¡in din urmåtoarele considerente:

− respectarea obliga¡iilor rezultate din acordurile interna¡ionale privind protec¡ia mediului marin (Conven¡ia de la Paris, Conven¡ia de la Barcelona, Conferin¡a privind Protec¡ia Mårii Nordului etc.), care prevåd evaluårile de fluxuri transportate în mare;

65

− îndeplinirea prevederilor din în¡elegerile legate de o serie de cursuri interna¡ionale de apå (Rin, Meuse, Dunåre);

− furnizarea de informa¡ii specifice pentru A.E.M.;

− asigurarea elementelor de evaluare a eficien¡ei unor programe de control al poluårii (na¡ionale/ interna¡ionale).

O cauzå rezidå din dificultå¡ile de estimare a fluxurilor masice, mai ales cele privitoare la poluarea asociatå materiilor în suspensie ¿i sedimentelor.

♦ Definirea fluxurilor. Pentru aceastå sec¡iune, termenul de flux se referå la cel al râurilor, calculat pentru o sec¡iune proprie într-un sistem fluvial, la care existå o descårcare permanentå în aval. Este important a se face o demarcare între acest flux ¿i fluxul net care intrå în mare, fluxul total de râu constituind fluxul ce intrå în estuar sau delta fluvialå. Mårimea acestuia poate diferi semnificativ fa¡å de fluxul net ce intrå în mare, deoarece intervin o serie de modificåri la nivel de estuar sau deltå. Un astfel de factor, ce trebuie de asemenea considerat, îl reprezintå rela¡ia dintre flux ¿i debitul descårcat, pentru substan¡ele chimice intervenind douå tipuri de corela¡ii:

− la substan¡ele dizolvate ¿i conservative fluxul este aproximativ propor-¡ional cu descårcarea;

− pentru poluarea asociatå suspensiilor/ sedimentelor, în spe¡å la ape mari, fluxul este invers propor¡ional cu descårcarea.

Este evident cå cea mai mare parte din fluxul total se înregistreazå deci la perioade de ape mari (decembrie-ianuarie), perioade care diferå de anul calendaristic. Din cauza dificultå¡ilor ¿i costurilor aferente måsuråtorilor necesare pentru calculul fluxului, este recomandabilå evaluarea fluxurilor medii anuale pe o perioadå de cinci ani hidrologici consecutivi. Programele de evaluare a fluxului reprezintå un factor important în determinarea strategiei de prelevare (respectiv al costurilor). De exemplu, caracterizarea tranzitårii încårcårilor de poluan¡i prin râu în mare este necesarå pentru evaluarea impactului poten¡ial de contaminan¡i asupra mediului acvatic receptor (mare sau lac). Cu toate acestea, varia¡iile în fluxul anual de substan¡e dizolvate depind în primul rând de condi¡iile de transport hidraulic (ani ploio¿i sau seceto¿i) ¿i într-o måsurå mult mai micå de modificårile în activitå¡ile antropice din aria consideratå (emisii sau procedee de epurare). În plus, varia¡iile în fluxuri de substan¡e asociate suspensiilor sunt strâns legate de inunda¡ii, în absen¡a acestora materiile în suspensie tinzând a se acumula (sedimente). O scådere a fluxului de substan¡e specifice poluårii asociate suspensiilor sau a celor dizolvate nu poate fi deci interpretatå ca o îmbunåtå¡ire (diminuare a poluårii) a situa¡iei din zona consideratå ¿i invers. Aceste varia¡ii, corelate cu

66

modificåri hidrologice naturale, conduc la concluzia cå pentru evaluårile de flux sunt necesare programe de måsuråtori pe termen lung. Studii pilot au eviden¡iat faptul ca se pot distinge trei tipuri de måsuråtori de flux:

1. componen¡i majori dizolva¡i;

2. substan¡e dizolvate în concentra¡ii în urmå; 3. poluan¡i asocia¡i materiilor în suspensie.

Pentru fiecare dintre acestea, trebuie considerate:

• •

modificarea circuitului poluan¡ilor în mediul acvatic;

limitele de detec¡ie ale tehnicilor analitice utilizate.

Conform Conven¡iei de la Paris, estimårile de flux se pot face dacå 70% din rezultatele analitice depå¿esc limitele proprii de detec¡ie.

♦ Tipuri de fluxuri. Pentru scopuri practice se utilizeazå o clasificare simplificatå care diferen¡iazå fluxurile func¡ie de modificårile poluan¡ilor ¿i reparti¡ia substan¡elor în faza apoaså ¿i suspensii (tab. 2.10), din aceasta rezultând ¿i metodele specifice de prelevare ¿i analizå ce trebuie considerate la proiectarea sistemului de monitoring.

Tabelul 2.10

Distribu¡ia unor substan¡e în faza apoaså ¿i suspensii

Substan¡e Reparti¡ia

(% dizolvat/ % asociat) Comentarii

Sena

Ron

(x) Aplicabil pentru medii anuale

(la inunda¡ii propor¡ia asociatå cre¿te semnificativ)

Nutrien¡i (xx) proba de apå este filtratå în

C (org) 60/40 prealabil, eliminându-se posibilitå¡ile

3NO 100/0 interac¡iunii apå/sedimente

4NH 100/0 (xxx) valori aproximative, considerând

4PO 100/0 ( ) xx 2000 ppm P în suspensii 200 g/l µ

TP 85/15 la 65/35 ( ) xxx P- ¿i 20-50 mg/l suspensii −34PO

Metale

Hg 12/88-10/90 x N.D. x la nivel de suspensii

67

Tabelul 2.10 (continuare)

Substan¡e Reparti¡ia

(% dizolvat/ % asociat) Comentarii

Cd xxx 36/64-8/92 x xxx 22/78 xx la nivel dizolvat

Cu xxx 30/70-14/86 x xxx 34/66 xxx compozi¡ie mixtå

Zn xxx 38/62-19/81 x 7/93 x N.D.- lipså de date

Pb 9/91 -3/97 x x 2/98 x

Ni xxx 29/71 xxx 23/77 Limite de detec¡ie

As 54/46 xx 45/55 xx

Co xxx 34/66 4/96 xapå susp./sed.

Cs 4/96 x 4/96 x Hg:1ng/l 0,05 ug/l

Fe 1/90 x N.D. Cd:5ng/l 0,05 ug/l

Mn 10/90 x N.D. Pb:10ng/l 0,10 ug/l

Cr 19/81 x N.D.

Micro-

poluan¡i

organici

Lindam dizolvat Lindan:0,5 ng/l

Atrazin dizolvat

PAH suspensie

PCB suspensie PCB: 0,2ng/l 0,01 ug/l

♦ Calcule de flux. Prima etapå în calculele de flux o constituie måsurarea

specificå a debitului descårcat ¿i determinarea rela¡iilor dintre flux ¿i descårcare. Aceste corela¡ii asigurå calculul de flux prin luarea în considerare a gradului de reprezentativitate al probelor analizate în contextul regimului hidrologic (se por-ne¿te de la premisa cå probele nu sunt continue sau propor¡ionale cu debitul). Se considerå cå toate fluxurile (F) se coreleazå cu descårcarea (Q), prin rela¡ia:

+= bQxaF , (2.3)

unde:

b > 2 la materii în suspensie ¿i poluare asociatå (eroziune, sedimente);

1 >b > 0 la , N Kjeldahl, COT, ; tP 3NO

0 >b > -1 la cei mai mul¡i ioni ¿i substan¡e generate prin descårcåri ocazionale de poluan¡i (efecte de dilu¡ie).

68

Pentru scopuri practice se utilizeazå douå formule:

1. La poluan¡ii dizolva¡i, fluxul pe o perioadå de timp se calculeazå ca fluxul total de volum, multiplicat cu concentra¡ia medie ¿i ajustat la debitul descårcat.

∑∑=

i

iiQQC

QF . (2.4)

2. Pentru poluan¡ii asocia¡i materiilor în suspensie, se considerå cå valoarea

concentra¡iilor de poluan¡i în suspensii este constantå (coeficientul de parti¡ie). Fluxul de poluan¡i se calculeazå deci utilizând fluxul de materie în suspensie ¿i rezultatele analizelor chimice la suspensii (aceasta corespunde la reducerea numårului de analize doar la determinåri periodice ale concentra¡iei de S.S la aceea¿i sta¡ie).

2.1. Într-o primå fazå se calculeazå fluxul de suspensii din frecven¡a de prelevare ridicatå:

( )iyMES MESQfF

i,= . (2.5)

2.2. La fiecare perioadå (i) func¡ia de descårcare se atribuie o medie

(concentra¡ie de poluan¡i în suspensie) la perioada I: iC

∑ ⋅= iMES CFF

i. (2.6)

Implica¡iile pentru un program de monitoring la nivel de bazin hidrografic, ape curgåtoare, sunt urmåtoarele:

− prelevårile pentru substan¡e dizolvate, generale necesita o extindere a programului pentru asigurarea unei frecven¡e potrivite, func¡ie de regimul hidrologic (tipic 24 probe/an la fluvii). Aproximativ 60% din probe trebuie recoltate la ape mari ¿i 40% la ape mici.

− pentru substan¡e dizolvate în urme se adoptå tehnici analitice speciale.

− la poluan¡ii asocia¡i suspensiilor este necesar un program propriu cu circa 24 probe/an la care se adaugå 6-12 probe pentru situa¡iile de ape mari. Recoltårile necesitå echipamente speciale de prelevare ¿i centrifugare în vederea efectuårii a 12 analize chimice pentru faza apoaså ¿i suspensii. De regulå, de douå ori pe an se fac analize chimice complete la micropoluan¡i organici pentru identificarea compu¿ilor prioritari la analizele de rutinå.

69

2.5.1.5. Necesitå¡ile generate de situa¡ii de urgen¡å. Poluårile accidentale reprezintå o altå necesitate care trebuie avutå în vedere la proiectarea sistemului de monitoring de¿i existå diferen¡ieri majore între modul de organizare, prelucrare date ¿i ac¡ionare la sistemele de alarmare comparativ cu cele de monitoring. Trei func¡iuni sunt avute în vedere la poluåri accidentale:

− protec¡ia folosin¡elor (în special captårile pentru apa potabilå);

− protec¡ia unor ecosisteme acvatice ¿i/sau marine;

− protec¡ia instala¡iilor de epurare (în spe¡å treapta cu nåmol activ).

Pentru avertizare în timp util se folosesc sta¡ii automate de monitoring, cu programe speciale de mentenan¡å, calibrare ¿i validare la frecven¡e de timp prestabilite, dublå redundan¡å (analize paralele pentru verificarea instrumentelor on line) prelevare la depå¿iri de limite ¡inându-se cont de:

− riscul de poluare;

− varia¡ii de concentra¡ii;

− capacitatea proceselor tehnologice de interven¡ie.

Dacå concentra¡iile variazå såptåmânal sunt adecvate analizele zilnice, iar dacå aceastå frecven¡å este la 24 de ore este necesarå utilizarea sistemelor automate amplasate în amonte de captarea consideratå la o distan¡å suficientå pentru luarea în timp util a måsurilor de protec¡ie ¿i diminuare a pagubelor cauzate de poluarea accidentalå. La sta¡iile de epurare este necesarå garantarea condi¡iilor de operare a treptei microbiologice 24 ore, parametrii de monitorizare fiind:

− turbiditate;

− pH;

− oxigen rezidual;

− amoniu;

− substan¡e inhibitoare (metale grele, produse petroliere etc.).

2.5.2. FAZE CARE INTERVIN IN PROIECTAREA ªI OPERAREA

UNUI SISTEM DE MONITORING

Dupå cum s-a men¡ionat, principalele etape care intervin în proiectarea ¿i operarea unui sistem de monitoring sunt urmåtoarele:

1. Analiza necesarului de informa¡ii. 2. Selectarea tipurilor de informa¡ii existente.

3. Definirea metodelor acceptare, manipulare ¿i interpretare a datelor.

4. Proiectarea în sine a programului de monitoring.

70

5. Planificarea ¿i dezvoltarea procedurilor de operare a programului de monitoring.

6. Implementarea subprogramelor aferente sistemului de monitoring-aspecte financiare.

7. Analize ¿i interpretarea datelor.

8. Prezentare-raportåri de date.

2.5.2.1. Analiza necesarului de informa¡ii. Aprecierea criticå a necesarului de informa¡ii (încadrarea calitå¡ii apei în criterii ¿i obiective de calitate nivel na¡ional ¿i transna¡ional, tendin¡e de evolu¡ie spa¡io-temporalå, evaluarea fluxuri, alarmare, etc.) constituie prima fazå în proiectarea unui sistem de monitoring, ea stabilind alåturi de obiectivele generale ¿i specifice rezultatele ce se vor ob¡ine pentru utilizatorii interesa¡i de informa¡ii. Identificarea utilizatorilor este un aspect important din acest punct de vedere, sistemul de monitoring constituind un instrument suport pentru politicile de apå ¿i activitå¡ile manageriale ce decurg din acestea. În acest sens se impune de la început o balan¡å între informa¡iile solicitate ¿i datele ce vor fi furnizate prin activitatea de monitoring, distingându-se trei situa¡ii (furnizarea de informa¡ii de supraveghere fårå cerin¡å, informa¡ii conform solicitårilor ¿i ceri¡e fårå suport informatic).

2.5.2.2. Selectarea tipurilor de informa¡ii existente. O statisticå recentå a eviden¡iat faptul cå activitatea de monitoring a calitå¡ii apelor este caracterizatå printr-un cost ridicat acesta situându-se pentru Europa la 350-500 mil. ECU/an, fårå a se acoperi tot necesarul de informa¡ii. Din acest motiv, cât ¿i din alte considerente, practic sistemul de monitoring al calitå¡ii apelor, utilizat pe plan mondial, este compus din trei subsisteme: (a) râuri, (b) lacuri ¿i (c) ape subterane care compuse, alåturi de evacuårile punctiforme ¿i difuze asigurå perimetrul de abordare integratå. În realitate chiar la nivelul unui subsistem se disting subclase. Astfel, la râuri sunt considerate râurile majore, canalele, râurile mici. Nu toate din acestea sunt înregistrate din punct de vedere al calitå¡ii. În România, de exemplu, din circa 75000 km lungimi de râuri doar 26000 km sunt considera¡i ca reprezentativi pentru monitorizare.

♦ Stratificarea locurilor de probe. Aceasta corespunde definirii unei statistici sumare stratificare a e¿antioanelor selec¡ionate (valori medii, procentuale). Popula¡ia statisticå (de exemplu toate râurile din Europa) poate fi subdivizatå în mai multe sub-popula¡ii omogene (de exemplu, în cazul râurilor, toate cursurile de apå mici situate la altitudine) pentru care se pot aloca separat sta¡ii de monitoring cu distribu¡ie aleatoare (se exclude considerarea ariilor de impact pentru sub-popula¡iile de referin¡å). Prelevårile stratificate din punct de vedere statistic sunt mult mai reprezentative decât cele aleatorii simple. La prelevarea

71

stratificatå popula¡ia statisticå de N unitå¡i este împår¡itå în sub-popula¡ii care nu se suprapun ¿i care împreunå constituie întreaga popula¡ie. Sub-popula¡iile din punct de vedere statistic se definesc ca straturi. Pentru a se ob¡ine un maxim de beneficiu pornind de la stratificare trebuie cunoscute dimensiunile tuturor stratelor. În multe exemple ecologice stratificarea este facutå pe bazå de arii geografice. În principiu nu este necesar a se preleva aleatoriu fiecare strat ci a investiga sistemele în cadrul unui strat. În realitate înså este dificil de estimat încrederea în astfel de prelevåri. Intervalele de confidenta pot fi apreciabil restrânse atunci când s-au ales bine straturile iar precizia va fi satisfåcåtoare dacå se selecteazå straturi omogene. Factorii critici vor fi întotdeauna alegerea stratului ¿i omogenitatea relativå a acestuia. Selec¡ionarea unui numår de locuri la prelevårile stratificate poate fi determinatå prin utilizarea unei alocåri propor¡ionale sau optimale:

− Locurile de alocåri propor¡ionale sunt selec¡ionåri la un strat în baza unei frac¡ii c constante de prelevare în fiecare substrat.

− Utilizarea alocårii optimale revendicå existen¡a unor estimate aproximative asupra varia¡iei în fiecare strat ¿i costul prelevårii fiecårui strat.

Alocarea optimå este mai preciså decât alocarea propor¡ionalå fiind de preferat acesteia. Pentru alocarea optimalå se întrevede ca teoretic:

Eroarea standard (SE) (optimalå) ≤ SE (propor¡ionalå) ≤ SE (aleatoriu).

Existå trei reguli generale în stratificarea prelevårii. Se ia un numår extins de probe (numår de puncte) dacå:

1. stratul este mai larg;

2. stratul este în interior mai variabil;

3. prelevarea este mai ieftinå în strat.

O altå op¡iune o reprezintå stratificarea locurilor de prelevare ¿i a tipurilor de ape func¡ie de diferen¡ele spa¡iale ale impactului antropic ¿i cele de variabilitate inerentå a tipurilor de apå ¿i caracteristici proprii (fizico-chimice etc.). Aceastå alternativå este mai avantajoaså reducând cantitatea de variabile ¿i deci costurile de operare a re¡elei. Cu toate acestea, sunt necesare investiga¡ii suplimentare pentru selectarea indicatorilor reprezentativi fiecårui strat. Selectarea aleatorie a locurilor într-un strat este de asemenea acceptatå, substraturile fiind necesar a se defini în cadrul fiecårui substrat astfel încât så se asigure cå locurile selectate nu supradimensioneazå informa¡ia (de exemplu o re¡ea la ape degradate). Aceste substraturi pot fi de exemplu definite ca: locuri curate, medii poluate sau apå degradatå; locuri rurale, suburbane ¿i urbane (fiecare propor¡ional cu abunden¡a lor relativå).

72

Numårul de locuri trebuie så reflecte variabilitatea în cadrul unor regiuni sau la nivelul câtorva tipuri de ape. Numerele trebuie så se bazeze pe variabilitatea inter-locuri, în interiorul fiecårui strat (variabilitate inter-strat), precizie ¿i confiden¡å, costurile de buget fiind necesar a se determina. Dacå numårul de locuri este calculat pentru mai mul¡i indicatori împreunå se va selec¡iona acela corespunzåtor determinantului cu cea mai mare variabilitate. Comparårile temporale sunt mai dificil de efectuat întrucât implicå 3-5 ani pentru a se ob¡ine ocazii de prelevåri temporale diferite. Cu toate acestea, numerele optimale de ocazii de prelevare, pot fi calculate utilizând variabilitatea temporalå din locuri din strat (de exemplu variabilitatea de la lunå la lunå).

♦ Numere de locuri pentru asigurarea calitå¡ii. Se presupune cå existå cerin¡a de a se detecta o diferen¡å într-o statisticå sumarå de dimensiunea cu certitudine 100 p% ¿i N locuri în cadrul stratului. Aceste locuri pot fi subdivizate de exemplu în locuri pentru sta¡ii de referin¡å ¿i pentru sta¡ii de impact: rP rn

( )2

22

δ

∆+∆= irpU

N (2.6)

¿i:

( )2

2

δ

∆+∆σ= irrp

rU

n , (2.7)

unde:

reprezintå variabilitatea interlocuri referin¡å a statisticii sumare; 2r∆

- variabilitatea interlocuri impact; 2i∆

- punctul superior 100 (1-p)% din distribu¡ia standard pU normalå.

♦ Numere de locuri pentru comparåri interstraturi. Comparårile interstraturi implicå combinarea statisticilor de loc pentru a face statisticile sumare de strat. de exemplu media globalå a stratului va fi media mediilor locurilor individuale din interiorul stratului. Numårul de locuri pentru fiecare strat regional ( ) la comparåri interstraturi poate fi ales din rela¡ia: rn

2

22

δ

∆= pr

rU

n , (2.8)

unde este variabilitatea interstrat (de exemplu, variabilitatea statisticilor

locurilor de strat).

2r∆

73

Aceasta asigurå un nivel de precizie ¿i confiden¡a pentru fiecare strat. Mai multe locuri vor necesita o prelevare în regiuni cu o variabilitate mai mare. De precizat cå modul de abordare precizat anterior are la bazå urmåtoarea rela¡ie, la care ¿i sunt mari: in rn

( ) ( )

r

r

i

i

riri

nS

nS 22

1;0

+

µ−µ−χ−χ≡ , (2.9)

indicând cå diferen¡a în medii (care poate fi un alt determinant statistic) a e¿an-tionului de date se considerå zero, raportatå la suma normalizatå a devia¡iilor stan-dard ¿i urmåre¿te o lege aproximativ de distribu¡ie normalå a parametrilor (0; 1).

2.5.2.3. Definirea metodelor de manipulare ¿i interpretare a datelor. Manipularea datelor implicå defini¡ia comunå a determinan¡ilor ¿i a tuturor factorilor de mediu raportatå la orice datå hidrologicå. Definirea metodelor utilizate la interpretarea datelor trebuie deciså ¿i înaintea proiectårii programului de monitoring. Aceste metode se pot referi la metode analitice, determinan¡i combina¡i, valori limitå, frecven¡e minime etc. Metodele sunt relevante pentru orice interpretare a datelor în termen de clase de calitate sau propor¡ii de încadrare în standarde, nesuprapunându-se cu prelucrarea statistica a valorilor elementare ale determinan¡ilor utiliza¡i pentru evaluarea calitå¡ii apei. În principiu se disting urmåtoarele opera¡ii de manipulare a datelor:

• Referitor la probe: − completare formate speciale, identificare vase de probe.

• Referitor la lucråri de laborator: − înregistrarea primirii probelor; − date de verificare; − probe de rezervå; − analize prioritare, metode de înregistrare; − curbe de etalonare.

• Referitor la furnizarea de date: − compararea datelor fa¡å de valorile ¿i domeniile locale; − verificare valori ie¿ite din scarå - eliminare doar când se dovedesc eronate.

2.5.2.4. Proiectare program de monitoring. Aceasta corespunde practic cu transpunerea în practicå a necesarului de informa¡ii, manipularea datelor ¿i metodelor de interpretare respectiv:

− evaluarea proceselor de mediu (fizice, chimice, biologice) corelate cu caracterizarea ariei acoperite (ce trebuie efectuat);

74

− evaluarea problemelor socio-economice ¿i geografice la aceea¿i arie (unde ¿i cum trebuie fåcut).

Proiectarea finalå este un compromis între condi¡iile optime evaluate statistic ¿i capabilitå¡ile practice, umane ¿i financiare dar trebuie så se înscrie în procesul de asigurare a calitå¡ii.

2.5.2.5. Procese de planificare ¿i dezvoltare. Proiectul este ajustat într-un program de operare a sistemului de monitoring la care se ¡ine cont de: prelevare, transport de probe, calibråri pe teren, între¡inerea aparaturii de teren, asigurare piese de rezervå etc., analize de laborator, etalonåri, intercalibråri, probe de control, probe cu adaos cunoscut ¿.a.m.d., coroborat cu standardizarea ¿i acreditarea laboratoarelor. O aten¡ie specialå trebuie acordatå etapei de recoltare, întrucât obiectivul MTC este de a sigura date reprezentative ¿i semnificative.

2.5.2.6. Implementarea programelor aferente de monitoring, aspecte financiare. Organizarea, asigurarea calitå¡ii, personalul, pregåtirea acestuia ¿i managementul financiar trebuie croite în concordan¡å cu condi¡iile economice proprii. În plus pot interveni o serie de cerin¡e, neprevåzute ini¡ial cum ar fi cele legate de calibrarea ¿i rularea unui model, cu posibilitå¡i de modificåri în localizarea sta¡iilor ¿i frecven¡elor de måsurå.

2.5.2.7. Prelucrarea, interpretarea ¿i prezentarea rezultatelor. În analiza ¿i procesarea datelor trebuie ¡inut cont de nivelul la care acestea sunt solicitate, respectiv:

− nivel politic; − nivel managerial; − nivel de expert; − bazå de date.

Din punct de vedere al nivelului de expertizå evaluarea statisticå a frecven¡ei de prelevare la o re¡ea de monitoring constituie un element cheie pentru ob¡inerea unor informa¡ii relevante. De cele mai multe ori se considerå cå (a) variabilitatea aleatoare a probelor poate fi modelatå printr-o distribu¡ie normalå ¿i (b) scopul este calcularea valorii medii pe un an la un determinant. Ambele ipoteze de plecare sunt rareori aplicabile atât din cauza distribu¡iei cât ¿i a obiectivelor de monitoring. Cu toate acestea pot fi aplicate la monitorizarea emisiilor unde valorile medii ale evacuårilor sunt uzual relativ constante. Formula de calcul a numårului minim de probe, pornind de la ipotezele precizate anterior este:

2

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅

=d

sun , (2.10)

75

unde:

n este numårul minim necesar de probe; d - precizia urmåritå;

u - factor corelat cu confiden¡a doritå (ob¡inutå din percentile la o distribu¡ie standard normalå);

s - devia¡ia standard.

Dacå c = 95%, de exemplu u = 1,96 (97,5 percentile).

♦ Modul de evaluare a mediei. Douå cazuri trebuie considerate. Dacå distribu¡ia parametrului X este normalå, media este normalå, iar devia¡ia

standard poate fi calculatå ca , unde N este numårul de probe independente utilizat la calculul lui S ¿i m. În acest caz o nouå variabilå aleatoare, Z este distribuitå normal (0,1) ¿i calculatå din expresia:

xm

NS /22 ∆=

( )∆µ−

=Nm

Z x . (2.11)

De multe ori înså, normalitatea distribu¡iei unui component x nu poate fi evaluatå sau este falså. De exemplu distribu¡iile la fosfor total ( ) sunt în cele

mai multe cazuri log-normale. Dacå înså N > 50, tinde cåtre o distribu¡ie

normalå (chiar de la N > 30).

TP

xm

Principalul obiectiv este calcularea domeniului estimatei mediei care se determinå prin:

NZ

m xx

2/α⋅∆− ;

NZ

m xx

2/α⋅∆+ ,

unde este valoarea lui Z, astfel cå 2/αZ ( ) α−=1ZP .

Conceptul prelevårii propor¡ionale constå în alocarea la fiecare punct de prelevare a unui numår de probe în propor¡ie directå cu mårimea varia¡iei relative fiecårei sta¡ii raportat la varia¡ia totalå a parametrului X în re¡ea. Aceste condi¡ii trebuie înså verificate atent. Probele, utilizate la calculul valorilor de bazå se presupun a fi independente, lucru care se datoreazå prelevårilor nefrecvente, în caz contrar ele fiind înså corelate. În afarå de aceasta, trebuie ¡inut cont de varia¡iile sezoniere care pot deveni predominante ¿i acoperi tendin¡ele de evolu¡ie urmårite la sistem. Considerând cå din punct de vedere statistic se calculeazå cu påtrate ¿i radicali, efectul unei precizii dorite rezultå într-o mare varia¡ie a valorii N

76

necesare. Pentru a se depå¿i problemele legate de valorile ¿i reale se

preferå combinarea preciziei dorite cu variabilitatea aleatoare utilizându-se precizia relativå (raportul precizie/devia¡ie standard). Precizia este diferen¡a tolerabilå dintre valoarea realå ¿i valoarea observatå, tabelul 2.11 prezentând efectele diferitelor precizii ¿i intervale de confiden¡å urmårite asupra numårului de probe necesare.

xm x∆

Tabelul 2.11

Numårul minim de probe necesar pentru ob¡inerea unei precizii

¿i confiden¡e prestabilite

Precizie Confiden¡a C

relativå 90% 95% 99% 99,9%

d/s (u = 1,65) (u = 1,96) (u = 2,58) (u = 3,29)

0,1 273 385 666 1083

0,2 68 96 167 271

0,3 31 43 74 121

0,4 17 24 42 68

0,5 11 16 27 44

0,6 8 11 19 30

0,8 5 6 11 17

1,0 3 4 7 11

Acest exemplu s-a referit la unul dintre parametrii statistici primari (estimarea mediei). Cu toate acestea, principiul redat mai sus este aplicabil ¿i la parametri mai complica¡i (mediana, percentile, medie geometricå etc.).

♦ Evaluarea calitå¡ii apei. O definire aproximativå a calitå¡ii apei poate fi ob¡inutå din compararea valorilor observate cu parametrii de raportare:

1. limite diferite (clase de calitate apå de exemplu);

2. limite maxim admisibile ce nu trebuie depå¿ite cu mai mult de x% din timp.

Se considerå un exemplu privind nutrien¡ii, reprezentat prin Fosforul Solubil Reactiv (FSR), la care pentru ob¡inerea unei estimåri medii a varia¡iei tuturor mediilor ¿i devia¡iilor standard s-au utilizat 5000 de puncte de prelevare, cu o frecven¡å de peste 12 ori în trei ani (1990-1992-Anglia).

Întrucât nivelele de distribu¡ie la P- urmeazå o lege aproximativ log-

normalå, valorile devia¡iilor standard se înscriu într-un ecart de 4 decade. O transformare log a valorilor înaintea calculului devia¡iilor standard reduce

−34PO

77

împrå¿tierea la un ordin de magnitudine. Avantajul acestei tehnici este cå împrå¿tierea preciziilor ob¡inute pentru fiecare punct va fi mai micå, permi¡ând o evaluare globalå mai bunå a numårului de probe necesar. Estimata medie a varia¡iei pentru transformata este de 0,74. elog Clasificarea utilizårii în Evaluarea Dobri (1995) are la bazå ¿ase clase

referitoare la P- , respectiv: 25, 50, 125, 250 ¿i 500 µg/l. Valorile cele mai

mici pentru aceste clase reprezintå ariile fårå impact antropic pe când celelalte de nivele ridicate corespund unui impact cauzat fie de agriculturå sau de evacuåri menajere. Se poate specifica precizia ¿i confiden¡a urmåritå în termeni de lårgime la clase. De exemplu, dacå se urmåre¿te o confiden¡å de 90% aceasta corespunde unei arii raportate drept clasa B (media geometricå FSR se situeazå în intervalul 25-50 µg/l) când media geometricå FSR este mai mare de 25% a lårgimii dintre limitele de claså. Numårul minim de probe necesar în acest sens va fi:

−34PO

50173,0

74,065,1 2≈⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅

=n , (2.12)

unde 0,74 este devia¡ia standard medie a FSR, iar 0,173 constituie precizia

(1/4 din lårgimea clasei tipice pe scara log). Aceastå formulå poate fi rearanjatå pentru estimarea intervalelor de confiden¡å asociate cu o frecven¡å particularå de prelevare a probelor (tab. 2.12).

elog

Tabelul 2.12

Lårgimea intervalelor de confiden¡å bazate pe transformatele log FSR

Numår probe Media probelor 90% inferior 90% superior

6 X 0,61 1,65

12 X 0,70 1,43

18 X 0,75 1,34

Notå: calculele sunt valabile pentru o precizie cerutå la fiecare punct. Valori diferite vor fi necesare la scarå regionalå sau mai mare.

De exemplu, dacå concentra¡ia medie de ortofosfa¡i la un punct de prelevare cu 12 probe a fost de 100 µg/l se poate aprecia cå pentru un interval de 90% confiden¡å valorile se situeazå în intervalul 70-143 µg/l. Rareori înså programele de monitoring asigurå 50 de prelevåri/an/sta¡ie, astfel încât se apeleazå la urmåtoarele op¡iuni:

78

− alegerea unor grani¡e de separare mai largi; − diminuarea preciziei ¿i confiden¡ei urmårite; − extinderea la mai mult de un an a perioadei investigate.

Urmåtorii parametri au fost considera¡i în acest sens:

Parametru Precizie analiticå

O.D. 2 mg/l %O.D. 10% CCO 20%

5CBO 1,5 mg/l +4NH 0,03 mg/l

KjeldahlN 0,5 mg/l

Parametru Precizie analiticå

−2NO 10%

−3NO 10%

S.S. 5% FSR 10% temperaturå 0,5oC conductivitate 5% pH 0,1 unitå¡i

Datele au fost sortate în concordan¡å cu criteriile (clasele) de calitate ca valori brute, valori brute plus eroarea analiticå ¿i valori brute minus eroarea analiticå.

Popula¡iile rezultate au fost comparate utilizând testul , considerându-se

cå cel pu¡in o claså are o dimensiune semnificativ diferitå de clasele analoge. Aceasta este o aplica¡ie clasicå a testului de omogenitate. Presupunând cå sunt posibile 4 clase ¿i douå rezultate, dacå:

2χ

1. n (numår total de valori) este > 30;

2. peste 80% din valorile ¿i au zn in > 5;

3. nu existå situa¡ia < 1. iz nn ⋅

( )∑ ∑= =

××−

=I

i

Y

y iyyiiy

nnnnn

T1 1

2, (2.13)

urmeazå distribu¡ia cu y-1 grade de libertate. 2χ

79

Calculele au aråtat cå la OD%, , , ¿i SS ipotezele de

mai sus sunt limitative. Aceasta înseamnå cå schema de clasificare poate fi modificatå prin cel pu¡in o claså de calitate considerând numai diferen¡a în valoare realå ¿i valoarea optimistå sau pesimistå.

5CBO KjeldahlN 3NO

Ipotezele sunt totu¿i foarte aproximative, deoarece toate datele sunt afectate în acela¿i timp. S-a demonstrat cå incertitudinea analiticå este de aproximativ douå ori pânå la un ordin de mårime mai mare decât varia¡ia anualå. În cazul limitelor maxim admisibile sunt recomandate alte metode. Astfel, dacå reglementårile stipuleazå o încadrare a 90% sau 95% dintre probe sub o valoare datå, rezultå cå aceastå valoare nu poate fi depå¿itå mai mult cu 10% ¿i respectiv 5%. Calculul numårului de zile de neîncadrare în aceste limite implicå necesitatea înregistrårii a cel pu¡in 1, 2, 3 probe de acest gen cu 95% confiden¡å ( , ,

) (tab. 2.13). 1P 2P

3P

Tabelul 2.13

Numårul de probe necesar pentru detectarea neîncadrårilor (365 zile)

Numår de zile Probe necesare la Probe necesare la Probe necesare la

de neîncadrare 1P 2P 3P

5 164

10 93 195 199

20 50 100 109

40 25 45 54

80 12 20 25

125 7 12 15

Dacå s-au prelevat 12 probe ¿i cel pu¡in douå nu se încadreazå în limitele de admisibilitate, apa nu corespunde 125 zile (34% pe an) deoarece numai 10% din probe eviden¡iazå depå¿irea normei.

80

3

STANDARDIZAREA, ORGANIZAREA ªI OPTIMIZAREA SISTEMELOR DE MONITORING

Spre deosebire de alte sfere de activitate, standardizarea ¿i respectiv optimizarea re¡elelor de monitoring la nivel na¡ional ¿i, în mod deosebit, inter-na¡ional constituie un element complex, mai ales dacå se are în vedere armo-nizarea cerin¡elor privitoare la abordarea integratå cu balan¡a cost/ eficien¡å. Coroborarea måsuråtorilor de emisie cu cele de imisie, asigurarea unor determinåri atât în zonele de fond, cât ¿i cele aflate sub inciden¡a impactului antropic, alegerea unor frecven¡e de monitorizare ¿i a unor densitå¡i spa¡iale optime ale re¡elelor, ob¡inerea datelor de calitate a apei, dar ¿i a celor de cantitate, abordarea sistemicå alåturi de faza apoaså fiind considerate ¿i materiale în suspensie, sedimentele ¿i biocenozele reprezintå numai câteva din problemele ce trebuie considerate la proiectarea unei re¡ele de monitoring. În paralel, func¡ie de tipul apei, intervine monitoringul structural, la care, într-o primå aproxima¡ie, sunt considerate cinci subsisteme specifice:

1. ape de suprafa¡å curgåtoare; 2. lacuri; 3. ape subterane; 4. ape uzate; 5. ape marine, fiecare din acestea caracterizandu-se prin elemente proprii, privi-

toare la densitatea spa¡io-temporalå a re¡elei, parametri relevan¡i ¿i tipuri de probe. Pentru func¡iunea de caracterizare a tranzitårilor de fluxuri masice la nivelul unui curs de apå, bazin hidrografic ¿i/ sau în context transfrontierå, dacå pentru indicatorii fizico-chimici conservativi bilan¡urile sunt mai u¿or accesibile, o serie de procese complexe apar în situa¡ia nutrien¡ilor (forme de azot ¿i fosfor) sau a poluårii asociate materiilor în suspensie ¿i sedimentelor. Mai mult, ponderile specifice poluårii difuze diferå func¡ie de compusul chimic considerat ¿i aria adiacentå sec¡iunii de monitoring. Toate aceste elemente, enumerate succint mai sus, au condus la necesitatea promovårii pe plan regional, (Uniunea Europeanå) a unor concepte ¿i proceduri noi, capabile a råspunde dezideratului legat de asigurarea calitå¡ii datelor analitice ob¡inute prin activitatea de monitoring derulatå pe plan na¡ional.

80

3.1. ELEMENTE CADRU

La nivel na¡ional, dar în special în context transna¡ional, monitorizarea ¿i evaluarea condi¡iilor de calitate, controlul eficien¡ei måsurilor de prevenire ¿i reducere a impactului transfrontierå, schimbul de informa¡ii dintre ¡årile riverane, reprezintå un element major al Conven¡iei privind Protec¡ia ¿i Utilizarea cursurilor de Apå Transfrontierå ¿i Lacurilor Intena¡ionale (Helsinki, 1992). Pentru o în¡elegere adecvatå a func¡iunilor unui râu, în spe¡å utilizåri pentru scopuri ale activitå¡ii umane ¿i protec¡ie ecologicå, a problemelor majore cauzate de poluare ¿i a rela¡iilor cauzå-efecte dintre probleme ¿i utilizatorii de apå, trebuie asigurate condi¡iile aplicårii unor criterii integrate de calitate, coroborat cu cantitatea, alåturi de elementele specifice faunei ¿i florei acvatice. ¥n acest sens, sunt necesare analize sistematice privind calitatea apei, regimul debitelor ¿i nivelelor de apå, evaluarea habitatelor, comunitå¡ilor acvatice, surselor de poluan¡i ¿i circuitul acestora în mediul acvatic, în paralel cu balan¡ele masice, la nivelul structural de bazå, bazinul hidrografic.

3.1.1. CICLUL DE MONITORING

Procesul de monitoring ¿i evaluare trebuie în principal våzut ca secven¡e înlån¡uite de activitå¡i, care pornesc cu definirea necesitå¡ii de informa¡ii ¿i se finalizeazå cu utilizarea produsului ob¡inut. Evaluarea informa¡iei ob¡inute poate conduce la noi cerin¡e în aceastå direc¡ie, pornindu-se o nouå secven¡å, pe aceastå cale îmbunåtå¡indu-se procesul de monitoring (fig. 3.1). Activitå¡ile succesive în acest ciclu de monitoring trebuie specificate ¿i proiectate func¡ie atât de informa¡ia solicitatå, cât ¿i de partea precedentå a lan¡ului. La nivel na¡ional trebuie identificate func¡iunile, problemele, factorii de stres ¿i scopurile privitoare la:

− utilizårile umane specifice ¿i func¡iunile ecologice ale bazinului hidrografic;

− rela¡ia dintre râu ¿i func¡iunile cursului receptor;

− problemele create de impactul antropic ¿i func¡iunile ecologice ale râului (tab. 3.1);

− agen¡ii de presiune prezen¡i ¿i viitori care constiuiesc problema;

− orizonturi de management calitativ ¿i cantitativ ce trebuie implementate în cadrul unei perioade de timp prestabilite.

81

Gospodårirea apelor necesar de utilizarea informa¡ii informa¡iei Strategie de Elaborare monitoring rapoarte Proiectarea Analiza re¡elei datelor prelevarea manipulare probelor date analize de laborator

Fig. 3.1. Ciclul de monitoring.

Tabelul 3.1

Func¡iuni ale bazinelor hidrografice ¿i probleme relevante

Func¡iuni/ probleme

eco- sis-tem

pisci- cultu-

rå

re-cree re

apa pota-bilå

agricul- turå

in-dus-trie

hidro- ener-geticå

mine-rit

trans-port

saraturare x x x x x

acidifiere(I) x x x

sånatate x x x

eutrofizare x x x x x

poluare cu substan¡e periculoase(2)

x x x x x

management(3) x x x x x x x x x

x - presiunea poten¡iala asupra func¡iunii;

1 - depuneri de N/scurgeri în apa subteranå/apa de suprafa¡å;

2 - metale grele, pesticide etc.;

3 - include managementul propriu al resursei de apå în caz de situa¡ii conflictuale de interese, construc¡ii necorespunzåtoare ¿i/sau operåri de deversare.

82

Folosin¡ele de apå, împreunå cu func¡iunile ecologice ale râului, cu agen¡ii de stresare, cu problemele ¿i scopurile urmårite, se includ în perimetrul general de management cantitativ ¿i calitativ la nivel de bazin hidrografic.

Informa¡iile pentru monitoringul la nivel de bazin hidrografic trebuie ob¡inute de la sursele principale, cum ar fi programele de monitoring, modelele de calcul ¿i prognoza, alte baze de date utilizarea combinatå a acestora, conducând la condi¡ii optime din punct de vedere al balan¡ei cost/ eficien¡å, conform circula¡iei prezentate în figura 3.2. Pornind de la elementele cu caracter general, prezentate la capitolul 2, se definesc obiectivele de monitorizare, atât pentru râu, cât ¿i efluen¡i. Alåturi de : (a) evaluarea stårii de calitate ¿i a tendin¡elor ; (b) conformarea cu standarde ¿i obiective de calitate ; (c) calcularea fluxurilor masice de poluan¡i ¿i (d) alarmarea poluårilor accidentale, func¡ie de problemele la nivel local/ regional, mai sunt considerate ¿i urmåtoarele subobiective derivate din cele cadru:

1. evaluarea calitå¡ii actuale a apei, raportatå la standarde ¿i obiective de calitate (activitate umanå ¿i protec¡ia func¡iunii ecologice);

2. controlul eficien¡ei instrumentelor politice, acorduri, permise, avize, asupra îmbunåtå¡irii calitatå¡ii apelor;

3. evaluarea modificårilor pe termen lung la sistemul acvatic ¿i împrejurimi;

4. determinarea calitå¡ii apelor de frontierå;

5. dezvoltarea cuno¿tin¡elor asupra condi¡iilor de calitate existente la apå ¿i mediu, ca rezultat al unor cauze naturale ¿i antropice;

6. identificarea ariilor de prioritate ce necesitå îmbunåtå¡iri;

Gospodårirea apelor Necesitå¡i de Re¡ea de Utilizarea informa¡ii monitoring informa¡iei Modele Sisteme cunoscute

Alte Surse

Fig. 3.2. Surse principale de informa¡ii.

83

7. furnizarea de informa¡ii despre efectele activitå¡ilor asupra mediului acvatic;

8. identificarea ¿i monitorizarea surselor de poluan¡i ¿i evaluarea încårcårilor specifice asociate;

9. verificarea eficacitå¡ii strategiilor de control al poluårii, prin informa¡ii asupra gradului de implementare a måsurilor ¿i prin detectarea tendin¡elor pe termen lung la concentra¡ii ¿i încårcåri, pentru demonstrarea gradului de atingere a ¡elurilor urmårite;

10. determinarea compatibilitå¡ii dintre calitatea resursei de apå ¿i inten¡iile de utilizare pentru o folosin¡å;

11. înregistrarea situa¡iilor de alarmare/ urgen¡e pentru avertizarea în timp a poluårilor accidentale cu risc pentru sånåtatea umanå ¿i ecosistemele acvatice;

12. caracterizarea ¿i în¡elegerea problemelor de calitate a apei în baza unor investiga¡ii aprofundate (de exemplu, apari¡ia substan¡elor toxice);

13. identificarea lipsurilor de cuno¿tin¡e, respectiv a cercetårilor ¿i studiilor speciale ce trebuie efectuate.

Specifica¡iile de mai sus trebuie så eviden¡ieze clar de ce este necesarå informa¡ia, care este utilizarea anvizajatå pentru aceasta ¿i în ce arie de management se înscrie. În acest scop, se desprind urmåtoarele specifica¡ii generale asupra utilizårii informa¡iei produse de activitatea de monitoring:

− criteriile de evaluare a calitå¡ii apei trebuie definite de la început, oferind baza unei strategii de evaluare ¿i nu un simplu inventar de necesitå¡i arbitrare. Criteriile definite per utilizare vor decide ¿i asupra alegerii metodologiei de evaluare (de exemplu, standarde ¿i criterii pentru setarea unei alarmåri);

− necesitå¡ile de informa¡ii trebuie cuantificate pentru evaluarea eficien¡ei informa¡iilor ob¡inute, eviden¡iind clar care detaliu este relevant pentru factorii de decizie. De asemenea, marginile de relevan¡å trebuie specificate pentru fiecare variabilå monitorizatå;

− trebuie selectate variabilele de monitorizare, care sunt indicatori ce permit caracterizarea suficientå a descårcårilor de poluan¡i sau care sunt reprezentativi pentru func¡iunile ¿i utilizårile apei, pentru problemele de calitate a apei sau pentru testarea eficacitå¡ii måsurilor;

− criteriile pentru raportarea ¿i prezentarea informa¡iei produse trebuie specificate (grad de agregare, indici etc.).

Un inventar actual al substan¡elor chimice comercializate a eviden¡iat cå din circa 100000 chimicale, aproximativ 4000 pot apare la nivelul mediului acvatic. Dintre acestea, sunt monitorizate concentra¡iile doar la 30-40 dintre cele mai

84

importante. În consecin¡å, existå o lacunå mare asupra poluårii chimice, fie datoritå lipsei de metode analitice, fie ca rezultat al costurilor aferente. Mai mult, informa¡iile de ecotoxicitate sau de circula¡ie a poluan¡ilor în mediu se referå în prezent doar la 30-40 de compu¿i. Din acest punct de vedere, autoriza¡iile de examinare a subs¡an¡elor periculoase reprezintå un instrument de bazå a managementului de risc în controlul poluårii apei. Mai mult, feed-back-ul ob¡inut prin monitoringul apei de suprafa¡å afectate permite ra¡ionalizarea ¿i corectarea acestor avize. În consecin¡å, politica utilizatå în controlul poluårii apei pentru prognoze ¿i detec¡ia încårcårilor de poluan¡i în cursul receptor, evaluarea condi¡iilor de calitate la scarå de bazin hidrografic ¿i ale func¡iilor ecologice ale ecosistemelor acvatice impune integrarea celor trei categorii de monitoring:

1. analize fizico-chimice ale apei, materiilor în suspensie, sedimentelor ¿i organismelor, incluzându-se variabilele de caracterizare a toxicitå¡ii în amestecuri de componen¡i;

2. evaluare ecotoxicologicå prin bioevaluare ¿i metode de avertizare biologicå;

3. supraveghere biologicå.

Evaluarea integratå a måsuråtorilor biologice cu analizele chimice asigurå posibilitatea de interpretare mai obiectivå a lan¡ului determinist cauzå/ efecte.

3.1.2. ETAPE DE PROIECTARE

În principal, se disting cinci etape ce intervin în proiectarea unui sistem de monitoring standard, dupå cum urmeazå:

Etapa I: definirea necesarului de informa¡ii pentru management: − identificarea necesarului de informa¡ii pentru fiecare instrument de

management;

− evaluarea necesitå¡ilor de informa¡ii ale agen¡iei solicitante;

− necesitå¡ile de informa¡ii ale agen¡iei referitoare la strategia de monitoring;

− definirea procedurilor de raportare ¿i utilizare a informa¡iilor solicitate de activitatea de management;

− stabilirea procedurilor statistice pentru producerea de informa¡ii.

Etapa a II-a: definirea informa¡iilor care pot fi produse prin monitoring: − caracterizarea statisticå a calitå¡ii apei prin e¿antioane de prelevare;

− revizuirea metodelor de prelucrare a datelor în concordan¡å cu obiectivul urmårit;

85

− statuarea tipului de informa¡ii ce pot fi produse;

− compararea informa¡iilor solicitate cu cele pot fi ob¡inute.

Etapa a III-a: proiectarea re¡elei de monitoring: − selectare punctelor de prelevare;

− determinarea parametrilor de måsurå;

− calcularea frecven¡ei de prelevare.

Etapa a IV-a: elaborarea documenta¡iilor privind procedurile de colectare a datelor:

− opera¡ii de prelevare ¿i proceduri aferente;

− metode de analizå de laborator ¿i teren;

− sistem de stocare ¿i redistribuire a datelor.

Etapa a V-a: elaborarea documenta¡iilor cu informa¡ii ¿i a procedurilor de raportare:

− logistica (hard/soft) aferentå analizelor de date;

− formate ¿i frecvente de raportare;

− proceduri de utilizare a informa¡iilor.

De subliniat cå elementul critic în proiectarea re¡elei de monitoring constituie rela¡ia dintre scopurile de informa¡ii la sistemul global ¿i caracteristicile de prelevare ale acestuia (localizarea punctelor, frecven¡e variabile de calitate a apei analizate).

3.1.3. NIVEL ACTUAL DE STANDARDIZARE ªI ORGANIZARE

Pe plan mondial, în general, ¿i la nivelul UE, în particular, existå statuate o serie de standarde, norme, instruc¡iuni, ghiduri, pentru asigurarea activitå¡ilor de monitoring, îndeosebi la nivelul apelor de suprafa¡å curgåtoare.

3.1.3.1. Monitoringul de rutinå ¿i cel în campanii. Campaniile de monitoring se caracterizeazå prin obiective specifice ¿i extindere spa¡io-temporalå diferen¡iatå fa¡å de monitoringul de rutinå. De regulå, acestea urmåresc efectele induse prin construc¡ia de baraje, fundamenteazå studiile de evaluare a impactului, programe de reabilitare, sau servesc la ac¡iuni de implementare a unui plan particular. La monitoringul de rutinå sta¡iile sunt de trei categorii: de bazå sau principale, sta¡ii secundare (de ordinul 2) ¿i sta¡ii pentru scopuri specifice. De regulå, la monitoringul de rutinå se apeleazå la sta¡iile de ordinul 1, în timp ce la studiile de impact se folosesc cele specifice.

86

În general, costurile monitoringului de rutinå sunt mai ridicate comparativ cu cele aferente cercetårilor cu caracter special. Cu toate acestea, ultimele nu pot furniza informa¡ii legate de variabilitatea hidrologicå de fond, sezonierå ¿i tendin¡e.

3.1.3.2. Practici curente. Trei elemente sunt dezvoltate în acest sens: (1) variabile monitorizate ; (2) necesitå¡i de standardizare a sistemelor de monitorizare a emisiilor ¿i imisiilor ¿i (3) elemente de ordin prospectiv.

♦ Variabile de grup monitorizate. În prezent, se apeleazå atât la metode de bio-monitoring, cât ¿i la o serie de variabile de grup (AOX, EOX, POX, Inh.ChE, COT, efecte mutagenetice) ; nu sunt înså frecvent practicate în activitatea de monitoring, fie datoritå necuprinderii în actele de reglementare, fie din cauza accesibilitå¡ii limitate a tehnicilor de analizå aferente (tab. 3.2).

Tabelul 3.2

Frecven¡a de monitorizare a unor variabile de grup

Variabile de Monitoring de rutinå Monitoring special (incidental)

grup Curs receptor Efluen¡i Curs receptor Efluen¡i

AOX xx xx xxx xxxxx

EOX x x xxx

POX x xx x xxxx

Inh.ChE xx x

COT xxxxx xxxx xxxxx xxxxx

Teste mutagenetice

x xx

♦ Necesitå¡i de standardizare a monitoringului calitå¡ii apelor. O autoevaluare a nivelului actual de standardizare ¿i a cerin¡elor viitoare în acest sens pentru resursele de apå, efluen¡i ¿i sedimente, la nivelul U.E., este datå în tabelele 3.3 - 3.5, urmåtoarele observa¡ii eviden¡iindu-se în acest sens:

Tabelul 3.3

Standardizarea activitå¡ilor privitoare la monitoringul apelor ambientale

Activitatea Ape ambientale

Standardizarea actualå

la nivel na¡ional

Necesitå¡i viitoare

scåzutå medie ridicatå scåzutå medie ridicatå

Prelevare xx xxxxxxx x x xxxx xxxxx

Manipulare probe

xx xxxxxxx - x xxx xxxxxx

87

Tabelul 3.3 (continuare)

Activitatea Ape ambientale

Standardizarea actualå

la nivel na¡ional

Necesitå¡i viitoare

scåzutå medie ridicatå scåzutå medie ridicatå

Procesare laborator

- xxxxx xxx xxx xx xxx

Control calitate

xxx xxxx xx xx xxx xxxx

Procesare date xx xxxxx xx - xxxx xxxxx

Raportare xx xxxxxx xx x xxxx xxxx

Tabelul 3.4

Standardizarea activitå¡ilor legate monitoringul calitå¡ii efluen¡ilor

Activitatea Efluen¡i

Standardizarea actualå

la nivel na¡ional

Necesitå¡i viitoare

scåzutå medie ridicatå scåzutå medie ridicatå

Prelevare xxxx xxxxxx xx xx xx xxxxxx

Manipulare probe

xx xxxxx xxx xxx x xxxxxxx

Procesare laborator

x xxxx xxxx xxx xx xxxx

Control calitate

xxxx xxx xxx xxx xxx xxxx

Procesare date xxx xxxx xxx xxx x xxxxxx

Raportare xxxx xxxx xx xx xxxxxx x

1. pentru monitorizarea calitå¡ii resurselor de apå, nivelul actual de standardizare este mediu, necesitå¡ile de viitor în acest sens referindu-se în special la manipularea probelor, procesarea datelor ¿i modul de raportare al informa¡iilor;

2. la nivel de efluen¡i, standardizarea este mai limitatå comparativ cu monitoringul apelor ambientale, necesitå¡ile de viitor înscriindu-se în serie: manipulare probe, prelevare probe, procesare date, prelucråri de laborator ¿i control de calitate;

88

3. la sedimente, standardizarea este mult mai pu¡in practicatå, cel pu¡in din punct de vedere al manipulårii probelor, analizelor de laborator ¿i prelucrårii datelor; pentru viitor, se remarcå necesitå¡ile de standar-dizare a activitå¡ilor aferente controlului de calitate a datelor analitice, prelevårii probelor ¿i prelucrårii datelor.

Tabelul 3.5

Standardizarea activitå¡ilor de monitorizare a sedimentelor

Sedimente Standardizarea actuala la

nivel na¡ional Necesitå¡i viitoare

Activitatea Nivel scåzut

Nivel medie

Nivel ridicat

Nivel scåzut

Nivel medie

Nivel ridicat

Prelevare xxxxx xxxx - x xxx xxxxx Manipulare probe xxx xxxxxx - - xxxxx xxxx Procesare laborator xx xxxxx xxx x xxxx xxxx Control calitate xxx xxxx xx xx x xxxxxx Procesare date xxxx xxxxx x xx xx xxxxx Raportare xxx xxxxx x x xxxx xxx

În concluzie, atât la nivel na¡ional, cât ¿i interna¡ional, se remarcå o serie de necesitå¡i legate de standardizarea activitå¡ilor aferente monitoringului, atât prin legisla¡ie de profil, cât ¿i prin linii ghid unitare, în vederea evitårii situa¡iilor de imposibilitate a agregårii datelor.

♦ Gradul de asigurare a condi¡iilor optime. Dintre problemele cele mai frecvente cu care se confruntå în prezent activitatea de monitoring la nivelul U.E. se men¡ioneazå cele cu aspect financiar, urmate de inconsisten¡a unor legisla¡ii de profil ¿i coordonare (tab. 3.6).

Tabelul 3.6

Probleme în monitoringul adecvat calitå¡ii apelor

Probleme Grad de dificultate

ridicat mediu fårå probleme Aspecte politice xxxx xxxxx xxxx Posibilitå¡i tehnice - xxxxxx xxxxx Probleme financiare xxxxx xxxxxxxx - Coordonare xxxx xx xxxx Personal x - - Con¿tientizare x - -

89

3.1.4. OPTIMIZAREA REºELELOR DE MONITORING

Trei elemente principale trebuie considerate în aceastå privin¡å: (1) sistemul informa¡ional de monitoring ; (2) måsuri de optimizare a re¡elelor de monitoring ¿i (3) analiza cost/ eficien¡å.

3.1.4.1. Sistemul informa¡ional de monitoring. Activitå¡ile 1-6 din schemele bloc redate în figura 3.3 construiesc Sistemul Informa¡ional de Monitoring, la care trebuie avute în vedere urmåtoarele etape:

− prelevarea de probe pentru determinarea caracteristicilor fizice, chimice ¿i biologice;

− måsurarea caracteristicilor fizico-chimice ¿i biologice pentru determinåri de teren ¿i laborator;

− introducerea rezultatelor într-o bazå de date;

− analiza datelor prin procedee statistice sau modelare;

− elaborarea unui raport pe baza unui format stabilit anterior;

− utilizarea informa¡iilor ob¡inute la nivelul factorilor de decizie.

De multe ori înså, activitatea de monitoring al calitå¡ii apelor este consideratå ca limitându-se doar la primele trei etape, ceea ce corespunde în realitate la numai 50% din întreg ansamblul de activitå¡i ce trebuie parcurse. În trecut, multe proiecte de sisteme de monitoring nu aveau referire la analizele necesare datelor, raportarea ¿i utilizarea informa¡iilor. De aceea, este recomandabil ca pentru fiecare dintre secven¡ele enumerate anterior ¿i care se înscriu în sistemul total de monitoring så se prevadå protocoale standard, ca pår¡i integrate ale documenta¡iei de operare. Dinamica proceselor specifice apelor uzate sau a celor de suprafa¡å poate avea o influen¡å considerabilå asupra extinderii programului de monitoring în concordan¡å cu cerin¡ele de ob¡inere a datelor ¿i informa¡iilor necesare. Un exemplu relevant îl constituie astfel modificårile spa¡io-temporale ale concentra¡iilor de poluan¡i la apele subterane ¿i cele de suprafa¡å, la care frecven¡a este de ordinul såptåmânilor. La apele uzate aceste frecven¡e pot fi orare sau zilnice.

3.1.4.2. Optimizarea sistemelor de monitoring. O schemå generalå de optimizare a unui sistem de monitoring este datå în figura 3.4, din care rezultå rolul central al obiectivelor de monitoring ¿i caracterul iterativ al procedurii, programul viitor bazându-se pe informa¡iile ob¡inute de la precedentul sistem de monitoring.

90

Calitatea apei

• necesitå¡i de informa¡ii

• informa¡ii ce se vor pro-duce

Proiectare

re¡ea f, L, v

Colectare probe

• opera¡ii ¿i proceduri (1)

Analize laborator

• metode ¿i opera¡ii (2)

Procedee colectare

date

Manipulare date

• stocare ¿i distribu¡ie (3)

Analize de date • hard - soft

(4)

Elaborare informa¡ii

¿i proceduri

de raportare

Raportåri • format, frecvent

(5)

Utilizare informa¡ii

• proceduri (6)

S I S T E M M I O N N F I O T R O M R A I º N I G O N A L

Luare de decizii

Fig. 3.3. Sistemul de monitoring activitå¡i implicate in fluxul de informa¡ii.

91

• apå de suprafa¡å APÅ • dimensiuni • efluent • procese dinamice

Re¡ea de C / E prelevare

• tipul apei COSTURI EFICACITATE

• • •

frecven¡e(f) c = f(f,L,V)

amplasamente(L) - analiza cost /

variabile de Analiza EFICIENºA eficien¡å calitate de date E = f(f,L,V) CUANTIFICAREA OBIECTIVELOR OBIECTIVE DE MONITORING

Fig. 3.4. Optimizarea unei re¡ele de monitoring.

Cinci etape importante au fost identificate la utilizarea unei re¡ele de monitoring:

1. Identificarea ¿i cuantificarea obiectivelor de monitoring, inclusiv definirea måsurilor de eficien¡å. De regulå, obiectivele includ estimarea situa¡iei prezente a calitå¡ii apei, detectarea tendin¡elor de evolu¡ie, a situa¡iilor de neîncadrare în standardele de calitate, alarmarea poluarilor accidentale, ob¡inerea de date de referin¡å pentru modele de calitate.

2. Identificarea proceselor relevate care determinå modul de analizå a datelor (procese fizico-chimice, bio-chimice sau morfologice; caracteristici ecologice la nivelul acvatic investigat).

3. Determinarea eficien¡ei informa¡iilor în baza datelor furnizate de re¡eaua de monitoring. De multe ori aceastå eficien¡å este apreciatå statistic prin variabilitatea probelor, probabilitatea de detectare a modificårilor, erori de interpolare etc.

4. Calculul costului aferent programului de monitoring.

92

5. Armonizarea programului cu elemente cost-eficien¡å ¿i formulele optime de organizare.

Combinarea obiectivelor de monitoring cu aspectele de proiectare permite ob¡inerea unei imagini de ansamblu asupra cerin¡elor legate de balan¡a cost/ eficien¡å (tab. 3.7).

Tabelul 3.7

Cerin¡e asupra aspectelor principale de proiectare a obiectivelor de monitoring

Obiective Aspecte de

proiectare Detectare.

Tendin¡e.

Încadrare ¿i

standarde

Alarmare

Variabile Interes pe termen lung/scopuri politice

Elaborare de

standarde

Dependent de accidente posibile

Amplasa-mente

Semnificative în

localitå¡i independente

Reprezentative pentru sistemul de monitoring

Puncte fierbin¡i

Viabilitate/

acurate¡e

Continuitate în seriile de timp

Reprezentative pentru perioade de testare

Viabilitatea este mai importantå fa¡å de acurate¡e

Frecven¡a de prelevare

Relativ scåzutå func¡ie de dinamicile sistemului acvatic

Relativ scåzutå func¡ie de dinamicile sistemului acvatic

Frecven¡a ridicatå, func¡ie de dispunerea undei de poluare

Timp de

råpuns

Neimportant Neimportant Esen¡ial

3.1.4.3. Analiza cost-eficien¡å. Costurile aferente activitå¡ilor de monitoring

sunt relativ ridicate, în special cele aferente activitå¡ilor de rutinå caracterizate prin frecven¡e de prelevare ridicate. De precizat cå o frecven¡å adoptatå nu este general optimå pentru toate variabilele considerate, iar costurile de analizå sunt diferen¡iate, func¡ie de indicatorul considerat. În general, pentru calcularea costurilor trebuie considerate urmåtoarele elemente de referin¡å:

− costurile echipamentelor;

− costurile sta¡iilor ¿i cel al instala¡iilor;

− costurile opera¡iilor de recoltare a probelor (transport, etc.);

− costurile analizelor de teren ¿i laborator (inclusiv al aprovizionårii);

− costurile aferente stocårii, prelucrårii ¿i transmiterii datelor;

− alte costuri, manipulare date, asigurarea calitå¡ii datelor analitice,

interpretare date, elaborare rapoarte ¿i salariile personalului implicat.

93

Analizele automate, inclusiv sta¡iile automate de monitoring sunt cele mai eficiente din acest punct de vedere, înså doar la un numår limitat de obiective ¿i variabile. Costurile globale ale unui program de monitoring pot fi scåzute dacå densitatea spa¡ialå a re¡elei ¿i frecven¡a de supraveghere sunt diminuate farå a se afecta obiectivele urmårite ¿i consisten¡a datelor. Trebuie înså considerate ¿i beneficiile rezultate ca efect al reducerii pagubelor în activitatea de management opera¡ional (poluåri accidentale, neîncadrarea temporalå în condi¡iile de calitate etc.), figura 3.5 prezentând corelarea acestor func¡iuni. Costurile de monitoring specifice activitå¡ii de rutinå sunt foarte ridicate. Numai în Olanda de exemplu, din aceste considerente programul de monitoring aferent cursurilor majore de apå s-a redus de la 150 de amplasamente (1970) la 26 în prezent, sporindu-se în schimb frecven¡a de supraveghere (de 2 ori/lunå = 24 de probe/an). Costurile anuale totale (analize fizico-chimice ¿i biologice se ridicå la 1,5 mil. ECU) respectiv circa 30 mii ECU/sta¡ie, reparti¡iile de ponderi fiind 15% pentru analize fizice, 35% la cele chimice ¿i 50% pentru monitoringul biologic. Costurile la parametrii de grup (AOX, VOX) sunt de circa 100 ECU, în timp ce pentru analizele complete prin masspectrometrie sunt de 250 ECU, cele de pesticide (GCR-MS) 500 ECU/ probå, iar caracterizarea poluårii asociate sedi-mentelor cu metale grele ¿i micropoluan¡i organici este de 1000 ECU/ probå. Tabelul 3.8 prezintå astfel câteva cifre orientative asupra unor sisteme de monitoring practicate în UE.

Fig. 3.5. Costuri ¿i beneficii ale unui sistem de monitoring.

94

Tabelul 3.8

Costurile anuale de monitoring pentru diferite obiective (Olanda)

Obiective/

directive

Programul de monitoring

¿i frecven¡a

Cost anual/

amplasament

Calitate 45 indicatori - frecven¡å 12 ori/an 8500 ECU

generalå 30 indicatori - frecven¡å 12 ori/an 1400 ECU

Apa potabilå

75/440/EC

frecven¡a minimå 4 ori/an 1350 ECU

Apå de îmbåiere

76/160/EC

“ “ 700 ECU

Pisciculturå

78/659/EC

“ “ 700 ECU

Pentru supravegherea automatå, costurile specifice determinårilor la ¿ase

indicatori clasici ( , turbiditate, pH, , t2O +4NH 0

C, conductivitate ¿i rH),

inclusiv cele de între¡inere, pompare apå, teletransmie sunt de circa 90000 ECU/an. Adoptarea parametrilor de grup (AOX, EOX, POX, VOX, sumå PCB, inhibare ChE ¿.a.) în locul variabilelor singulare constituie în prezent una din posibilitå¡ile de diminuare a costurilor de monitorizare a activitå¡ii apelor.

Tabelul 3.9

Costuri relative ale echipamentelor

¿i ale timpului de ob¡inere pentru teste de ecotoxicologie

Efluent Investi¡ii Timp de råspuns Timp de lucru

Daphnia acut scåzute scåzut scåzut alge intermediare intermediar intermediar guppy scåzute intermediar scåzut Microtox mari scåzut scåzut Toxkits scåzute scåzut scåzut Daphia chronic scåzute mare mare Zebra fish ELS intermediare intermediar mare Ames intermediare scåzut scåzut Mutatox mari scåzut intermediar SOS Chromotest mari scåzut scåzut Notobranchius intermediare intermediar mare SCE

empore disc intermediare intermediar intermediar

95

Tabelul 3.9 (continuare)

CBO/COD scåzute intermediar scåzut tox.+biodegr. intermediare mare intermediar

Ape de suprafa¡å

efluen¡i marini

Sedimente

Chironomus acut scåzute intermediar scåzut Daphnia acut (pw) mari scåzut scåzut Microtox (pw) mari scåzut scåzut Toxkits (pw) mari scåzut scåzut Chironomus scåzute mare intermediar chronic Daphnia (pw) mari mare mare Zebra fish ELS (pw) mari intermediar mare Branchiura scåzute mare mare chronic

3.2. MONITORING STRUCTURAL

Dupå cum s-a precizat la capitolul 2, supravegherea integratå a calitå¡ii de apå impune luarea în considerare a unor serii de criterii, dintre care se reamintesc cele privitoare la coroborarea emisiilor (efluen¡i) cu imisiile (monitoring ambiental) ¿i interdependen¡a cantitate/ calitate cu considerarea legåturilor specifice dintre apele de suprafa¡å ¿i cele subterane. Existå înså o serie de diferen¡e legate de organizarea re¡elelor (densitate spa¡io-temporalå, tipuri de probe, indicatori urmåri¡i), astfel încât, din punct de vedere practic, se disting subsisteme specifice pentru : (1) râuri ; (2) lacuri ; (3) ape subterane ; (4) ape uzate ¿i (5) ape maritime. În acest spirit practicat pe plan mondial, inclusiv în România (din 1972), în cele ce urmeazå se vor prezenta succint elementele de bazå pentru fiecare subsistem (monitoring structurat).

3.2.1. APE DE SUPRAFAºÅ CURGÅTOARE

Acest subsistem a cunoscut cea mai largå dezvoltare dintr-o serie de considerente, dintre care, în principal:

− în general, resursele de suprafa¡å sunt cele mai importante pentru scopuri de alimentare cu apå;

96

− evacuårile de ape uzate se fac în apele de suprafa¡å, doar în situa¡ii particulare utilizându-se apele subterane;

− planurile de gospodårire a apelor, inclusiv sistemul de monitoring aferent, sunt mai accesibile pentru apele de suprafa¡å.

3.2.1.1. Elemente cadru. Organizarea sistemului de monitoring pentru apele de suprafa¡å curgåtoare are la bazå, în prezent, abordarea integratå la nivel de bazin hidrografic, urmåtoarele criterii cadru, fiind considerate în acest sens:

♦ Abordarea multifunc¡ionalå. Func¡iunile ¿i utilizårile diferite ale cursurilor de apå pot fi identificate din politicile existente la nivel na¡ional, regional ¿i interna¡ional, planurile de ac¡iuni strategice pentru bazinele hidrografice privitoare la asigurarea activitå¡ilor umane ¿i a func¡iunilor ecologice specifice, tabelul 3.10 prezentând câteva exemple în acest sens.

Tabelul 3.10

Utilizåri ¿i func¡iuni ale cursurilor de apå

Categoria I-a Utilizåri fårå standarde de calitate

1. Sisteme de transport (ape, ape uzate, naviga¡ie).

2. Extrac¡ie minereuri (nisip, gaze naturale, petrol).

3. Generare energie (baraje, hidrocentrale).

Categoria a-II-a Utilizåri în standardul de calitate definite

4. Ape tehnologice de råcire în industrie.

5. Irigåri în agriculturå.

6. Pisciculturå.

7. Recreere ¿i turism.

8. Alimentåri cu apå potabilå etc.

Categoria a-III-a Utilizåri fårå perturbarea calitå¡ii

9. Neafectarea func¡iunilor ecosistemului.

Folosin¡ele de apå pot crea situa¡ii conflictuale, în particular în situa¡iile de

deteriorare a calitå¡ii resursei de apå. Abordarea multifunc¡ionalå urmåre¿te în acest sens statuarea unei balan¡e între toate cerin¡ele, inclusiv neafectarea func¡iunilor ecosistemului, în baza unei ierarhizåri a folosin¡elor ¿i a unei flexibilitå¡i aplicate la diferite nivele de dezvoltare a politicilor de gospodårire a resurselor de apå la scarå spa¡io-temporalå.

♦ Abordarea ecosistemicå. Aceasta este impuså de problemele care pot avea geneze de aspect fizico-chimic, biologic, morfologic, hidrologic ¿i ecologic în medii diferen¡iate (apå, materii în suspensii, sedimente, biocenoze).

97

♦ Surse multiple. Multiplele surse de poluare a apelor revendicå o abordare integratå, balansatå ¿i specificå ariei respective. Dacå poluarea predominantå se datoreazå unei surse punctiforme, solu¡ia optimå o constituie monitorizarea efluentului respectiv. În general înså, sursele punctiforme la nivel de bazin hidrografic sunt numeroase ¿i nu întotdeauna bine definite, iar sursele difuze din agriculturå, industrie, de la popula¡ie sau datorate depunerilor atmosferice pot avea o pondere relevantå în bilan¡ul global de poluare.

♦ Abordare integratå în controlul poluårii apelor. În controlul poluårii apelor se utilizeazå frecvent douå moduri de abordare: (1) considerarea emisiilor ¿i (2) urmårirea imisiilor. Pentru prima alternativå sunt impuse limite admisibile la evacuare, care sunt monitorizate periodic, înaintea descårcårii în receptor. Cea de-a doua alternativå porne¿te de la situa¡ia actualå (sau cea urmåritå) a calitå¡ii apei receptorului, în baza unor standarde de calitate din care decurg condi¡iile de evacuare ¿i structura adecvatå de monitoring aferent.

De men¡ionat cå ambele metode se caracterizeazå prin avantaje ¿i limitåri proprii, combinarea lor reprezentând solu¡ia optimå.

♦ Gospodåriri la nivel de bazin hidrografic. Bazinul hidrografic reprezintå unitatea de referin¡å în organizarea sistemului de monitoring ambiental, spre deosebire de cel corespunzåtor evaluårilor punctiforme (nivel local).

3.2.1.2. Tipuri de sta¡ii, terminologie, destina¡ii. Pentru descrierea diferitelor sta¡ii ¿i re¡ele de monitoring s-au adoptat urmåtorii termeni:

− Sta¡ii statuate, pentru furnizarea de date privind încadrarea în condi¡iile de calitate la nivel na¡ional (apå brutå pentru alimentåri cu apå potabilå) ¿i/ sau interna¡ional.

− Sta¡ii de referin¡å, pentru zone pe cât posibil lipsite de impactul antropic; pentru fiecare zonå ecohidrologicå.

− Sta¡ii de grani¡å, pentru caracterizarea transferului de fluxuri dintre ¡åri, regiuni sau între medii (râu-mare/ocean, ape de suprafa¡å/ape subteranå etc.).

− Sta¡ii de impact, control surse de poluare/arii definite.

− Sta¡ii reprezentative, pentru caracterizarea impactului antropic la nivel bazinal.

− Sta¡ii opera¡ionale, folosite la managementul de zi cu zi al calitå¡ii apelor, de cåtre agen¡iile locale, regionale sau na¡ionale.

− Sta¡ii de cercetare care se instaleazå ¿i opereazå pe timpul proiectului ¿tiin¡ific.

3.2.1.3. Tipuri de monitoring ¿i medii investigate. La apele de suprafa¡å interioare se disting, în general, douå categorii de activitate de monitoring:

98

− monitoringul opera¡ional derivat din obliga¡iile na¡ionale/interna¡ionale, cu rolul de asigurare a informa¡iilor necesare reglementårii, furnizårii ¿i utilizårii apei;

− cel de urmårire a calitå¡ii apei la resurse, coroborat cu determinarea clasei de calitate, biodiversitå¡ii, pentru care se disting alte patru tipuri de sta¡ii (referin¡å, de bazå, reprezentative ¿i de impact).

La rândul lor, re¡elele se pot referi la supravegherea calitå¡ii, din punct de vedere ecologic ¿i/sau chimic, mediile de investiga¡ie corespunzând apei, materiilor în suspensie ¿i sedimentelor (habitat - biotop).

♦ Re¡ele de monitoring al calitå¡ii ecologice. Directive CE privitoare la calitå¡ile ecologice ale apelor (COM (′93) 680) constituie un nou mod de abordare în protec¡ie ecosistemelor acvatice ¿i utilizarea apelor, la care sunt considerate atât sursele punctiforme, cât ¿i cele difuze de poluare. Monitoringul ecologic are în vedere caracterizarea stårii actuale ¿i a tendin¡elor în diferite variabile biologice, cum ar fi flora ¿i fauna reprezentativå, variabilele fizice legate de debit ¿i habitat ¿i variabilele chimice (apå, suspensii, sedimente), alegerea amplasamentelor de referin¡å fiind determinantå în acest sens. În general, prin re¡ele de monitoring ecologic se urmåresc:

1. Efectele de perturbare a ecosistemelor acvatice: − emisii de substan¡e toxice (în apå ¿i sedimente); − factori disturban¡i ai habitatului (morfologie maluri etc.); − descre¿terea concentra¡iei de oxigen prin poluare organicå; − eutrofizare; − acidifiere; − radionuclizi; − descåcarea unor debite masice ridicate de poluan¡i, în lacuri ¿i måri.

2. Indicatori op¡ionali (regim de oxigen, /substan¡e toxice,

comunitå¡i acvatice - diversitate plancton ¿i bentos, plante acvatice, pe¿ti, never-tebrate, specii de referin¡å-specii indicator, boli la popula¡ie, boli de plante ¿i animale, structurå ¿i calitatea sedimentelor, factori fizici-debit, canalizåri, meandre);

52 CBO/O

3. Indexul biotic-bazat pe investigarea comunitå¡ilor de micronevertebrate bentice, considerate a oferi cele mai bune posibilitå¡i pentru evaluårile de rutinå a râurilor.

4. Indexul saprobic-relevant la poluarea predominant organicå, termicå, alcalinå ¿i acidå. Clasificarea saprobicå are înså o valoare limitatå pentru evaluarea stårii biologice a ecosistemelor din râuri din punct de vedere al compozi¡iei comunitå¡ilor aferente.

5. Ecoregiuni/ evaluare ecologicå integratå. Dacå ini¡ial s-a efectuat monitoringul fizico-chimic, etapa de monitoring

ecologic se recomandå a se face în patru faze: (1) evaluare biologicå

99

(compozi¡ia comunitå¡ii biotice) ; (2) evaluare ecotoxicologicå ; (3) evaluare ecologicå (factori abiotici-calitate habitat în corela¡ie cu comunitå¡ile biotice) ¿i (4) evaluarea globalå-grupe biotice specifice.

♦ Re¡ele de monitoring al calitå¡ii chimice. În prezent, se remarcå tendin¡e de extindere a gamei de variabile investigate la nivel de concentra¡ii scåzute pentru componen¡ii caracteriza¡i prin persisten¡a în mediul acvatic ¿i cu proprietå¡i toxice, mutagenetice sau cancerigene. În paralel, sunt investigate variabilele de agregare cu standarele de calitate a apei (tab. 3.11).

Tabelul 3.11

Variabile de monitoring chimic corelate cu probleme ale mediului acvatic

Probleme Variabile

faza 1 - indicatori uzuali faza 2 - indicatori adi¡ionali

Sånåtate O.D, , coliformi fecali,

streptococi fecali 5CBO CCO, COT, viru¿i,

salmonele

Såråturare conductivitate −Cl , ioni majori

Eutrofizare O.D, , , clorofila a tN tP N-Ky, +4NH

alge albastre

Acidifiere aciditate (pH)

Substan¡e periculoase

în faza lichidå - produse petroliere

- metale grele: Cd, Hg

- radioactivitate tα , , tritiu tb

- pesticide organoclorurate, AOX, EOX

- inhibare AChE în sedimente ¿i/sau biota - metale grele: Cd, Hg

- PAH (Bornef 6)

- PCB - 153

- alte metale grele

- γ nuclizi

- endosulfan, HCH,

esteri organofosforici

γ

- atrazin

- benzen

- pentaclor fenol

- organo - Sn

Management cantitativ

- debit si caracteristici de descårcare

- nivel

3.2.1.4. Criterii aplicate la stabilirea densitå¡ii spa¡iale a re¡elelor de

monitoring. Dupå cum s-a precizat la capitolul 2, numårul de puncte (sta¡ii) de prelevare la nivelul unei re¡ele de monitoring trebuie så fie suficient de reprezentativ fa¡å de mårimea bazinului hidrografic (circa un amplasament la

100

1000 2km ) ¿i så permitå totodatå o eviden¡iere a impactului antropic (corelat cu densitatea de popula¡ie, industrie, urbanizarea terenului agricol). În acela¿i timp, trebuie prevåzute sec¡iuni de referin¡å ¿i sta¡ii de evaluare a transferului de flux masic între medii. La toate acestea mai trebuie ¡inut cont de costurile de monitoring, selectarea sta¡iilor de supraveghere efectuându-se în principal prin stratificarea nivelului de investiga¡ie. În prezent, s-a adoptat solu¡ia monitorizårii apelor de suprafa¡å ¿i subterane - cele mai importante din punct de vedere al mårimii ¿i/ sau a utilizårii (alimentari cu apå de exemplu). Aceste cursuri de apå reprezintå, uneori, o propor¡ie micå din lungimea totalå a râurilor la scarå na¡ionalå. De asemenea, pentru unele ¡åri, apele de munte, de¿i foarte importante din punct de vedere ecologic, succectibile la efectele de acidifiere, nu sunt monitorizate cu aceea¿i intensitate, comparativ cu sistemul re¡elei hidrografice. Totodatå, cursurile mici de apå, relevante pentru controlul antropic, combinate ca lungimi, pot conduce la o poluare ridicatå din totalul lungimilor de râuri la nivelul unei ¡åri. Tabelul 3.12 ilustreazå cum se poate stratifica o re¡ea de prelevare la nivel inferior, pentru ob¡inerea de informa¡ii privind calitatea generalå a râurilor mici, medii ¿i mari. Dupå cum s-a prezentat anterior, pentru toate râurile trebuie prevåzute sec¡iuni de referin¡å (selec¡ie aleatoare). În schimb, sta¡iile de flux sunt selectate pe baza localita¡ilor adiacente, corelat cu apele transfrontierå ¿i evacuårile în mare, func¡ie de contribu¡ia proprie fiecårui râu la încårcarea totalå descårcatå.

Tabelul 3.12

Stratificarea poten¡ialå la nivelul inferior al râurilor în popula¡ii ¡intå pentru prelevare

Tipuri sta¡ii de

monitoring Dimensiunea

relativå

(ordin 1:250000)

Râuri mici

(ordin 1-3)

Râuri medii

(ordin 4-5)

Râuri mari

(ordin 6 ¿i peste)

Referin¡å

Reprezentativå

Flux

Pornind de la acest nivel, se trece la unul mediu (tab. 3.13) la care se pot diferen¡ia ariile de impact specific, în baza informa¡ionalå, legate de utilizarea terenului, altitudine, densitate ¿i popula¡ie. La acest punct pot interveni o serie de dezavantaje dacå ariile de impact datorate diferitelor activitå¡i antropice sunt sub sau supra prelevate reprezentativ. Se poate adåuga în acest sens un strat adi¡ional bazat pe altitudine, dacå popula¡ia ¡intå nu a fost prelevatå reprezentativ, pe aceastå cale asigurându-se o balan¡a între ponderile de monitorizare a apelor de altitudine ¿i cele de ¿es.

101

Tabelul 3.13

Stratificarea poten¡ialå la nivel superior a râurilor

în popula¡ii ¡intå pentru prelevare

Tipul sta¡iei de monitoring

Dimensiune relativå

(1:250000)

Râuri mici(ordin

1-3)

Râuri medii (ordin4-5)

Râuri mari (ordin 6 ¿i

peste)

clasa altitudine

a b c d e a b c d e a b c d e

Referin¡å

Reprezentativå

Flux

a = >800 m; b = 500-800 m; c = 200-500 m; d = 100-200; e = <100 m.

Cel de-al treilea nivel de defin¡ie al stratului (tab. 3.14), poate include diferen¡ieri între sec¡iuni aflate sau nu sub impact, iar cele de impact de eviden¡ierea cauzelor generatoare de impact (popula¡ie, industrie, agriculturå etc). Fiecare dintre stratele adi¡ionale va extinde necesitatea de informa¡ii suport prin care se poate defini popula¡ia ¡intå, inclusiv în termeni de caracterizare a densitå¡ilor specifice ariilor urbane, agricole ¿i forestiere. Pentru re¡elele de impact, de multe ori este necesar a se prevedea sec¡iuni amonte ¿i aval de aria consideratå pentru comparåri globale. Acest lucru se poate asigura relativ u¿or pentru surse punctiforme, dar mult mai dificil în situa¡ia celor difuze (agricultura, de exemplu). Sec¡iunile din aval evacuåri trebuie så se caracterizeze prin omogenitatea apei (amestec complet efluent/ emisar), fazele de amestec fiind stabilite pentru cele mai nefavorabile situa¡ii (debit minim la emisar). Sta¡iile de flux pot fi considerate ca sta¡ii reprezentative, dar tratate separat, în context transfrontierå. La proiectarea re¡elelor de monitoring al calitå¡ii apei sunt considerate ¿i sta¡iile de måsurare a debitelor (condi¡ie indispensabilå la sta¡iile de evaluare flux). Unele tipuri de sta¡ii ar fi ideal så fie localizate sinoptic (determinari de flux/încårcåri). Altele, de¿i par a avea scopuri comune, pot fi amplasate separat. Pentru sta¡iile de impact, sta¡iile de cantitate/calitate trebuie amplasate cât mai aproape posibil. Sta¡iile de fond pot fi amplasate independent (tab. 3.15).

102

Tabelul 3.14

Stratificarea poten¡ialå la nivelul superior al râurilor în popula¡ie ¡intå pentru prelevare

Tipuri de monitoring

Dimensiunea relativå

(hartå 1/250000)

Râuri mici

(ordin 1-3)

Râuri medii

(ordin 4-5)

Râuri mari

(6 sau peste)

clasa altitudine→ a b c d e a b c d e a b c d e

Arii/

caracteristici↓

Referin¡å sau bazå

> 90% natural

Sta¡ii reprezentative la diferite tipuri de impact antropic

urbanizat

a) ora¿e

> 2000 locuitori sau

> 50 loc./km2

Impact b) urbanizare ridicatå

> 100000 locuitori

> 100 loc./km2

Impact rural/ora¿e

< 2000 locuitori

< 50 loc./km2

Impact agricol

Impact forestier

Flux

- limite

- râuri transfrontierå

- lacuri

a = >800 m; b = 500-800 m; c = 200-500 m; d = 100-200; e = < 100 m.

103

Tabelul 3.15

Privire comparativå asupra tipurilor de sta¡ii pentru monitoringul cantitå¡ii ¿i calitå¡ii apelor de suprafa¡å

Cantitate

→

Referin¡å Bazå Reprezentare Impact Flux

Calitate↓

Referin¡å = x x x x

Reprezentativå x x = = x

Impact x x = v x

Flux x x x x v

v = sta¡ii sinoptice; x = nu se suprapun; = = scopuri echivalente - amplasamentele lor pot så nu fie sinoptice.

3.2.1.5. Tipuri de probe. Pentru monitoringul chimic se disting patru tipuri de probe:

a) probe instantanee, recoltate manual, la frecven¡e de timp prestabilite ¿i momente de prelevare pentru fiecare sta¡ie; aceste probe pot så se refere la ape ca atare, apå filtratå ¿i/sau materii în suspensii;

b) probe de compozi¡ie medie orarå recoltate continuu (automat); acestea au grad superior de reprezentativitate ¿i servesc în spe¡å detectårii poluårilor accidentale ¿i alarmårii;

c) probe compuse din mai multe e¿antioane prelevate automat pe o perioadå prestabilitå de timp (orar, la 8 ore, 24 ore etc.); de regulå, acestea se utilizeazå la monitorizarea calitå¡ii apei lacurilor, fiind ob¡inute prin intermediul unor prelevatoare submersibile, amplasate la diferite adâncimi;

d) probe de apå propor¡ionale cu debitul, folosite la controlul calitå¡ii efluen¡ilor sau la sta¡ii de flux.

În cazul sedimentelor se disting: (1) probe de amestec/de regulå a stratului de interfa¡å ¿i (2) carote de sedimente care pot pune în eviden¡å selectiv, prin dozare cu a poluårii asociate sedimentårilor pe diferite perioade de timp. 14C

3.2.1.6. Variabile de monitorizare. Tabelele 3.16 ¿i 3.17 prezintå sinoptic principalii determinan¡i adapta¡i pentru monitoringul uzual al apelor, urmatoarele observa¡ii fiind necesar a fi precizate în acest sens:

− indicatorii de impurificare specifici (metale grele, pesticide ¿i alte substan¡e organice) trebuie selecta¡i în baza existen¡ei unei surse poten¡iale de poluare din zona investigatå;

− datele de calitate trebuie corelate cu cele de cantitate (în special la râuri).

104

105

Tabelul 3.16

Informa¡ii necesare pentru fiecare tipuri de ape

Informa¡ia cerutå Râuri Lacuri Ape subterane

Calitate ecologicå xxx xxx

Acidifiere xxx xxx xxx

Nutrien¡i xxx xxx xxx

Pesticide xx xx xxx

Metale grele xxx xx xxx

Poluare organicå xxx xx xx

Patogeni xxx xx xx

Condi¡ii hidrologice xxx x xxx

Interac¡iuni fizice xxx xx

Notå: xxx = indicator cheie; xx = indicatori importan¡i; x = indicatori utili.

3.2.1.7. Elemente de ordin statistic ce trebuie considerate la proiectarea

re¡elelor de evaluare a tendin¡elor: spa¡io-temporale. Dupå cum s-a precizat anterior, printre pu¡inele solu¡ii de mic¿orare a costurilor aferente activitå¡ii de monitoring la care se apeleazå în prezent pot fi enumerate: (1) diminuarea frecven¡ei de prelevare ¿i (2) adaptarea unei densitå¡i rezonabile a re¡elei de monitoring, fårå a se afecta înså obiectivele urmårite. Cât mai multe re¡ele au la bazå prelevåri de probe instantanee cu frecven¡e cuprinse în intervalul 4 - 240 ori pe an (exclusiv situa¡ii în care sta¡iile sunt prevåzute cu prelevare automatå). Care sunt înså, pentru aceea¿i sta¡ie de monitoring, frecven¡ele optime de prelevare, iar la nivel de re¡ea, câte sta¡ii trebuie prevåzute astfel încât informa¡iile ob¡inute så se încadreze în criteriile statistice? De regulå, sursele de variabile sunt separate în douå categorii distincte: (1) variabilitate sistematicå (de exemplu, diurnå, sezonierå etc.) ¿i (2) varia-bilitate aleatoare la care fluctua¡iile nu pot fi anticipate sau explicate. Cu cât componenta aleatorie este mai ridicatå, cu atât frecven¡a de recoltare, respectiv numårul de probe, trebuie så fie mai mari. Acest lucru se poate asigura prin recoltarea periodicå a unui punct fix dintr-un ciclu sistematic sau prin proiectarea în a¿a fel a prelevårilor, încât så se eviden¡ieze efectul mediu al ciclului. Datele instantanee sunt esen¡iale pentru analizele statistice, permi¡ând:

Tabelul 3.17

Determinan¡i primari ¿i secundari pentru monitorizarea râurilor ¿i lacurilor

Indicatori

(determinan¡i) ↓ Probleme→ CE AC N ST PO UA RA IF FL

Exemple de indicatori Biologici Macronevertebrate, pe¿ti,

fitoplancton, clorofilå vv vv v v v v x vv x

Generali descriptivi OD, pH, alcalinitate, conductivitate, temperaturå, suspensii

v vv v v vv vv x v v(ss)

Debit debite, nivele vv v v v v vv x vv vvAdi¡ional 5CBO , CCO, COT,

transparen¡å, aluminiu (frac¡iuni)

v vv v x vv v x x x

Nutrien¡i TP , fosfor reactiv solubil,

, , , , −3NO −

2NO +4NH orgN TN

v x vv x v x x x vv

Ioni majori +2Ca , , +Na +K , , ,

,

+2Mg −Cl−2

4SO −3HCO

x vv x x x v x x x

Metale grele Cd, Hg, arie/utilizare teren x x x vv x v x x vv

106

107

Tabelul 3.17 (continuare)

Indicatori (determinan¡i) ↓

Probleme→ CE AC N ST PO UA RA IF FL

Pesticide arie/utilizare teren x x x vv x v x x vvAlte substan¡e organice PAH, PCB

arie/utilizare teren x x x vv x v x x vv

Microbi coliformi totali ¿i fecali, streptococi, fecali, salmonele enteroviru¿i

x x x x vv v x x x

Radionuclizi Ta , , Cs 137 Tb x x x x x x vv x v

CE = calitate ecologicå; RA = radioactivitate; vv = indicatori primari; AC = acidifiere; IF = interven¡ii fizice; v = indicatori secundari; N = nutrien¡i; FL = fluxuri; x = indicatori neesen¡iali. ST = substan¡e toxice; SS = suspensii solide;

1. måsurå a variabilitå¡ii necesarå calculelor la dimensionarea probelor (devia¡ie standard s, de exemplu);

2. identificarea componentelor sistematice, lucru care va permite reducerea lui s ¿i îmbunåtå¡irea eficien¡ei programului de prelevåri;

3. evaluarea variabilitå¡ii aleatoare (distribu¡ie normalå, log normalå, etc.).

♦ Tendin¡e în serii de timp. În multe situa¡ii, scopul programului de prelevare este legat de un subset, de popula¡ii ¡intå, date fiind costurile aferente, lucru care este acceptabil dacå informa¡iile ob¡inute de la popula¡ia prelevatå pot fi extrapolate la popula¡ia ¡intå. În caz contrar, apare o situa¡ie conflictualå între o popula¡ie ¡intå idealå, dar impracticabilå, ¿i o popula¡ie prelevatå convenabil, dar nerelevantå. Se prezintå douå exemple în acest sens:

Exemplul 1.

− Obiectiv: Monitorizarea unui efluent în vederea verificårii încadrårii în condi¡iile de evacuare cu o limitå de concordan¡å la concentra¡ii de 95 percentile anual;

− Popula¡ie ¡intå: Toate alicuoturile posibile, egale ca volum, ce pot fi prelevate din efluent la intervale de timp variate scåzute (practic, recoltare continuå).

− Popula¡ie prelevatå: Poate fi identicå cu cea ¡intå dacå se prevede un prelevator automat sau diferitå, prelevare manualå prin care se exclud, de regulå, perioadele de noapte, zilele de sårbåtori etc.

Totodatå, dacå sunt mai multe evacuåri se poate recolta numai din una. Popula¡ia prelevatå va fi adecvatå cu condi¡ia så nu existe diferen¡e între debitul efluentului la diferite evacuåri ¿i timpul perioadei când nu s-au efectuat recoltåri.

Exemplul 2.

− Obiectiv: Estimarea diferen¡elor dintre concentra¡iile medii anuale la un anumit poluant, în cursul receptor amonte ¿i aval de evacuare efluent.

− Popula¡ie ¡intå: Se disting douå por¡iuni: (1) toate volumele posibile de dimensiuni egale din apa cursului receptor, ce pot fi recoltate la intervale de timp foarte scurte, de la orice adâncime ¿i amplasament amonte de evacuare ¿i care så nu con¡inå nici o por¡iune din efluent ¿i (2) volumele prelevate în aval descårcare efluent cu condi¡ia så nu intervinå nici o influen¡å cauzatå de o altå surså de poluare.

− Popula¡ie prelevatå: Alåturi de unele restric¡ii temporale, ca de exemplu, cele redate la exemplul 1 trebuie considerate condi¡iile hidrologice, de amestec etc. În acela¿i timp, sec¡iunea amonte nu poate fi deplasatå prea mult datoritå posibilei existen¡e a altor surse de poluare din zonå etc.

108

Se considerå o serie de timp (A) = . ni AAAA ,...,,...,, 21

O defini¡ie satisfåcåtoare a tendin¡ei este cå aceasta existå dacå, în general, observa¡iile depind de i nealetoriu (cre¿tere sau descre¿tere a lui cu i); pentru o formulare riguros statisticå se apeleazå la un cadru de testare ipotetic, dintre care de bazå sunt: ipotezele de nul (nu apare nici o schimbare în

structura seriei de timp) ¿i (apar schimbåri în baza unui test statistic T).

iA iA

0H

iH Existå douå tipuri de erori care intervin la testarea ipotezelor. Erorile te tipul 1 rezultå când testul utilizat indicå o schimbare, fårå ca în realitate aceasta så existe. Erorile de tipul 2 intervin când testul nu indicå o schimbare, dar în realitate ea existå. Cele douå tipuri de erori aratå cå prin cre¿terea nivelului de confiden¡å (1 - a) se reduce puterea de rezolu¡ie (1 - b). În general, probabilitatea erorilor de tipul 1 este mai scåzutå dacå se utilizeazå un nivel de confiden¡å de 95%. Când probele sunt interdependente (practic totdeauna la seriile de timp), rezolu¡ia testårii va fi o func¡ie de structura de corela¡ie a seriilor de timp, aplicându-se în acest sens metoda celor mai mici påtrate. Puterea acestor teste poate fi exprimatå aproximativ prin rela¡ia:

⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

−δ

= υα−ε

,2/1tKnT

FPxbr

tw , (3.1)

la care:

tF este distribu¡ia standard student cu ν grade de libertate;

rT - magnitudinea tendin¡ei pe o perioadå de timp; xbn - dimensiunea probei independente echivalente;

εδ - devia¡ia standard a zgomotului rezidual (seriile de timp cu

tendin¡å îndepårtatå); 2K - = 4 pentru o tendin¡a în trepte ¿i = 12 la tendin¡a linearå;

n - gradele de libertate = - 2 în ambele situa¡ii.

Pentru n > 30, devine aproximativ (centile unei distribu¡ii

standard normale care este independentå de n), iar poate fi înlocuit cu ,

func¡ie de distribu¡ia standard normalå (Gaussianå). În aceastå ultimå situa¡ie, puterea devine o func¡ie numai de magnitudinea tendin¡ei:

nat ,2/1− 2/1 aZ −

tF rF

ε

α

δ=

KnT

N btT . (3.2)

109

Puterea detectårii tendin¡ei poate fi ob¡inutå din rela¡ia: ( )2/1 α−−= ZNFP Ttw . (3.3)

Dacå se apeleazå la un test t modificat pentru evaluarea seriilor de timp înregistrate, parametrul are o margine superioarå finitå, n, crescând, iar

lungimea înregistrårii (anualå, de exemplu) råmând fixå. Puterea maximå

poate fi atinså prin monitoring continuu (automat), fiind func¡ie de tipul de tendin¡e, magnitudinea acestora, cât ¿i de variabilitatea ¿i persisten¡a structurii seriilor de timp.

TN

maxP

( ) (⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡−+= ∑

−

=∞→

1

12max

21lim1 n

ynytpyn

nnn) . (3.4)

S-au analizat câteva serii de timp reprezentative la parametrii de calitate ai apei, la intervale de prelevare de o zi, structura (model serie de timp) de tip lag fiind cea mai frecventå, din care a rezultat cå dimensiunea probei poate fi calculatå din ecua¡ia (3.2) ¿i (3.3) pentru a se ob¡ine . A rezultat cå ¿i în

situa¡ia unui numår infinit de observa¡ii (sta¡ii automate), probabilitatea detectårii unei modificari mici la nivelul dat la lag zilnic este scåzutå ¿i are un coeficient al zgomotului rezidual de aproximativ 0,8. De exemplu, cu

= 0,1, ≈ 0,1, pot fi detectate numai circa 10% din cazurile

caracterizate printr-o tendin¡å fa¡å de nivelul de zgomot, în condi¡iile utilizårii unui monitoring continuu.

maxP

δ/TT maxP

În consecin¡å, din punct de vedere practic, puterea maximå de rezolu¡ie poate fi ob¡inutå numai prin intermediul sta¡iilor automate de supraveghere, care înså implicå un cost al investiga¡iilor ¿i de exploatare, prohibitor, urmårirea unei game limitate de indicatori (temperaturå, pH, nivel, oxigen dizolvat, conductivitate, cloruri, turbiditate). De aceea, este important a se evalua puterea la un sistem bazat pe probe instantanee (cazul cel mai frecvent). Acest lucru se poate realiza u¿or, prin normalizarea puterii la un numår finit de probe, perioadå de înregistrare ¿i tendin¡a fa¡å de devia¡ia standard. Pentru înregistråri pe o perioadå de patru ani, de exemplu, la care corespunde prelevårii zilnice, iar n/ este raportul

dintre frecven¡a de recoltare utilizatå ¿i cea zilnicå, în cazul când n = 2 såptåmâni, se ob¡ine o putere de rezolu¡ie apropiatå de cea maximå. Pe aceastå bazå se poate face o analizå cost-eficien¡å între procedura clasicå (probe instantanee la douå såptåmâni) ¿i cea automatå, ambele conducând practic la aceea¿i putere de rezolu¡ie, excluzându-se înså situa¡iile de poluåri accidentale.

0n 0n

110

Toate aceste considerente trebuie înså verificate, pe perioade suficient de lungi de timp, la fiecare amplasament (sta¡ie), în diferite condi¡ii hidrologice.

♦ Considera¡ii privitoare la prelevarea spa¡ialå. Rela¡iile prezentate anterior definesc dependen¡a dintre puterea de rezolu¡ie ¿i frecven¡a de prelevare la o sta¡ie datå din cadrul unei re¡ele de monitoring. O corela¡ie simplå este necesar a fi stabilitå între puterea de rezolu¡ie ¿i densitatea spa¡ialå a re¡elei. În esen¡å, aceasta corespunde caracterizårii concentra¡iei furnizate de analiza unei probe, ca o func¡ie de distan¡a în aval de sec¡iunea de prelevare. De regulå, se folose¿te filtrul Kalman:

( ) ( )tXfktdtdX x ,/ = ; (3.5)

( ) ( ) ( ) ( ++Φ+Φ=+ kkkkPkkkkP T ,1/,1/1 )

( ) ( ) ( )kGkQkG T1++ ; (3.6)

( ) ( ) ( ) ( ) ( ){ ++++=+ kPkMkMkkPkk T 11,11

( ) ( ) }111/1 −++++ kPkkM T ; (3.7)

( ) ( ) ( ) ( )∑ =++++=++ 11/11/1 kykkkkXkkX

( ) ( )kkXkM /11 ++= ; (3.8)

( ) ( ) ( )[ ] ( )kkPkMkkIkkP n /1111/1 +++−=++ , (3.9)

la care F este solu¡ia la: ( ) ( ) ( )0

0 ,,

tttFdt

ttdΦ=

Φ, (3.10)

având combina¡ia ini¡ialå: ( ) nIttF =0, ¿i ( ) xi xxXF

tF =∂∂

=1

(3.11)

cu xX ′ (e estimatå nominalå, traiectorie linearizatå) a stårii X a procesului actual. Vectorul X corespunde estimatei filtrului extras a lui X. Nota¡ia (K/Y) exprimå estima¡ia unei cantitå¡i la timpul t, condi¡ionat de cele mai recente måsuråtori la timpul Y. Din combinarea måsuråtorilor de teren cu un model dinamic se ob¡in douå ecua¡ii diferen¡iate:

111

( )dtdwtxf

dtdX

+= , ; (3.12)

( ) ( )dtdVtxhty

dtdZ

+== , , (3.13)

unde:

X este un vector de stare n-dimensional (con¡inând, de exemplu, variabilele de calitate a apei modelate);

F - un vector descriind modelul dinamicii sistemelor; V ¿i W - vectori ai proceselor independente.

Amplasamentele sta¡iilor de monitoring p ¿i p + 1 la sec¡iunile de râu Z =

¿i Z = se determinå prin utilizarea unui criteriu ce egalizeazå varia¡ia

spa¡ialå integratå prognozatå între sta¡ii la toate p. Pentru opt parametri primari de stare se utilizeazå rela¡ia:

pS

1+pS

=⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

∆

∆∫ ∑+

= =dZ

Wp

p

S

SZ

s

i ip

izi1

12

2const., (3.14)

la care reprezintå ponderea relativå a factorilor de decizie asupra importan¡ei

fiecårei variabile de stare. Termenul Z = corespunde punctului de interes

din aval, iar Z = la cel din amonte.

iW

NNS

1S

O altå alternativå constå în amplasarea sec¡iunii de monitoring acolo unde ponderea varian¡ei atinge o magnitudine datå, dar aceasta presupune cre¿terea varian¡ei estimate între sta¡ii, lucru care nu este întotdeauna obligatoriu. Efectul intrårilor cauzate de surse punctiforme, difuze, efluen¡i, se calculeazå prin considerarea faptului cå se asigurå instantaneu, în cursul receptor, condi¡iile de amestec, debitele emisarului ¿i al efluentului sunt independente, iar:

eQQQ +=′ ;

222

eQQQ ∆+∆=∆ ′ ; (3.15)

+∆⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

+∆⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=∆ 22

22

2ieii C

eC

e

eC QQ

QQQ

Q

112

( )( )

( )( )

22

22

2

eQe

eiieQ

e

eii

QQ

CCQQQCCQ

∆⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

+

−+∆⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡+−

+ , (3.16)

unde:

Q este debitul cursului de apå receptor;

eQ - debitul influentului;

iC - concentra¡ia de poluant în cursul receptor;

eiC - concentra¡ia de poluant i în influent, este varia¡ia lui 2δ∆ δ .

♦ Corela¡ia dintre numårul de sta¡ii ¿i frecven¡a de prelevare în proiectarea re¡elei de monitoring. Intercondi¡ionarea dintre cre¿terea densitå¡ii spa¡iale a re¡elei de monitoring ¿i scåderea frecven¡ei de prelevare este datå de rela¡ia dintre dimensiunea efectivå a probei independente ¿i varia¡ia totalå. Pentru N = const. se folose¿te rela¡ia de stabilire a puterii de detec¡ie a tendin¡ei medie spa¡ialå:

( )

∑∫

∫

= +

+

=t

p

p

p

pN

pS

S

S

Sv

w

dZ

dZZP

P1

1,

1,1

1

, (3.17)

la care constituie puterea spa¡ialå medie pentru variabila de stare primarå l,

iar numårul total de tronsoane. 1,wP

tN

În general, s-a stabilit cå pentru proiectarea re¡elei de monitoring efectul varia¡iei spa¡iale este mult mai pu¡in important, comparativ cu cel corespunzåtor varia¡iei temporale în detectarea tendin¡elor. În paralel, dacå se pune problema dimensiunii probei, trebuie asiguratå o frecven¡å de supraveghere ridicatå (douå såptåmâni, de exemplu) la fiecare sta¡ie, re¡eaua având o densitate geograficå scåzutå. Un numår mare de sta¡ii se impune atunci când frecven¡ele de recoltare sunt mai scåzute ¿i diferen¡iate la fiecare sta¡ie.

♦ Precizie ¿i confiden¡å. Necesitatea proiectårii programului de recoltare secven¡ialå rezidå din imposibilitatea de a se preleva întreaga popula¡ie ¡intå. În consecin¡å, valorile ob¡inute pentru obiectivele statistice sunt estimate uzual prin sub-popula¡ii de probe, fiind subiectul unor erori sau incertitudini. Alegerea preciziei ¿i confiden¡ei permite instituirea unor limite de incertitudine care pot fi tolerate pentru rezultatele programului, cu condi¡ia de a se da råspuns la urmåtoarele întrebåri:

113

− Care este discrepan¡a cea mai mare ce poate fi tolerata între rezultatele ob¡inute prin programul de prelvåri ¿i valorile adevårate ? (Precizia).

− Care este gradul de confiden¡å ce poate asigura înscrierea rezultatelor în precizia urmåritå ?

Confiden¡a se exprimå în procente; de exemplu, o confiden¡å de 99% corespunde situa¡iei când, dacå programul de prelevare se repetå de 100 de ori, rezultatele se vor încadra într-o precizie de 99 ocazii.

♦ Durata programului de prelevåri. O datå determinå frecven¡a de recoltare, se decide durata programului aferent ¿i cum se vor distribui probele pe întreaga perioadå de prelevare. Multe obiective, în special cele referitoare la evaluarea confirmårii cu standarde de calitate, au o duratå predeterminatå (10-20 zile). În schimb, la altele (evaluare tendin¡e, flux) de regulå se prevede o perioadå de cel pu¡in 12 luni.

♦ Alocarea timpilor de prelevare. Alocarea probelor în bazå aleatoare sau sistematice (ca timp, volum sau ca o combina¡ie dintre acestea în vederea identificårii popula¡iei ¡intå) este dependentå de: (1) obiectivul urmårit ¿i (2) cuno¿tin¡ele privitoare la variabilitatea sistemului. Principalul avantaj al prelevårilor aleatoare rezidå din gradul de reprezentativitate statisticå, mai ales pentru situa¡iile în care nu se de¡in informa¡ii legate de variabilitatea sistemului. Cu toate acestea, diferen¡ele de organizare, incertitudinea asigurårii reprezentativitå¡ii fa¡å de obiectivele urmårite, conduc la preferarea alternativei de prelevare sistematicå, cu condi¡ia ca momentul prelevårii så fie relevant. De exemplu:

− recoltarea în exclusivitate de probe în fiecare luni la ora 12 nu va permite ob¡inerea de informa¡ii asupra varia¡iei diurne ¿i såptåmânale;

− prelevarea la fiecare 8 zile la ora 12 asigurå necesitå¡ile de eviden¡iere a varia¡iei lunare, dar nu ¿i a celei zilnice;

− în schimb, prelevarea la fiecare 7 zile ¿i 13 ore permite caracterizarea ciclului diurn ¿i såptåmânal (date apropiate pe cât posibil de popula¡ia ¡intå).

♦ Probe recoltate corelat cu timpul ¿i debitul. Existå douå modalitå¡i fundamental diferite prin care se poate eviden¡ia varia¡ia calitå¡ii apei unui râu:

1. descrierea func¡ie de timp-concentra¡ie pe perioadå de timp cumulatå; 2. descrierea func¡ie de volum, la care concentra¡ia este corelatå cu debitul

cumulat.

În situa¡ia când debitul este constant ambele func¡ii sunt identice, în caz contrar fiind diferen¡iate. De regulå, se apeleazå la prima alternativå, care este reprezentativå în situa¡ia când se urmåre¿te determinarea încårcårii medii. Astfel, debitele de apå mari

114

intervin pe perioade scurte ¿i, de regulå, din motive de siguran¡å pentru personal, nu se efectueazå prelevåri. În consecin¡å, func¡iile concentra¡ie/debit sunt reprezentative doar la debite scåzute. O solu¡ie în acest sens o constituie prelevarea automatå de e¿antioane egale, frecven¡a de prelevare fiind înså propor¡ionalå cu debitul, concentra¡ia medie determinatå pe aceastå cale permi¡ând o estimare mai preciså a încårcårii medii. Calculele debitelor masice asociate (încårcårile) se pot face utilizând debitul mediu anual (medie aritmeticå) sau din însumarea debitelor instantanee din momentul prelevårii, înmul¡ite cu concentra¡iile aferente (media debitelor propor¡ionale), ambele alternative având avantaje ¿i limitåri proprii. Din analiza pe o perioadå de doi ani a datelor orare privitoare la materiile în suspensie de la aceea¿i sta¡ie de monitoring, corelate cu debitele orare, a rezultat cå estimårile såptåmânale conduc la regåsirea a numai 38% din debitul masic real, iar cele lunare la numai 25%. În schimb, aplicarea alternativei bazate pe considerarea debitelor propor¡ionale conduc la erori negljabile. Totodatå, experien¡a a aråtat cå la debite mari de apå se înregistreazå ¿i încårcåri superioare, în special de suspensii, metale grele ¿i nutrien¡i (în spe¡å, forme de azot).

♦ Stabilirea momentelor de recoltare. Campaniile de recoltare a probelor de apå trebuie organizate la intervale de timp egale, iar datele de efectuare a recoltårilor se vor men¡ine constante de la un an la altul, admi¡ându-se abateri de maximum ± 5 zile. La e¿alonarea programului unei campanii de recoltare pe o anumitå unitate, alcåtuitå dintr-un curs de apå principal ¿i afluen¡ii respectivi, se va ¡ine seama de viteza medie probabilå de curgere a apei (sau de timpul de parcurgere), în scopul urmåririi propagårii undei de impurificare în lungul sistemului. Respectarea acestei condi¡ii este îndeplinitå acoperitor, dacå recoltarile într-o sec¡iune de monitoring se efectueazå mai multe zile la rând ¿i cu frecven¡e cât mai mari în cursul unei zile. În cazul râurilor interioare, apreciind cå este necesar ¿i posibil så se facå cel pu¡in trei recoltåri pe sec¡iune într-o zi de campanie, se preconizeazå 2 variante de organizare temporalå a campaniilor de recoltare a probelor de apå:

1. din douå în douå luni, câte 2 zile în sec¡iune;

2. în fiecare lunå, câte una în fiecare sec¡iune.

În ambele variante rezultå acela¿i numår de probe anual pe sec¡iune (36); pentru prima variantå: 6 luni x 2 zile x 3 recoltåri = 36 prelevåri/sec¡iune, iar pentru a doua: 12 luni x 1 zi x 3 recoltåri = 36 recoltåri/sec¡iune ¿i an. Pentru cazul sec¡iunilor cu mai multe puncte de prelevare (profile transversale), la calculul numårului minim de probe anual va trebui så se facå multiplicarea: numår sec¡iuni x numår puncte de recoltare.

115

În practicå se aplicå varianta a doua, având în vedere avantajele care constau în durata mai reduså a unei campanii pe ansamblul unui bazin hidrografic ¿i urmårirea preciså a varia¡iilor sezoniere - hidrologice ¿i de calitate a apei. Unul din principiile importante, care trebuie considerat la eviden¡ierea evolu¡iei calitå¡ii în lungul cursului de apå, se referå la urmårirea undei de impurificare. Rezultå, deci, cå momentele recoltårii probelor de apå în diverse sec¡iuni ale unui râu ¿i ale afluen¡ilor såi, vor fi coordonate în func¡ie de viteza medie probabilå de curgere a apei, în ipoteza mi¿cårii uniforme. Astfel, conform schemei din figura 3.6, momentul recoltårii într-o sec¡iune pe cursul de apå principal se poate deduce din momentul recoltårii din sec¡iunea anterioarå i - 1 (în sensul curgerii din amonte spre aval), cu ajutorul rela¡iei:

ii

iiii V

dtt

,1

,11

−

−− += , (3.18)

unde este distan¡a între sec¡iunile ¿i , iar este viteza medie

pe tronsonul respectiv, care poate fi admiså ca valoare medie a vitezelor în cele douå sec¡iuni:

i,id 1− 1−iS iS i,iV 1−

21

,1ii

iiVV

V+

= −− . (3.19)

În cazul afluen¡ilor, momentele de recoltare se vor calcula în douå situa¡ii, dupå cum urmeazå:

Fig. 3.6. Calcului momentelor de recoltare la o re¡ea de monitoring prevåzutå cu un nod.

116

a) pentru sec¡iunea cea mai apropiatå de confluen¡å (prima sec¡iune din aval), momentul recoltårii se ob¡ine din condi¡ia ca douå particule materiale provenite din sec¡iunile adiacente, pe râul principal ¿i iS iS′ pe afluent, så

ajungå în acela¿i timp în nodul de confluen¡å (cf. fig. 3.6):

yi

yii

yi

yii V

dt

Vd

t,

,

,

,′

′+′== (3.20)

¿i deci:

yi

yi

yi

yiii V

dVd

tt,

,

,

,′

′−+′=′ . (3.21)

b) pentru celelalte sec¡iuni se aplicå o rela¡ie similarå cu (3.18), dar

valoarea distan¡ei între douå sec¡iuni se ia cu semnul minus, deoarece calculul se face în sens invers curgerii apei:

ii

iiii V

dtt

,1

,11

−

−− −′=′ . (3.22)

Pe cursul de apå principal, momentul recoltårii în sec¡iunea urmåtoare ,

se calculeazå cu rela¡ia (3.18), pornind de la sec¡iunea precedentå sau chiar de la nodul , pentru care se determinå în prealabil timpul intermediar . ¥n

situa¡ia când se evalueazå ¿i timpul în care apa (sau particula materialå), ajunge în nodurile de confluen¡å, poate fi utilizatå, rela¡ia (3.18), unde distan¡a între puncte (sec¡iune-sec¡iune, sec¡iune-nod de confluen¡å, nod de confluen¡å-sec¡iune) poate avea semnul plus sau minus, dupå cum calculul se face în sensul de curgere a apei sau în sens contrar. Astfel, momentul de recoltare în prima sec¡iune aval a unui afluent, se deduce din momentul intermediar din nodul de confluen¡å corespunzåtor ¿i luând distan¡a

1+iS

yN yt

i,yd′ cu semnul minus.

Având în vedere cå, pe de o parte, pot exista varia¡ii diurne semnificative ale valorii parametrilor fizico-chimici analiza¡i, iar pe de altå parte stabilirea momentelor de recoltare cu rela¡ia de bazå (3.18) este afectatå de o anumitå eroare, datoritå mai ales faptului cå nu pot fi estimate exact vitezele probabile ale curentului, se impune ca determinarea calitå¡ii apei, în func¡ie de sec¡iune, så se facå pe un volum (numår) mai mare de probe (e¿antioane), recoltate la intervale de timp egale, pe o perioadå minimå de 16 ore; în cazuri excep¡ionale, de exemplu pentru apele de frontierå, se poate admite o mic¿orare a acestei

117

perioade, în func¡ie de durata zilei-luminå. Cu cât perioada ¿i frecven¡a recoltårii vor fi mai mari, cu atât nivelul de încredere va fi mai ridicat. Dacå se presupune cå valoarea estimatå a vitezei de curgere prezintå varia¡ia probabilå ± p, exprimatå în procente (%), momentul recoltårii într-o sec¡iune

, fa¡å de momentul din sec¡iunea precedentå (sau nodul de confluen¡å), este

cuprins în intervalul: iS

ii

iii

Vpd

t,1

,11

1001 −

−−

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

+ ,

ii

iii

Vpd

t,1

,11

1001 −

−−

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

+ .

Notând cu mometul recoltårii în sec¡iunea , ¡inând seama de varia¡ia

probabilå a vitezei curentului, ¿i cu momentul recoltårii stabilit cu ajutorul

rela¡iei (3.17), deci fårå a se considera varia¡ia vitezei, rezultå:

+it iS

it

ii

iii

Vpd

t,1

,11

1001 −

−−

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

+ < <+it

ii

iii

Vpd

t,1

,11

1001 −

−−

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

+ . (3.23)

sau:

1001

100 1

p

tpt ii

+

+ −< <+

it

1001

100 1

p

tpt ii

−

− −. (3.24)

De asemenea, considerând cå în sec¡iunea campania de recoltare se

desfå¿oarå în intervalul de timp T, ultima recoltare efectuându-se deci, în momentul + T, în sec¡iunea urmåtoare, , ultima recoltare se va face în

momentul + T, stabilit conform ecua¡iei (3.23) sau (3.24), în care ¿i

devin + T ¿i respectiv + T.

1−iS

1−it iS

it 1−it it

1−it it

În consecintå, pentru a se asigura interceptarea undei de apå care porne¿te din dreptul sec¡iunii , începând cu momentul , în intervalul T,

recoltarea în sec¡iunea ar trebui så înceapå în momentul: 1−iS 1−it

iS

ii

iii

Vpd

t,1

,11

1001 −

−−

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

+

118

¿i så se termine în momentul:

( )ii

iii

Vpd

Tt,1

,11

1001 −

−−

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

++ ,

având durata (pe sec¡iune):

22,1

,1

1002100

pp

Vd

TTii

ii

−⋅+=′

−

−. (3.25)

Pentru exemplificare, se aleg urmåtoarele valori:

= 10 ore; 1t

= 79,2 km; 21,d

= 2 km/h; 21,V

P = 10%; T = 16 ore.

Conform rela¡iei (3.17):

= 10 + 79,2/2 = 49,6 ore; 2t

+ T = 49,6 + 16 = 65,6 ore. 2t

Conform rela¡iei (3.23) ¿i considera¡iei anterioare:

1,16,50

100101

10100106,49

2 =+

+=+t = 46 ore;

( )

9,063

100101

1610100106,65

2 =+

+−=++ Tt = 70 ore.

119

= 70 - 46 = 24 ore. T′

Se observå cå pentru calcului , s-a transformat în egalitate prima

inegalitate din condi¡iile impuse prin rela¡ia (3.24), iar penrtu calculul

termenului + T, cea de-a doua inegalitate, considerând: = + T; = + T

¿i = + T.

+2t

+2t

+1t

+2t it 2t

1−it 1t Valoarea duratei T ′ se mai poate ob¡ine, direct, prin aplicarea rela¡iei (3.25):

.2481610100

1022

2,7910016 22' ore=+=

−

⋅⋅

⋅+=T

Din cele de mai sus, se constatå cå pe måsurå ce se parcurge cursul de apå cåtre aval, intervalul de timp T ′ cre¿te, astfel cå la râuri cu lungime mare, programul campaniei de recoltare, întocmit conform metodologiei aplicate în exemplul prezentat, devine dificil de îndeplinit. ºinând cont de posibilitå¡ile concrete de realizare, se admite cå stabilirea momentelor de recoltare a probelor de apå så se facå cu ajutorul rela¡iei (3.1), alegând în fiecare sec¡iune acela¿i interval sau duratå totalå a recoltårilor, suficient de mare pentru interceptarea undei de apå pornitå din sec¡iunea ini¡ialå din amonte. În cazul anlizelor fizico-chimice, programul campaniei de recoltare a probelor de apå, frecven¡a în cursul unei campanii ¿i numårul de campanii dintr-un an, stabilite conform principiilor metodologice enun¡ate, sunt obligatoriu; pentru celelalte tipuri de indicatori, vor putea fi adoptate scheme de lucru diferite, în func¡ie de caracterul specific al determinarilor respective, urmårindu-se, pe cât posibil, o integrare în programul general al ac¡iunii de cunoa¿tere a calitå¡ii apei, într-o sec¡iune de monitoring sau pe ansamblul unui curs de apå. Referitor la sistemele amenajate, alcåtuite deci, din lacuri de acumulare ¿i biefuri de canale sau de albie regularizatå, programarea campaniilor de recoltare a probelor de apå se vor face în func¡ie de douå situa¡ii distincte:

a) Dacå lacurile au un ciclu de umplere-golire de maxim cinci zile ¿i, în consecin¡å, pot fi asimilate în por¡iuni de râuri cu albie foarte latå, adâncimea medie relativ mare ¿i viteze ale curentului reduse, momentele de recoltare se calculeazå pe baza vitezei probabile a apei pe tronsoanele de râu (canal) cuprinse între douå lacuri, adåugându-se apoi, timpul estimat pentru ciclul de umplere-golire a lacurilor din amonte. Spre exemplificare, presupunând cå lacurile 1 ¿i 2 (fig. 3.7) au ciclurile de umplere-golire Θ1 ¿i Θ (ore), cå

vitezele, pe tronsoanele de râu distincte: , ¿i , sunt , ¿i

(km/orå) ¿i cå momentul de recoltare în sec¡iunea este , timpul de

recoltare în sec¡iunile urmåtoare se calculeazå astfel:

2

1T it 1−it 1V 2V

1−it 0b 1t

120

Fig. 3.7. Calculul momentelor de recoltare la o re¡ea în cazul cursurilor de suprafa¡å amenajate.

+++=2

2

1

112 V

dVd

tt Θ1 ; (3.26)

2

323 V

dtt += ; (3.27)

+++=3

5

2

434 V

dVdtt Θ ; (3.28) 2

În cazul când oricare din sec¡iuni este foarte aproape de unul din lacuri (amonte sau aval), distribu¡ia devine, practic neglijabilå, iar termenii de

forma se anuleazå. id

ii V/d

b) Dacå lacurile au un ciclu de umplere-golire cu duratå mai mare de cinci zile, cursul de apå se considerå segmentat în tronsoane independente, care pot fi tratate separat, dar cu respectarea succesiunii de recoltari în diferite sec¡iuni în ordinea amonte-aval, indiferent de mårimea intervalului de timp de deplasare (mai corect, ar fi vorba de succesiunea tronsoanelor independente); în cazul când pe un astfel de tronson, considerat independent, sunt amplasate mai multe sec¡iuni de monitoring, momentele de recoltare se calculeazå cu metodologia curentå, conform rela¡iei (3.17), aplicatå pe tronsonul respectiv. Principiile metodologice expuse sunt valabile atât în cazul lacurilor de acumulare artificiale, cât ¿i a lacurilor naturale existente pe un curs de apå.

121

3.2.2. LACURI

Timpii de reten¡ie ai apei în lacurile naturale ¿i artificiale, procesele specifice de stratificare, amestec, sedimentare, cele de interfa¡å sedimente-apå, îndeosebi din punct de vedere al caracterizårii circula¡iei unor specii chimice, N, P, C, metale grele, fac ca monitoringul calitå¡ii apelor din lacuri så fie diferen¡iate de cel al râurilor (sec¡uni, frecven¡e, indicatori, procedee de prelevare a probelor).

Obiectivele specifice care stau la baza activitå¡ii de monitoring al calitå¡ii lacurilor sunt strâns dependente de cele pentru apele de suprafa¡å, cu men¡iunea cå, spre deosebire de râuri, intervin ¿i o serie de indicatori proprii.

3.2.2.1. Densitatea spa¡io-temporalå. La nivelul UE se practicå urmåtoarele metodologii de organizare a monitorizårii calitå¡ii lacurilor (tab. 3.18):

Tabelul 3.18

Re¡ele de supraveghere a calitå¡ii lacurilor la nivelul UE

ºara Suprafa¡a 2km

Re¡ea de bazå

1/3500 2km

Re¡ea de impact

Lacuri cu su-

prafa¡å 2km

Total

Austria 83855 24 20 2 46

Belgia 30519 9 12 0 21

Danemarca 43092 12 10 0 22

Finlanda 338145 97 35 47 179

Fran¡a 547026 155 123 1 279

Germania 357000 102 141 2 245

Grecia 131957 38 22 1 61

Islanda 103000 29 NI 0 > 29

Irlanda 70285 20 14 3 37

Italia 301268 86 116 5 207

2586 1 1 0 2

Olanda 41864 12 17 3 32

Norvegia 324218 93 33 7 133

Portugalia 91949 25 23 NI 48

Spania 504782 144 92 NI 236

Suedia 449364 117 49 22 188

Anglia 244103 70 82 1 153

UE NI→nu se

de¡in informa¡ii 3665614 1005 790 94 1889

122

1. re¡ea de bazå cu aproximativ 200 de lacuri de referin¡å ¿i 800

reprezentative, densitatea spa¡io-temporalå fiind de circa 1/3500 2km .

2. re¡ea de impact con¡inând 800 de lacuri selectate în baza densitå¡ii popula¡iei:

− < 50 locuitori/ 2km , un curs de apå la 10.000 2km ;

− 50-100 locuitori/ 2km , un curs de apå la 5000 2km ;

− >100 locuitori/ 2km , un curs de apå la 2500 2km .

3. la nivel european sunt circa 100 de lacuri cu suprafe¡e mai mari de

100 2km , cu un regim specific de supraveghere.

În ceea ce prive¿te frecven¡a de monitorizare, ea este situatå între limitele 4-8 ori/an, determinan¡ii fiind similari cu cei ai apelor de suprafa¡å cu men¡iunea cå se urmåresc, în special, douå elemente: (1) gradul de trofie, respectiv sensibilizarea lacului investigat la procese de eutrofizare ¿i (2) acu-mularea de metale grele ¿i micropoluan¡i organici în sedimente. Pentru lacurile de acumulare, suplimentar, mai sunt necesare urmåtoarele informa¡ii:

− anul punerii în func¡iune;

− modul de curå¡ire al cuvetei la punerea în func¡iune;

− modul de folosin¡å al terenurilor din bazin;

− caracteristici climatice;

− caracteristici morfometrice ale lacurilor: cote talveg, nivel normal de reten¡ie, nivel minim de exploatare, volumul ¿i suprafa¡a lacului la nivel normal de reten¡ie ¿i la nivel minim de exploatare, lungimea maximå, lungimea malurilor;

− caracteristici hidrologice: debitul mediu multianual, varia¡ia debitelor ¿i a cantitå¡ilor totale de apå afluentå ¿i efluentå;

− modul de exploatare a lacurilor: debitul de servitute, debitele maxime, zone cu apå stagnantå, timpul de reten¡ie al apei în lac (minim, maxim, mediu).

3.2.2.2. Puncte de prelevare. Prelevarea de probe se efectueazå, pentru un lac, de la urmåtoarele amplasamente:

− intrarea principalilor influen¡i în lac;

− în zone de adâncime maximå;

− la ie¿irea din lac, care la acumulåri corespunde cu zone de adâncime maximå;

123

− în cazul în care lacul are o suprafa¡å mare, în afarå de zona cu adâncime maximå, se mai aleg ¿i unul sau mai multe puncte în mijlocul lacului;

− pânå la lå¡imi de 400 - 500 m este suficient un singur punct de prelevare pentru fiecare profil, stabilit, în general, pe firul våi;

− în profunzime, nivelele de prelevare sunt legate de:

• suprafa¡a apei, la 20-30 cm sub oglinda de apå;

• limita zonei fotice - zona care prime¿te cel putin 1% din lumina incidentå ¿i care, în general, corespunde unei adâncimi de pânå la 3,5 ori transparen¡a måsuratå cu discul Secchi;

• fundul lacului.

Pe întreaga adâncime, la lacuri, probele vor putea fi prelevate la nivele fixe (de obicei 10 m). Se recomandå ca în zona foticå, nivelele de prelevare så fie cât mai apropiate ¿i aproximativ egale din punct de vedere al transparen¡ei måsurate cu discul Secchi. În cazul când numårul de probe depå¿e¿te capacitatea laboratorului, se måre¿te intervalul între nivelele de prelevare în hipolimnion. Recoltarea de probe se face sezonier, atât în timpul circula¡iilor de primåvarå ¿i toamnå, cât ¿i în timpul sezonului rece al anului; în lunile de varå, prelevarea probelor este indicat a se face lunar sau/¿i ori de câte ori se semnaleazå modificåri sesizabile ale calitå¡ii apei (înfloriri).

3.2.2.3. Indicatori de monitorizare. În ceea ce prive¿te indicatorii de monitorizare (fizico-chimici ¿i biologici) ace¿tia sunt reda¡i în tabelul 3.19.

Tabelul 3.19

Indicatori de monitorizare a calitå¡ii lacurilor

Tipul indicatorilor Determinant

1. INDICATORI FIZICO-CHIMICI

1.1. Generali - temperaturå, turbiditate, culoare.

1.2. Regim de oxigen - OD (mg/l/saturatie), CCO-Mn, CCO-Cr, , COT. 5CBO

1.3. Capacitate tampon - pH, alcalinitate (n,p), liber, duritate ( , , ),

, , , , , liber.

2CO TD pD tD−3HCO −2

3CO +2Ca +2Mg −24SO +3Al

1.4. Salinitate - conductivitate, , +Na +K , , reziduu fix. −Cl1.5. Nutrien¡i - 3NHN − , , organic, total, O- , , . −

2NO −3NO −3

4PO tP 2SiO

1.6. Metale grele - Fe, Mn, Hg, Cd, Pb, Cu (sedimente).

1.7. Pesticide

124

Tabelul 3.19 (continuare)

Tipul indicatorilor Determinant

2. INDICATORI BIOLOGICI

Caracteizare grad trofie - numårul organismelor fitoplanctonice;

- biomasa fitoplanctonicå;

- analiza calitativå a fitoplanctonului;

- produc¡ie primarå brutå;

- produc¡ie primarå netå;

- concentra¡ie clorofilå a numår de organisme zooplantonice;

- biomasa zooplanctonicå;

- analiza calitativå a zooplantonului;

- respira¡ie;

- numårul organismelor bentonice;

- biomasa organismelor bentonice;

- analiza calitativå a bentonului.

Pentru caracterizarea gradului de trofie mai sunt considera¡i ¿i urmåtorii indici:

a) Capacitatea de mineralizare aerobå a materiei organice din apa lacului, exprimat prin raportul CCMn (mg /l): OD (mg/l), la care pentru lacurile

naturale sau de mare adâncime, cu un timp de reten¡ie de peste un an semnifica¡ia este urmåtoarea:

2O

Tipul lacului Raport (%)

oligotrof 0 - 30 mezotrof 30 - 100 eutrof peste 100

b) Factori limitativi ai eutrofizarii (P, N, Si, C).

Tipul lacului TP (mg/l) totalmineralN (mg/l)

oligotrof 0,03 0,3 mezotrof 0,15 1,5 eutrof 0,15 1,5

c) Indici de productivitate.

Tipul lacului Biomasa fitoplanctonicå (mg/l)

oligotrof 10 mezotrof 10 – 20 eutrof 20

125

d) Specii de organisme (Euglena sp.).

Pentru lacurile de acumulare se va da prioritate criteriului de satura¡ie mini-me în oxigen ¿i biomasa plantonicå. La cele cu un timp de reten¡ie de 2-5 zile caracterul trofic poate fi precizat numai din biomasa fitoplantonicå ¿i productivitatea piscicolå.

3.2.3. APE SUBTERANE

Monitoringul calitå¡ii apelor subterane este definit ca o activitate integratå de ob¡inere ¿i evaluare a informa¡iilor privind caracteristicile fizice, chimice ¿i biologice ale apelor subterane, condi¡iile acviferelor, raportat la utilizårile proiectate pentru apå. În general, aceastå activitate este orientatå în urmåtoarele direc¡ii:

− ob¡inerea unor elemente ¿tiin¡ifice privind resursele de apå subteranå;

− caracterizarea resurselor de apå subteranå;

− identificarea modificårilor în calitatea apelor subterane pentru fundamen-tarea programelor de menagement ¿i reglementåri;

− stabilirea informa¡iilor de bazå;

− între¡inerea re¡elei de supraveghere pentru identificarea tendin¡elor sau modificårilor în calitatea apei subterane.

La proiectarea ¿i implementarea programelor de monitoring aferente apelor subterane este foarte important a se avea în vedere diferen¡ierile în caracteristicile spa¡io-temporale dintre resursele de ape subterane ¿i cele de suprafa¡å. La apele subterane intervine o distribu¡ie tridimensionalå, într-un cadru geologic, caracterizat atât printr-o accesibilitate limitatå, cât ¿i prin modificåri lente. În consecin¡å, interac¡iunile dintre apa subteranå cu biosfera ¿i litosfera diferå semnificativ fa¡å de cele proprii apelor de suprafa¡å. Totodatå, la apele subterane este necesarå ¿i o evaluare a vulnerabilitå¡ii pe termen scurt ¿i lung, rezultat din utilizarea acestora pentru diferite scopuri, în spe¡å alimentåri cu apå. În elaborarea subsistemului de supraveghere a calitå¡ii apelor freatice, se au în vedere urmåtoarele principii:

− principiul reparti¡iei spa¡iale a resurselor acvifere freatice, în baza cåruia se analizeazå evolu¡ia calitå¡ii resurselor, pe mari bazine hidrografice, pe regiuni morfologice ¿i structuri acvifere;

− principiul structuralitå¡ii, care individualizeaza problematicile de calitate a apelor freatice, pe structuri hidrogeologice, ca entitå¡i ale resurselor

126

acvifere subterane, proprii numai unei singure structuri, în care elementele de cantitate, dinamicå ¿i calitate sunt specifice, neputând fi considerate ca identice ¿i altor structuri hidrogeologice;

− principiul divizårii, care oferå posibilitatea urmåririi evolu¡iei calitå¡ii apelor freatice, în cadrul structurilor hidrogeologice, în plan orizontal; rezultå astfel, posibilitå¡i mari în selec¡ia datelor ¿i urmårirea lor sub aspect evolutiv, pe spa¡ii largi, reprezentând un mod ordonat ¿i eficient de prezentare a datelor spre analizå;

− principiul urmåririi cronologice, în mod unitar ¿i ritmic, al evolu¡iei calitå¡ii apelor freatice, care oferå continuitatea cunoa¿terii procesului evolu¡iei calitå¡ii pe structuri hidrogeologice, de la regim natural, la regimurile influen¡ate de factori exogeni;

− principiul conexiunii, respectiv al corela¡iilor, care permite urmårirea evolu¡iei calitå¡ii acviferului freatic în strânså dependen¡å cu elemente de contact, atât sub aspect cantitativ, cât ¿i calitativ;

− principiul cauzalitå¡ii, care, permi¡ând explicarea fenomenelor prin rela¡ia efect-cauzå ¿i cauzå-efect, oferå elemente de stabilire a tendin¡elor de evolu¡ie a calitå¡ii acviferului freatic, precum ¿i a cauzelor care genereazå într-un plan pozitiv sau negativ evolu¡ia calitå¡ii apei prin individualizarea factorilor care o influen¡eazå.

Studiile efectuate de ICIM în scopul organizårii subsistemului de supraveghere a calitå¡ii apelor freatice au condus la concluzia cå este necesar så se creeze o re¡ea de sec¡iuni (sta¡ii) reprezentative, pe structuri hidrogeologice care, cu un numår minim optim de puncte de control, så asigure o cunoa¿tere globalå a calitå¡ii, într-un mod cât mai sugestiv ¿i mai complet; s-a apreciat cå numårul optim de sta¡ii necesar în prima etapå este de circa 1000. Sec¡iunile de control stabilite sunt constituite pe baza unor foraje selec¡ionate pe criterii de semnifica¡ie, din cadrul re¡elei hidrogeologice de stat. Caracterizarea calitå¡ii apelor freatice se realizeazå atât cu ajutorul unor indicatori de calitate generali care se referå la regimul natural, cât ¿i a unor indicatori specifici, stabili¡i în func¡ie de eventualele tipuri de poluåri existente în zona acviferului.

3.2.3.1. Obiective specifice. Prezentate sintetic, acestea sunt:

a) colectarea datelor de bazå pentru scopuri generale de monitoring al calitå¡ii apelor în vederea realizårii unei baze de date proprii care poate fi utilizatå atât pentru elaborarea planurilor de protec¡ie a calitå¡ii apelor la nivel de bazin hidrografic, cât ¿i la calculul balan¡ei apei, respectiv a celei alocate diferitelor folosin¡e din resurse de apå subteranå;

127

b) evaluarea încadrårii în criterii ¿i obiective de calitate a apei subterane, conform legisla¡iei na¡ionale ¿i celei interna¡ionale (poluare transfrontierå prin ape subterane);

c) monitorizarea calitå¡ii apei pompate din subteran ¿i evaluarea impactului cauzat de sursele punctiforme ¿i difuze de poluare; identificarea tendin¡elor de evolu¡ie ¿i prognozarea acestora;

d) identificarea ariilor fierbin¡i care necesitå interven¡ii operative asupra impactului cauzat de poluare;

e) modelarea proceselor de transport ¿i descompunere a compu¿ilor chimici în apele subterane - predic¡ia componen¡ilor de poluare ¿i utilizarea acestora ca trasori pentru monitorizarea scurgerii apei subterane;

f) elaborarea de hår¡i privitoare la calitatea apelor subterane adaptate în special ca resurse pentru activitå¡ile umane, cât ¿i pentru scopuri ¿tiin¡ifice, proiectarea sistemelor de alarmare în caz de poluare (în spe¡å, cauzate de surse difuze);

g) monitorizarea efectului contactului dintre mineralele chimice naturale ¿i ape subterane, mineralizarea în roci cristaline ¿i sedimente, arii cu activitate vulcanicå, contactul cu apa mårii ¿i depozite cu salinitate ridicatå etc;

h) evaluarea fluxurilor intermedii (apå de suprafa¡å/apå subteranå; apå subteranå/mare), cât ¿i între ¡åri;

i) observarea efectelor globale cauzate de modificarile climatice, ploile acide, impactul antropic la scarå regionalå ¿i interna¡ionalå.

3.2.3.2. Tipuri de re¡ele. În general, se disting trei tipuri de re¡ele la monitoringul calitå¡ii apelor subterane: (1) re¡ele de bazå; (2) re¡ele specifice ¿i (3) re¡ele temporale.

♦ Re¡ele de bazå. Acestea asigurå informa¡iile generale privitoare la calitatea apei subterane, fiind organizate la nivel na¡ional, prin programe cu caracter permanent pe o perioadå lungå de timp, sta¡iile de referin¡å putând fi incluse în aceste re¡ele. De men¡ionat cå sta¡iile din re¡eaua de bazå la ape subterane reprezintå în acela¿i timp ¿i sta¡ii de referin¡å. Grilele de stabilire a sta¡iilor reprezentative sunt de tip geometric (påtrate), cu distan¡e egale între puncte ¿i cu amplasamente la principalele acvifere, în zone neafectate de activitatea umanå (inclusiv pompåri din subteran).

♦ Re¡ele specifice. Re¡elele specifice sunt construite pentru monitorizarea unor arii reprezentative din punct de vedere al surselor punctiforme de poluare, ac¡ionând deci ca sta¡ii de impact.

128

Re¡elele specifice pot avea un caracter permanent sau opera cât timp sunt necesare informa¡iile ce le furnizeazå (poluarea în agriculturå, zone industriale cu depozite de de¿euri etc.).

♦ Re¡ele temporale. De regulå, acestea sunt sta¡iile de impact ¿i opereazå doar pe durata unui proiect, putând avea o densitate ridicatå de puncte. În spe¡å, acestea servesc la cercetåri legate de transportul poluan¡ilor în subteran ¿i calibrarea modelelor matematice aferente.

♦ Reele de monitoring cantitativ. În afara acestor tipuri, mai trebuie considerate re¡elele de monitorizare din punct de vedere cantitativ a apelor subterane care permit eviden¡ierea modificårilor induse de activitatea antropicå, cauzate de factori naturali ¿i care servesc la interpretarea datelor legate de calitatea apelor subterane. Ca ¿i la monitoringul cantitativ, la re¡elele de cantitate se disting mai multe tipuri de sta¡ii (de bazå, de nod, speciale ¿i temporale). Re¡elele hidrogeologice specifice ¿i temporale pot fi considerate ca sta¡ii de impact, monitorizând sistemul de gospodårire a apelor subterane mai mult la scarå localå.

3.2.3.3. Selectarea punctelor de prelevare ¿i a densitå¡ii re¡elei. Dupå cum s-a men¡ionat la proiectarea sistemelor de monitoring integrat al apelor subterane (calitativ ¿i cantitativ) trebuie considerate douå elemente importante care le disting de sistemele aferente apelor de suprafa¡å:

− dinamica lentå de deplasare a apelor subterane, timpii de reten¡ie fiind relativ mari;

− interdependen¡ele pronun¡ate din punct de vedere al compozi¡iei fizico-chimice dintre apå ¿i materialul acvifer.

Amplasarea pu¡urilor de observare depinde de strategia de diferen¡iere între poluarea difuzå ¿i cea punctiformå, dintre sta¡iile na¡ionale ¿i cele regionale, re¡ele principale/specifice/temporale. Densitatea pu¡urilor de observare depinde de:

− dimensiunea ariei investigate sau a ¡årii;

− complexitatea geologicå ¿i hidrogeologicå a ariei;

− dimensiunea principalelor acvifere;

− utilizarea terenului adiacent ariei (scopuri agricole, depozite menajere sau industriale etc.);

− sistemele de monitoring existente;

− obiectivele avute în vedere;

− costurile aferente/perioadå de timp.

129

Condi¡iile generale ce trebuie urmårite la proiectarea unei re¡ele sunt: − toate acviferele principale trebuie observate pe baza informa¡iilor

geologice ¿i cunostin¡elor privind resursele de apå subteranå din zonå; − distan¡a dintre pu¡urile de observare este dependentå de condi¡iile

geologice, variind de la acvifer la acvifer; − este important a se monitoriza acviferele de suprafa¡å ¿i adâncime care nu

sunt folosite pentru alimentari cu apå; − a se folosi pu¡urile de observa¡ie existente în vederea diminuårii costurilor

de realizare a unei noi re¡ele.

Sta¡iile de supraveghere terbuie så permitå monitorizarea compozi¡iei generale a apei subterane determinatå de diferi¡i contaminan¡i proveni¡i de la: surse difuze de poluare (depuneri atmosferice, utilizarea terenului adiacent etc.), de la surse punctiforme (depozite menajere, industriale), scurgeri din sistemul de canalizare ¿i surse de contaminare localå (lacuri), cele trei categorii de surse trebuind a fi abordate într-o manierå integratå.

♦ Re¡ele de supraveghere generalå. Acestea vor furniza informa¡ii privitoare la calitatea generalå a apelor subterane la nivel na¡ional ¿i interna¡ional fiind organizate pe termen lung pentru analizele de tendin¡å. Ele cuprind sta¡ii de referin¡å ¿i sta¡ii reprezentative, criteriile de selec¡ionare al amplasamentelor ce vor fi testate în faza pilot de implementare a proiectului fiind urmåtoarele:

− sta¡iile vor forma ca distribu¡ie un påtrat sau o altå formå geometricå cu distan¡e fixe între ele;

− sta¡iile trebuie amplasate în principalele acvifere; − alte sta¡ii aferente unor acvifere importante din zonå vor fi selec¡ionate în

baza reprezentativitå¡ii acestora; − pe cât posibil, sta¡iile de referin¡å vor fi amplasate în zone neinfluen¡ate

de pu¡uri de pompare sau alte activitå¡i antropice. ♦ Re¡ele de impact. Acestea monitorizeazå arii reprezentative din punct de

vedere al diferitelor surse de poluare (punctiforme ¿i difuze, de la popula¡ie, industrie ¿i agriculturå), fiind recomandatå o stratificare a straturilor, similarå cu cea prezentatå la apele de suprafa¡å curgåtoare. Este de dorit ca acest tip de re¡ele så aibå un caracter permanent.

3.2.3.4. Densitatea pu¡urilor de observare. La nivelul UE densitatea optimå de sta¡ii se stabile¿te în func¡ie de tipul apei subterane (acvifere freatice, poroase, carstice etc.) ¿i al suprafe¡ei ¡årii, prevåzându-se din acest punct de vedere pentru re¡eaua interna¡ionalå cel pu¡in cinci pu¡uri la nivelul fiecårui stat.

130

La re¡elele de impact densitatea medie este de o sta¡ie la 25 2km acvifer. Densitatea trebuie verificatå în faze pilot, din punct de vedere al gradului de acoperire al necesarului de date ¿i al posibilitå¡ilor de agregare al acestora la nivel de acvifer.

3.2.3.5. Frecven¡e de prelevare. Frecven¡a de monitorizare depinde de tipul de informa¡ie urmårit, variabilitatea inerentå de calitate ¿i cantitate ¿i de precizie, respectiv confiden¡å acceptabilå la rezultate. Dupå proiectarea unei re¡ele, în primul an de exploatare frecven¡a de supraveghere este mai ridicatå (6-8 ori/an). Ulterior, dupå cuantificarea caracteristicilor generale se poate stabili frecven¡a optimå, care poate diferi func¡ie de adâncimea acviferului (de regulå, scade cu aceasta). La re¡elele generale de supraveghere frecven¡a este de 2 probe/an. Ideal, o prelevare trebuie efectuatå la nivelele ridicate ale apei subterane care corespund finalului perioadei de infiltrare maximå ¿i alimentare a rezervorului. A doua prelevare este indicat a se face în perioada nivelelor minime ale stratului, respectiv în condi¡ii de infiltra¡ie minimå ¿i captare maximå. Aceastå schemå de frecven¡å este strâns corelatå cu cea de la apele de suprafa¡å. În situa¡ia existen¡ei unor acvifere de mare adâncime, probele acestora vor fi prelevate în paralel cu cele din freatic. Pentru arii cu rate mari de infiltrare (arii carstice) frecven¡a de recoltare va fi ajustatå în concordan¡å cu exploatarea sezonierå a pu¡urilor în zonele caracterizate printr-o activitate turisticå dezvoltatå.

3.2.3.6. Determinan¡i semnificativi. În general, se disting ¿apte grupe de indicatori de calitate necesar a fi urmåri¡i:

1. indicatori descriptivi; 2. ioni majori; 3. parametri adi¡ionali; 4. metale grele; 5. substan¡e organice; 6. pesticide; 7. microbi.

¥n prezent, grupele 1-3 sunt måsurate de toate ¡årile din cadrul re¡elei interna¡ionale de la nivelul UE, în timp ce grupele 4 - 6 doar de câteva ¡åri. Tipul de indicatori inclu¿i într-un program de observa¡ie depinde de scopul re¡elei de monitoring. Astfel, grupele 4 ¿i 5 sunt relevante pentru monitorizarea surselor punctiforme de poluare/depozite ¿i a locurilor de contaminare, în timp ce grupele 6, 7 sunt importante în special la caracterizarea poluårii difuze cauzatå de zootehnie (tab. 3.19 - 3.22).

131

132

Tabelul 3.19

Lista determinan¡ilor adopta¡i frecvent la monitoringul calitå¡ii apelor subterane

Nr.

crt. Grupa Determinan¡i

1. Determinan¡i descriptivi temperatura, pH, oxigen dizolvat, conductivitate

2. Ioni majori +2Ca +2Mg +Na +, , , K , , Cl , ,

, , , , COT .

−3HCO − −2

4SO−3

4PO +4NH −

3NO −2NO

3. Determinan¡i adi¡ionali Func¡ie de sursele de poluare (în special sol).

4. Metale grele Hg, Cd, Pb, Zn, Cu, Cr,selec¡ionate func¡ie de sursele locale de poluare.

5. Substan¡e organice Hidrocarburi aromate, hidrocarburi halogenate fenoli, clorofenoli. Selec¡ionarea func¡ie de sursele locale de poluare.

6. Pesticide Func¡ie de sursele locale de poluare.

7. Microbi Coliformi totali, coliformi fecali.

O prezentare detailatå a indicatorilor fizici ¿i biologici la apele subterane, reprezentativå pentru sånåtatea umanå ¿i cea ecologicå, este datå în tabelele 3.20 - 3.22.

Ca o regulå generalå, indicatorii descriptivi ¿i ionii majori se måsoarå la fiecare pu¡ de observa¡ie. La ceilal¡i determinan¡i, selec¡ionarea se face func¡ie de utilizarea ternului, 10 activitå¡i principale fiind considerate în acest sens la nivelul UE:

− teren rural arabil; − teren rural pentru oierit; − på¿uni; − livezi; − vii; − påduri; − teren urban/suburban; − teren industrial; − cåi ferate; − aeroporturi.

133

Tabelul 3.20

Indicatori fizici la ape subterane

Indicator Sånåtate umanå Sånåtate ecologicå Elemente economice

Temperaturå - valoare esteticå pentru apa potabilå - afecteazå adaptabilitatea vie¡ii acvatice - procese industrile/tratare ape-costuri pH - afecteazå gradul de potabilitate,

respectiv acceptabilitatea la alimentåri cu apå

- determinarea vie¡ii acvatice ¿i organismelor

- costurile controlului pH-ului ¿i procesele industriale de epurare a apei

Culoarea - poate indica produ¿i organici - poate limita adaptabilitatea a câtorva specii

- cresc costurile de tratare

Turbiditatea - nu este permiså la consumator - afectare habitat acvatic - toleran¡å scåzutå la multe procese industriale

Duritatea - combinatå cu sårurile dizolvate poate ridica alte probleme de contaminare

- afecteazå procesele industrile ¿i cre¿te costurile de tratare

Vârsta pu¡urilor - indicå reîncårcårile stratului ¿i caracteristicile de curgere

- util pentru determinarea efectelor pe care le pote crea apa subteranå la habitatul acvatic

134

Tabelul 3.21

Indicatori chimici la apele subterane

Indicator Sånåtate umanå Sånåtate ecologicå Elemente economice

Componente organice volatile - efect toxic sau cancerigen - persisten¡å/mobilitate ridicatå/toxicitate

- costuri ridicate

Hidrocarburi (PAH) naftalinå ¿.a. - toxice, efecte cancerigene - pericol persistent - claså majorå de ape subterane ce trebuiesc tratate

Compu¿i fenolici - poten¡ial creeazå probleme asupra gustului ¿i mirosului la alimentåri cu apå

- afecteazå habitatele - surså majorå de poluare–industria lemnului

Metale (As, Ba, Cd, Pb, Hg, Se, Ag) - persisten¡å ridicatå, multe sunt toxice - persisten¡å ridicatå - bioacumulative - toxicitate

- cost ridicat de tratare mobilitate complexå

−3NO (activitå¡i menajere ¿i

agricole)

- netoxic la adul¡i - creeazå boli la copii

- cresc costurile de tratare

−Cl (industria extractivå de petrol) - afecteazå potabilitatea - poate afecta toleran¡a organismelor/ plantelor din mediul acvatic

- cresc costurile de tratare

Triazine (erbicide) poten¡ial cancerigene - periculoase pentru plantele acvatice

- costuri de tratare

Radionuclizi periculo¿i - periculo¿i pentru plante ¿i microorganisme

- costuri de tratare

Tabelul 3.22

Indicatori biologici la apele subterane

Indicator Sånåtate umanå

Sånåtate ecologicå

Elemente economice

Macronevertebrate* pot cre¿te calitatea apei potabile

promoveazå sånåtatea ecosistemului

scade costurile de tratare ¿i de monitoring

Patogeni (bacterii ¿i viru¿i) ¿i indicatori fecali (E. coli, Giardia, coliformi fecali)

cauzå poten¡ialå de boli

afecteazå habitatele acvatice

costuri ridicate

Vertebrate – mediul carstic

indicå prezen¡e de ecosisteme nestresate

scade costurile de monitoring

* nerelevante la carsturi ¿i interfa¡a dintre apele subterane cu cele de suprafa¡å.

În ceea ce prive¿te nivelul, acesta este cel piezometric, la acviferele carstice fiind relevantå ¿i rata de descårcare pentru programul de monitoring.

3.2.3.7. Elemente specifice la proiectarea re¡elelor de monitoring al calitå¡ii apelor subterane. Fa¡å de con¡inutul general al programului prezentat la râuri, în cazul apelor subterane intervin urmåtoarele elemente specifice (se påstreazå aceea¿i numerotare a capitolelor).

III. PROIECTARE

A. SITUAºIA DE MEDIU

1. Geohidrologie:

a. Cadrul geohidrologic:

(1) delimitarea acviferelor; identificarea extinderilor pe verticalå ¿i lateralå;

(2) identificarea caracteristicilor litostratigrafice ¿i hidraulice la fiecare unitate.

b. Descrierea regimului de scurgere subteranå (proiectarea unui model dacå este necesar):

(1) determinarea scurgerii; (2) identificarea surselor de reîncårcare a stratului ¿i ariile de

descårcare; estimarea bugetului de apå; (3) estimarea interac¡iunilor dintre apele de suprafa¡å ¿i cele

subterane;

135

(4) estimarea debitelor ¿i vechimilor apei la diferite puncte din sistem.

2. Biota:

a. identificarea comunitå¡ilor biologice ce pot afecta calitatea apei subterane în acvifere;

b. identificarea comunitå¡ilor biologice ce pot afecta calitatea apei subterane.

3. Utilizarea resurselor:

a. identificarea utilizatorilor de apå subteranå ¿i a modului în care calitatea acesteia poate afecta folosin¡ele;

b. determinarea scurgerii ¿i realimentårii acviferului; identificarea modificårilor de circula¡ie ¿i caracteristicile hidraulice rezultate din utilizarea apelor subterane.

B. PROBLEME EXISTENTE DE CALITATE A APEI, EVALUAREA INFORMAºIILOR EXISTENTE, IDENTIFICAREA ALTERNATIVELOR DE GOSPODÅRIRE

1. În¡elegerea factorilor ce afecteazå distribu¡ia spa¡ialå ¿i verticalå în

calitatea apei.

a. utilizare teren; b. condi¡ii geochimice pentru acvifere:

(1) con¡inutul mineral al sedimentelor care afecteazå schimbul ionic ¿i alte reac¡ii dintre apå ¿i minereu;

(2) afectarea condi¡iilor de oxido-reducere prin con¡inutul organo-mineral.

c. sisteme hidrologice:

(1) efecte ale circula¡iei debitului de apå la transportul contami-nan¡ilor;

(2) efecte ale vârstei apei asupra prezen¡ei poluan¡ilor.

F. SETURI DE DATE CARACTERISTICE Determinarea bazelor pentru proiectarea re¡elei geografice, geohidro-logice, geochimice, biologice, utilizare/acoperire teren, variabilitate temporalå.

G. PROIECTAREA REºELEI

1. Re¡eaua de apå subteranå:

a. proiectarea unei re¡ele generale de monitorizare care så includå o combina¡ie dintre puncte fixe, sinoptice, supraveghere intensivå ¿i probe de caz;

136

b. selectarea ¿i caracterizarea locurilor specifice;

(1) din punct de vedere istoric, utilizare teren; (2) puncte deja disponibile; (3) amplasare hidrogeologicå: acvifere, puncte în circuit; (4) accesibilitate.

c. proiectarea punctelor ¿i locurilor de colectare:

(1) pu¡uri, lisimetre etc.; (2) localitå¡i; (3) construc¡ii specifice.

2. Proiectarea unui program de ob¡inere a unor informa¡ii de

corela¡ie precipita¡ii, ape de suprafa¡å, utilizare ape, utilizare teren,

depozite atmosferice.

V. INTERPRETARE

C. INTERPRETAREA DATELOR PENTRU ÎNDEPLINIREA SCOPURILOR: 1. Analize ale sistemelor geohidrologice:

spa¡io-temporal; impacturi climatice asupra apelor subterane; interac¡iuni apå suprafa¡å/apå subteranå; efecte alimentare/descårcare apå subteranå.

2. Analize hidrogeochimice:

a. interac¡iunea apå/rocå; b. utilizarea terenului.

3. Calitatea apei (interac¡iuni dintre sistemele hidrogeologice ¿i hidro-

geochimice).

3.2.4. APE UZATE

Sistemele proprii monitorizårii apelor uzate care în prezent sunt abordate într-o manierå integratå (captare apå-utilizare-restitu¡ie) se referå atât la efectul local, cât ¿i transfrontierå (unde intervin acorduri bilaterale sau interna¡ionale), obiectivele aferente referindu-se în spe¡å la:

− evaluarea preliminarå a condi¡iilor de evacuare;

− controlul conformårii cu standardele, acordurile de evacuare (auto-monitoring);

− evaluarea descårcårilor de poluan¡i în vederea ini¡ierii unor ac¡iuni de remediere ¿i estimare a capacitå¡ii de recep¡ie la nivelul cursului/bazinului hidrografic;

− alarmare în caz de poluåri accidentale.

137

La proiectarea subsistemului ape uzate trebuie considerate urmåtoarele elemente ¿i faze:

1. Factori ce afecteazå strategia care sunt influen¡a¡i de caracteristicile evacuårii (temperaturå, consum de oxigen, salinitate, prezen¡a de substan¡e toxice), numårul de substan¡e deversate, complexitatea compozi¡iei efluentului ¿i regimul de evacuare (continuu, discontinuu).

2. Inventariere preliminarå este o etapå anterioarå acordårii avizului de evacuare, ce se bazeazå pe considerarea materiilor prime utilizate, procesul de fabrica¡ie (produs finit, produ¿i intermediari, reziduuri) ¿i tehnologia de epurare; aceastå etapå preliminarå este urmatå de analize chimice ¿i evaluåri de risc, pentru a se determina dacå mai sunt sau nu necesare investiga¡ii complementare. Pentru folosin¡ele existente se urmeazå procedura specificå de bilan¡ de mediu, iar la cele propuse, studiul de impact aferent.

3. Selec¡ionarea variabilelor. De regulå, se apreciazå încårcårile de poluan¡i, exprimate prin substan¡ele consumatoare de oxigen (CCO ¿i ) ¿i

nutrien¡i; neincluzându-se ini¡ial poluan¡i prioritari. 5CBO

Pentru amestecuri complexe, analizele chimice de profil sunt completate cu evaluåri asupra toxicitå¡ii globale a efluentului (v. cap. 4).

4. Variabile agregate care pot permite o preselectare rapidå a indicatorilor de impurificare specificå. În astfel de teste se includ indicatori ca: gradul de inhibare al acetilcolinesterazei, AOX, EOX, EOP ¿.a.

5. Testarea globalå a efluentului din punct de vedere al:

− toxicitå¡ii acute ¿i cronice;

− persisten¡ei (compu¿i toxici);

− proprietå¡ilor de bioacumulare;

− genotoxicitå¡ii.

O prezentare a unor astfel de teste, standardizate (ISO, OECD, ASTM) este datå în tabelul 3.23.

Tabelul 3.23

Teste de evaluare globalå a calitå¡ii unui efluent

Caracteristici Teste

simple

Teste cu grad de

complexitate mediu

Teste

complexe

Daphnia acut Daphnia crome pe¿ti zebre

Fotobacterii (microtox.) Scenedesmus (alga)

Brachionus (Tox. Kit)

Toxicitate

Gupe acut

138

Tabelul 3.23 (continuare)

Caracteristici Teste

simple

Teste cu grad de

complexitate mediu

Teste

complexe

Ames Notobranchius

Mutatox Efecte mutagene/

cancerigene SOS cromotest

Persisten¡å/ 5CBO /CCO

biodegradabilitate test toxicitate

test biodegradare

Bioacumulare Discuri de simulare

6. Monitorizarea continuå a efluen¡ilor, recomandatå pentru alarmarea în timp util în situa¡ii de poluåri accidentale, variabilele urmårite fiind, de regulå,

, COT, produse petroliere, suspensii, metale grele, micropoluan¡i organici ¿i debitul de apå evacuat. CCO

La prelucrarea datelor se vor stabili urmåtoarele caracteristici statistice pentru poluan¡ii prioritari:

− concentra¡iile minime, maxime ¿i medii zilnice; − durata de men¡inere a valorilor maxime (zilnic, lunar, anual); − frecven¡a de înregistrare a valorilor maxime (zilnic, såptåmânal, anual); − perioadele de timp (zilnic, såptåmânal, lunar, anual) predominante; în

care se înregistreazå valorile extreme; − corela¡ii interparametrice.

O detaliere a elementelor de automonitoring este prezentatå la capitolul 5.

3.3. ELEMENTE SPECIFICE MONITORIZÅRII POLUÅRII

ASOCIATE MATERIILOR ÎN SUSPENSIE ªI SEDIMENTELOR

Rela¡ia dintre sedimente ¿i calitatea apei implicå corela¡iile individuale dintre sedimente ¿i caracteristicile fizico-chimice ¿i biologice ale apei raportate la o anumitå utilizare. În general, sedimentele au douå surse de provenien¡å: (1) procesele de eroziune ale solului ¿i a materialelor geologice ¿i (2) descårcarea directå ¿i indirectå de ape cu suspensii de la diferite folosin¡e. Ponderea principalå revine primei categorii, urmåtoarele cifre fiind edificatoare în acest sens:

− aproape 4 miliarde de tone de sedimente sunt produse anual în SUA;

139

− circa 25% din aceastå cantitate ajunge în apele de suprafa¡å curgåtoare;

− capacitatea de stocare a lacurilor de acumulare se reduce anual cu circa 400000 ha;

− numai fluviul Mississipi tranziteazå în fiecare an circa 400 mil. tone de sedimente în Golful Mexico.

Aproximativ 50% din sedimente au originea din erodarea solului (agriculturå), circa 20% provin din industrie, iar 30% sunt de origine naturalå sau geologicå.

Interdependen¡a dintre calitatea apei ¿i sedimente trebuie analizatå ¡inând cont de douå elemente: (1) sedimentul ca entitate fizicå ¿i influen¡a sa asupra caracteristicilor fizico-chimice/biologice ale apei ¿i (2) sedimentul este o parte a sistemului ternar apå-sediment-încårcare chimicå dizolvatå ¿i influen¡a asupra caracteristicilor apei.

Sedimentele au un rol important în:

− asigurarea capacitå¡ilor de tamponare a eroziunii de cåtre apele curgåtoare, re¡inerea fosforului ¿i metalelor grele;

− conferirea capacitå¡ii de tamponare a pH-ului în sisteme ter¡iare (apå, suspensii, aer). În general, fiecare tonå de materii în suspensie transportå circa 450 g fosfor. Procesele de sorb¡ie/desorb¡ie includ: − schimbul ionic; − schimb molecular prin legåturi polare sau de hidrogen; − precipitare ¿i coprecipitare; − activitate cataliticå; − complexare; − dizolvare sau sintezå;

Fiecare dintre aceste reac¡ii nu constituie un simplu echilibru dintre solu¡ie ¿i materiile în suspensie, ci implicå procese de transport (difuzie ¿i transfer masic) ¿i reac¡ii biochimice. Reac¡iile de sorb¡ie-desorb¡ie ce apar în timpul transportului pot fi diferite fa¡å de cele ce apar la interfa¡a apå/sediment.

3.3.1. CARACTERISTICILE ECOSISTEMELOR ACVATICE

ªI CIRCUITULUI UNOR POLUANºI LA NIVEL ABIOTIC

Este important de subliniat cå diferi¡i poluan¡i se distribuie diferen¡iat între compartimentele biotice ¿i abiotice sau între fazele solide ¿i cea lichidå la nivel abiotic, dupå cum rezultå din figura 3.8.

Func¡ie de abunden¡a în diferite matrici, prelevarea probelor trebuie så fie orientatå spre acele matrici la care nivelele în concentra¡iile de poluan¡i se anticipeazå a fi semnificative.

140

Fig. 3.8. Compartimente ¿i interac¡iunile acestora în ecosisteme acvatice.

Astfel, în cazul compu¿ilor toxici biorezisten¡i, a celor persisten¡i care, de

regulå, se bioacumuleazå, sedimentele sunt considerate drept compartimentul cel mai important de reten¡ie.

În acela¿i timp, este importantå starea fizicå ¿i structura chimicå a poluantului (fig. 3.9), care conduce direct sau indirect la afectarea ecosistemului considerat prin: (a) poluare primarå datoratå emisiilor punctiforme sau difuze, compu¿ii respectivi putând fi: (1) degrada¡i în produ¿i finali nepericulo¿i ( , );

(2) transforma¡i în compu¿i rezisten¡i; (3) persisten¡i în timpul proceselor fizico-chimice ¿i biologice la nivel de ecosistem acvatic; (b) poluare secundarå

provenitå din compu¿ii de conversie sau metaboli¡i ai poluan¡ilor primari; poluan¡ii secundari (1) u¿or solubili în apå; (2) pot fi mai toxici decât produ¿ii din care provin; (3) pot avea cel pu¡in temporal o rezisten¡å la degradåri ulterioare; (4) pot afecta circuitul altor poluan¡i ¿i (c) poluare ter¡iarå datoratå poluan¡ilor

primari ¿i secundari care se acumuleazå în ecosisteme împreunå cu componen¡i naturali re¡inu¡i în sedimente ¿i deveni¡i biodisponibili. O redare schematicå a tuturor acestor procese este datå în figura 3.10.

OH2 2CO

141

Fig. 3.9. Comportarea, degradarea, transformarea ¿i circuitul diferi¡ilor poluan¡i în mediul acvatic.

3.3.2. MATRICI DE PRELEVARE

Cele mai multe programe na¡ionale de monitoring se limiteazå la investigarea apei (de regulå, fårå filtrare) din punct de vedere al indicatorilor generali de calitate, metale grele ¿i, în unele situa¡ii, micropoluan¡i organici (produse petroliere, insecticide), lucru ce nu reflectå în realitate calitatea ecosistemului acvatic. O bunå parte dintre poluan¡ii toxici, de exemplu micropoluan¡ii organici hidrofobi ¿i metalele grele, este imobilizatå de materiile în suspensie ¿i trecutå în sedimente.

Ca rezultat al reac¡iilor chimice ¿i biochimice etc., poluan¡ii pot fi remobiliza¡i din sedimente, conducând la efecte negative asupra ecosistemelor acvatice ¿i folosin¡elor de apå. În consecin¡å, este important a se prevedea toate compartimentele mediului acvatic, prelevårile de probe trebuind a include urmåtoarele matrici:

• FAZA DE APÅ − mediul abiotic: substan¡e dizolvate ¿i suspensii; − mediul biotic: bacterii, fito ¿i zooplancton, pe¿ti.

• FAZA DE SEDIMENTE − mediul abiotic: - distribu¡ia de frac¡iuni granulometrice;

- c¡iunilor la care se apreciazå poluarea analiza fraasociatå.

− mediul biotic

: macrozoobentos, scoici.

142

Fig. 3.10. Tipuri de poluan¡i ce trebuie monitoriza¡i

la nivelul ecosistemelor acvatice.

Datoritå suprafe¡ei mai mari a particulelor de sedimente, acestea adsorb în pro-por¡ie superioarå compu¿ii organici hidrofobi, spre deosebire de sedimentele grosiere. Asigurarea comparabilitå¡ii analizelor de sedimente din punct de vedere al poluan¡ilor asocia¡i impune o normalizare a datelor la care trebuie ¡inut cont de frac¡iunea granulometricå selec¡ionatå pentru analizå, con¡inutul în Al, Fe, humus ¿i substan¡å organicå. Suspensiile se disting de formele dizolvate prin filtrare, utilizând o membranå cu pori de 0,45 µm care laså så treacå coloizii (fig. 3.11). Uzual,

143

datoritå dependen¡ei ratei de sedimentare de dimensiunea particulelor, suspensiile nu au, de regulå, particule mai mari de 200 µm, dar includ particule de argilå nesedimentabile. Existå o în¡elegere interna¡ionalå pentru analizarea frac¡iunilor de sedimente cu dimensiuni mai mici de 63 µm la monitorizarea poluårii asociate acestora. Datoritå prezen¡ei frac¡iunii argiloase, la materiile în suspensie pot apårea concentra¡ii mai mari de poluan¡i decât la sedimente,

Pro

babi

litat

e %

Fazå

de

subs

tant

e di

zolv

ate

Materii în suspensie sediment

0

coloizi

0,45 argile

4 Dimensiuni particule mil.

63 200 .m

nisip fin grosier

Fig. 3.11. Posibilitatea de abunden¡å a particulelor

cu diferite dimensiuni în suspensii ¿i sedimente.

3.3.3. POLUAREA ASOCIATÅ SEDIMENTELOR

Tabelul 3.24 prezintå poluarea asociatå sedimentelor din Dunåre, pe teritoriul ungar (1986-1987). Dupå cum se observå, la toate componentele analizate, nivelele cele mai ridicate s-au gåsit la frac¡iunile cu particulele cele mai mici. O analizå mai detaliatå pentru Dunåre este prezentatå în raportul Cousteau (1991-1992), unde s-au investigat urmåtorii poluan¡i: (1) metale grele; (2) produse petroliere, PAH; (3) hidrocarburi clorurate ¿i pesticide organo-fosforice; (4) PCB-uri ¿i (5) steroizi fecali (fig. 3.12). În paralel, au fost recoltate ¿i probe de macrozoobentos ¿i scoici, la care s-au efectuat, de asemenea, analize fizico-chimice, compozi¡ia naturalå a comunitå¡ii bentice fiind puternic influen¡atå de poluarea apei intersti¡iale ¿i sedimentului, tabelul 3.25 prezentând rezultatelor ob¡inute în acest sens.

144

Tabelul 3.24

Concentra¡iile medii de poluan¡i asocia¡i sedimentelor din Dunåre (mg/kg)

Dimensiune frac¡iuni Contaminan¡i

d< 90 µm 90 µm<d < 250 µm 250µm<d<1000µm

Hg 1,0 0,15 0,16

Cd 2,8 1,33 0,94

Pb 105 42,7 51,1

Cr 50,9 15,1 15,4

As 9,6 2,1 3,2

Cu 228 34,3 30,5

Ni 58 25,9 21,1

Fe 20600 8630 7830

Mn 782 291 232

Zn 381 77 85,9

subst.organicå totalå

produse petroliere ¿i

49700 20200 27400

gråsimi 1050 428 477

Distan¡a fa¡å de Marea Neagrå (Km).

Fig. 3.12. Distribu¡ia sedimentelor cu o granula¡ie sub 63 µm.

145

Tabelul 3.25

Calitatea biologicå a apei Dunårii (1991) în baza datelor de macrozoobentos

Dunåre km

Numår de familii

Scor

Scor total per Taxon

Scor mediu Clasele de calitate*

2010 9 39 4,3 III

1950 9 34 4 III

1940 17 72 4,2 III

1920 3 9 3 V

1900 10 51 5,1 II

1880 4 14 3,5 V

1857 3 9 3 V

1807 14 59 4,2 III

1765 5 15 3 IV

1763 2 3 1,5 V

1707 8 38 4,8 III

1659 13 67 5,2 II

1638 6 24 4 IV

1533 12 48 4 III

1526 12 49 4,1 III

1446 11 43 3,9 III

* I- excelentå, II- bunå, III- moderatå, IV- slabå, V- foarte slabå

De remarcat cå materiile în suspensie sunt mai bogate în micropoluan¡i organici comparativ cu sedimentele de fund (nefrac¡ionate), conform urmåtoarelor rapoarte:

materii în suspensie Hg Cd Pb Cu Zn Fe Mn sedimente 1,9 19,6 4,3 9,0 4,7 0,75 5,7

Acest lucru se datoreazå suprafe¡ei mai mari a suspensiilor care pot adsorbi în propor¡ie superioarå metalele grele ¿i compu¿ii organici hidrofobi, comparativ cu sedimentele de fund. În consecin¡å, este indispensabil ca într-un program de monitoring så se prevadå monitorizarea poluårii asociate materiilor în suspensie ¿i sedimentelor, cel pu¡in la un an de zile pentru cursurile majore de apå, cum este Dunårea. Decantarea materiilor în suspensie este determinatå de caracteristicile hidrodinamice ale tronsoanelor de râu ¿i, în consecin¡å, depozitarea de

146

componen¡i poate apare în aval de descårcåri, lucru semnificativ la interpretarea poluårii asociate sedimentelor. Un element major în proiectarea re¡elei de prelevare la sedimente îl constituie localizarea punctelor reprezentative din punct de vedere al frac¡iunilor de sedimente cu diametru sub 63 µm, sedimentele de fund trebuind så con¡inå cel pu¡in 10% din frac¡iunea finå, analizele granulometrice prealabile fiind indispensabile din acest punct de vedere. Din analiza diagramei reprezentate în figura 3.12 rezultå cå pe tronsonul studiat condi¡ia este satisfåcutå de 30 amplasamente pe malul drept ¿i 30 locuri pe cel stâng. Mobilizarea diferi¡ilor poluan¡i din sedimente conduce la asimilarea biologicå a acestora, în principal prin organismele bentice. Drept consecin¡å, monitoringul macrozoobentosului conferå informa¡ii reprezentative privitoare la stresul biologic cronic asociat cu locurile de contaminare.

3.3.4. EVALUAREA FLUXULUI MASIC DE POLUANºI

TRANZITAT LA NIVEL DE BAZIN HIDROGRAFIC

Dupå cum s-a precizat la capitolul 2 caracterizarea evolu¡iei spa¡io-temporale a debitelor masice asociate unui poluant constituie un obiectiv important al activitå¡ii de monitoring, bilan¡urile de flux masic de poluan¡i tranzitat fiind relevant atât la nivel local (na¡ional), cât ¿i regional (transna¡ional) pentru fundamentarea tehnico-¿tiin¡ificå a planurilor de gospodårire a apelor. De la început trebuie men¡ionat faptul cå în prezent nu existå pe plan mondial o metodologie unitarå în acest sens, ¡inându-se cont, în principal, de urmåtoarele:

− marea majoritate a sta¡iilor de monitoring, respectiv re¡elele aferente, au fost proiectate, în principal, pentru controlul poluårii ¿i, în mai micå måsurå, pentru evaluarea fluxului de poluan¡i;

− frecven¡ele de recoltare, perioadele de timp reprezentative determinårii debitelor masice asociate sunt diferite de cele specifice monitoringului bazat pe måsuråtori de concentra¡ie;

− ciclurile hidrologice nu corespund anului calendaristic;

− dacå nivelele, respectiv concentra¡iile se pot måsura în baza unor metode standardizate, nu acela¿i lucru se poate face în cazul debitelor masice asociate, acestea trebuind calculate;

− concentra¡ia unui poluant este repartizatå atât la nivelul fazei apoase, cât ¿i al materiilor în suspensie, pu¡ine fiind substan¡ele chimice ce se regåsesc numai sub formå dizolvatå, acest lucru complicând ¿i mai mult evaluarea debitelor masice asociate.

147

3.3.4.1. Considera¡ii generale. Încårcarea într-o substan¡å specificå, transportatå de un râu, este definitå prin produsul dintre debitul apei ¿i concentra¡ia acesteia. La cele mai multe studii, sunt relevante nu numai valorile momentane, ci ¿i cele pe o duratå mai mare de timp (anual sau multianual), lucru ce corespunde combinårii ¿i integrårii debitului (Q) ¿i al concentra¡iei (C) înregistrate pe perioada de timp avutå în vedere:

( ) ( )∫=2

1

t

tdttQtcL . (3.28)

De cele mai multe ori, determinårile de debite sunt mult mai frecvente decât måsuråtorile de concentra¡ie, astfel încât pentru calculul încårcårii (L) se apeleazå la rela¡ia:

( )∑ ∫= ⎟

⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛=

+n

i

t

ti

i

i

dttQcL1

1, (3.29)

unde:

ic reprezintå concentra¡ia indicatorului urmårit;

1+− ii tt - perioada de timp consideratå;

n - numårul de måsuråtori chimice.

Modificårile în calitatea apei pot fi accidentale, ciclice sau cu o anumitå tendin¡å, caracteristicile de schimbare putând diferi la nivel de indicatori, pentru aceea¿i sec¡iune. Uzual, modificårile accidentale au o distribu¡ie normalå sau lognormalå, diferen¡ele dintre estimåri ¿i valorile reale putând fi calculate prin metode statistice, ele fiind cu atât mai mici cu cât numårul de probe este mai mare. Când apar varia¡ii ciclice sau cu caracter permanent, concentra¡iile medii (în cazul unui numår dat de probe) pot fi estimate cu o acurate¡e mai mare prin prelevåri regulate, organizate astfel încât durata dintre douå recoltåri succesive så fie suficient de scurtå pentru a înregistra modificårile respective. Este foarte important ca frecven¡a de prelevare så nu se suprapunå peste ciclul de modificåri considerat, acestea putând fi (la râuri): zilnic, såptåmânal sau anual, de regulå apelându-se la acelea¿i intervale de timp, repetate pe toatå durata perioadei de monitorizare. Pentru situa¡ii de excep¡ie, inunda¡ii, înfloriri etc., frecven¡a de recoltare trebuie måritå. Distribu¡ia încårcårii anuale totale de materii în suspensie este determinatå, în principal, de procesele de spålare/ antrenare, care rezultå în

148

fluxuri cu caracter periodic, ea putând fi neînregistratå dacå recoltårile se efectueazå la intervale egale de timp, respectiv conducând la subestimåri ale încårcårii anuale. Rela¡ia generalå de dependen¡å a concentra¡iei de debitul apei este de forma:

C = A + B ⋅Q + D/Q, (3.30) unde: A reprezintå valoarea corespunzåtoare fondului natural; B - cre¿terea concentra¡iei ca efect al proceselor de spålare-antrenare; D - efectul dilu¡iei. Forma func¡iei de corela¡ie c = f (Q) ¿i panta acesteia este determinatå de magnitudinea ¿i semnul la A, B ¿i D. Localizarea prelevårii, sec¡iunea transversalå ¿i punctul în sec¡iunea consideratå, trebuie så îndeplineascå criteriul de omogenitate al apei (pe verti-calå, axa de curgere ¿i între maluri), viteza de curgere a apei ¿i caracteristicile patului râului afectând distan¡a pentru un amestec omogen. Aceastå distan¡å se poate determina din rela¡ia:

( )gd

gcbcl 27,01,0 2 +⋅= , (3.31)

unde: l este lungimea (m) pentru atingerea condi¡iilor de amestec; b - lårgime medie (m) a sec¡iunii; c - coeficientul Chezy (15 < c < 50);

g - accelera¡ia gravita¡ionalå m/ ; 2sd - adâncimea medie (m) a sec¡iunii.

Dacå se urmåre¿te realizarea unei probe medii din mai multe e¿antioane recoltate de la diferite adâncimi, acestea trebuie amestecate într-o propor¡ie egalå cu cea a vitezelor de deplasare a apei (cu cât viteza este mai mare, cu atât cantitatea de material transportat într-o sec¡iune transversalå fiind mai ridicatå). De asemenea, dacå concentra¡ia medie se calculeazå din concentra¡iile individuale, cele din urmå trebuie ponderate cu vitezele apei. Aceasta corespunde faptului cå în calculul fluxului, erorile aleatorii de måsurå a vitezei apei intervin de douå ori. Majoritatea micropoluan¡ilor de naturå organicå ¿i anorganicå sunt transporta¡i prin suspensiile solide din apå, deplasarea ¿i distribu¡ia materialului

149

precipitat sau adsorbit fiind determinate, în principal, de condi¡iile hidro-dinamice. Particulele decantate la un moment dat pot fi reantrenate din sedimente în condi¡ii de ape mari, poluan¡ii re¡inu¡i la suprafa¡a acestora putând fi remobiliza¡i prin procese fizico-chimice sau biologice. Din aceastå cauzå, examinarea micropoluan¡ilor nu poate fi separatå de analiza materiilor în suspensie ¿i a sedimentelor. Pentru sisteme multifazate (apå-suspensii) apar o serie de dificultå¡i din punct de vedere al monitoringului, generate în principal de faptul cå:

a) distribu¡ia în apå a suspensiilor nu este omogenå;

b) suspensiile sunt compuse din frac¡iuni ¿i matrici (Fe, Al, Zn etc.) diferite;

c) chemosorb¡ia unor poluan¡i pe suspensii este dependentå atât de dimensiunea, cât ¿i de materialul de bazå al acestora.

De men¡ionat cå diferen¡ele, la nivelul acelea¿i sec¡iuni transversale la doi ani consecutivi (fluviul Dunårea, de exemplu) în concentra¡ia de suspensii se situeazå în intervalul a cel pu¡in un ordin de magnitudine.

Cu toate cå de multe ori analizele fizico-chimice se efectueazå pe probe de apå omogenizate ¿i respectiv pe filtrat, rezultatele cele mai bune sunt ob¡inute atunci când acestea se fac ¿i la materiile în suspensie. Dintre alternativele decantare, filtrare ¿i centrifugare, ultima este cea mai indicatå ca operativitate ¿i posibilitate de colectare a unei cantitå¡i optime de suspensie necesarå måsuråtorilor analitice specifice.

3.3.4.2. Proceduri practicate pe plan mondial. Dupå cum s-a precizat mai sus, la ora actualå nu existå o metodologie unitarå (procedurå standardizatå) de calcul al încårcårilor, frecven¡ele de prelevare a probelor de apå ¿i determinårile de debite diferind chiar la nivel regional (b.h. Dunåre, de exemplu). În cele ce urmeazå se vor prezenta câteva dintre procedurile folosite în prezent la cursurile interna¡ionale de apå, reliefându-se, în principal, urmåtoarele elemente:

a) obiectivele urmårite;

b) re¡eaua de måsuråtori; c) determinarea debitelor de apå;

d) mediul de analizå (apå, materii în suspensie);

e) frecven¡ele de måsurare a nivelelor de apå, respectiv de prelevare a probelor de analizat;

f) formulele de calcul adoptate pentru evaluarea încårcårii;

g) elementele specifice situa¡iilor când concentra¡ia speciei chimice urmårite se situeazå sub limita de detec¡ie;

h) asigurarea calitå¡ii datelor.

150

Comisia Interna¡ionalå pentru Protec¡ia Rinului are ca obiective principale pentru activitatea de monitoring evaluarea tendin¡elor de modificare în timp a concentra¡iilor unor poluan¡i ¿i a debitelor masice asociate, atât pentru apå (fazå solubilå), cât ¿i la materiile în suspensie.

Re¡eaua, respectiv sec¡iunile transversale, au fost selec¡ionate astfel încât så permitå ob¡inerea unor informa¡ii statistice relevante legate de calitatea apei ¿i fluxul masic.

Încårcårile sunt calculate pe bazå anualå, cu urmåtoarele men¡iuni:

− la substan¡ele ce apar în principal sub formå dizolvatå, valoarea determinatå la apå este consideratå drept concentra¡ie totalå;

− pentru substan¡ele adsorbite pe suspensii, concentra¡ia totalå se calculeazå din produsul concentra¡ie substan¡å în suspensii cu concentra¡ia de materii în suspensie ( isii scc ⋅= );

− în cazul substan¡elor ce se gåsesc par¡ial sub formå dizolvatå ¿i par¡ial sub formå adsorbitå, concentra¡ia totalå se calculeazå din dublul produsului dintre concentra¡ia în suspensii ¿i concentra¡ia în materii în suspensie ( isii scc ⋅⋅= 2 ), la ora actualå considerându-se cå utilizarea coeficientului

de parti¡ie apå/ suspensii este utilå mai mult pentru scopuri de cercetare.

De precizat cå încårcårile se calculeazå numai când 50% din observa¡ii se situeazå peste limita de detec¡ie ¿i când sunt cel pu¡in cinci måsuråtori. Dacå concentra¡iile sunt inferioare limitei de detec¡ie (L.D.), în calcule se folose¿te

= 1/2 L.D. (formula 2). icConven¡iile de la Oslo ¿i Paris pentru prevenirea poluårii marine, prevåd, de

asemenea, determinarea încårcårilor anuale, frecven¡ele de prelevare fiind mai mari la perioadele cu debite ridicate, în mod deosebit pentru suspensii, metale grele ¿i azota¡i. Determinårile de debit ¿i måsuråtorile analitice se efectueazå lunar.

Calculele încårcårilor se efectueazå uzual, prin considerarea concentra¡iilor ponderate (formula 3) sau, în situa¡ia unui set insuficient de informa¡ii, prin utilizarea formulei 2.

Pentru situa¡iile când concentra¡iile se situeazå sub limita de detec¡ie se folosesc douå încårcåri: una în care se considerå concentra¡ia zero ¿i alta la care concentra¡ia este echivalentå cu limita de detec¡ie, pe aceastå cale estimându-se ecartul corespunzåtor valorilor maxime ¿i minime de încårcare.

3.3.4.3. Calculul debitelor masice asociate. Trei elemente trebuie considerate în acest sens: (a) formulele adoptate la calcul; (b) metodele de måsurare a nivelului ¿i vitezei apei ¿i (c) acurate¡ea evaluårilor.

♦ Formule utilizate la calculul încårcårii. În general se apeleazå la urmåtoarele rela¡ii:

151

ecua¡ia simplå:

QncKL

n

i

i⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= ∑

=1; (3.32)

metoda directå:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= ∑

=

n

i

iinQcKL

1; (3.33)

concentra¡ii ponderate :

QQ

QcKL n

ii

n

iii⋅

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

=

∑

∑

=

=

1

1 ; (3.34)

(4) interpolare linearå:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= ∑

=

365

1ii

Lii QcKL ; (3.35)

(5) debitul mediu pe interval:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= ∑

=

n

i

MOIii QcKL

1; (3.36)

(6) curba de corela¡ie ¿i (7) curba de corela¡ie cu factor de corec¡ie:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= ∑

=

365

1ii

RCi QcKL ; (3.37)

unde: n este numårul de probe (6, 12, 24, 52, 100 sau 200); L - estimata încårcårii anuale în baza unui procedeu

numeric specific; K - factorul de conversie pentru luarea în considerare

a frecven¡ei de prelevare ¿i unitå¡ilor utilizate în exprimarea concentra¡iei ¿i debitului;

152

ic - concentra¡ia medie într-o probå combinatå pe 24 ore;

iQ - debitul mediu pe 24 ore la data prelevårii;

Q - debitul mediu anual calculat din måsuråtori zilnice; Liic - pentru o zi de prelevare sau o valoare interpolatå linear ic

între valorile prelevate la acele zile când nu s-au efectuat måsuråtori de concentra¡ie;

RCic - estimatå de concentra¡ie, rezultatå din curba de corela¡ie

anualå = f ( ), care poate fi de forma: ic iQ

c = (metoda 6) sau abQe

c = (metoda 7). abQe seMOIiQ - debitul mediu de apå pentru un interval de timp în jurul zilei

la care s-a måsurat concentra¡ia i. Dacå aceastå zi are numårul A, iar ziua anterioarå P, iar cea ulterioarå N atunci intervalul de timp este A - 1/2 (A - P) la A + 1/2 (N - A).

Metode de determinare a debitului. Cele mai folosite metode au la bazå curba de corela¡ie dintre debit ¿i nivel, curbe care sunt refåcute periodic, ca rezultat al modificårilor pe care le comportå în timp albiile râurilor, din punct de vedere al condi¡iilor hidrologice. Måsuråtorile de nivel (automate sau manuale) se efectueazå de mai multe ori pe zi în baza cårora se calculeazå debitele maxime zilnice. Måsuråtorile pot fi de regulå 2-3/zi, dar pot depå¿i 12 valori, func¡ie de frecven¡ele de varia¡ie specifice fiecårei sec¡iuni. În ceea ce prive¿te viteza apei, acestea se måsoarå periodic, la aceea¿i sec¡iune pe verticalå ¿i profile, pentru o perioadå de timp de cel pu¡in 60 secunde la fiecare punct. ¥n prezent, existå ¿i aparaturå capabilå a måsura simultan nivelul ¿i vitezele curen¡ilor de apå, cu înregistrarea ¿i transmiterea automatå a datelor.

Elemente privind acurate¡ea determinårilor de debit. Determinarea debitului tranzitat are la bazå aproximarea produsului dintre suprafa¡a sec¡iunii transversale, la o sec¡iune de monitoring cu viteza curentului de apå, la un anumit moment de timp ¿i un coeficient dependent de modificarea geometriei sec¡iunii din aval fa¡å de cea din amonte. Debitul de apå într-o sec¡iune poate fi considerat ca o însumare a subdebitelor aferente fiecårui segment, pe un tronson de apå, valorile aferente adâncimii ¿i vitezei apei fiind esen¡iale pentru calculul debitului tranzitat. De regulå, viteza apei se måsoarå în mai multe puncte pe verticalå, la fiecare segment de tronson, acurate¡ea determinårilor depinzând de instrumenta¡ia folositå ¿i pulsa¡ia de debite turbulente pe parcursul înregistrårilor.

153

În consecin¡å, incertitudinea globalå la determinårile de debite este o rezultantå a unor incertitudini particulare:

( )cpedbmQQ XXXXXXXX ,,,,,= , (3.38)

unde:

QX este incertitudinea debitului calculat;

mX - incertitudinea datoratå unui numår limitat m de verticale;

bX - incertitudinea în måsurarea adâncimii;

eX - incertitudinea rezultatå din perioada de måsurå a vitezei apei,

a råspunsului instrumentului utilizat, fa¡å de pulsa¡iile de debit;

pX - incertitudinea induså prin numårul de puncte de måsurare

a vitezei pe o verticalå;

cX - incertitudinea creatå de iner¡ia de råspuns a instrumenta¡iei

folosite.

Incertitudinile aleatorii datorate tuturor cauzelor enumerate mai sus pot fi integrate prin:

( )cpedbmQQ XXXXXXXX ′′′′′′= ′′ ,,,,, . (3.39)

Cu toate condi¡iile de siguran¡å luate, este posibil så intevinå ¿i erori sistematice în måsuråtorile de adâncime/ lå¡ime/ vitezå, astfel încât trebuie considerate ¿i incertitudinile sistematice posibile:

( )cdbQQ XXXXX ′′′′′′= ′′′′ ,, . (3.40)

Incertitudinea globalå a determinårilor de debit poate fi estimatå prin formula:

( ) 2/122QQQQ QXXX ′′+′±= . (3.41)

O formulå similarå este adoptatå pentru incertitudini sistematice:

( ) 2/1222cdbQ XXXX ′′+′′+′′±=′′ . (3.42)

Incertitudinea aleatoare la determinårile de debit se estimeazå prin luarea în considerare, în principal, a lårgimii segmentului de apå considerat:

154

( )[ ] 2/122222 /1 pedbmQ XXXXmXX ′+′+′+′+′±=′ . (3.43)

Toate aceste incertitudini definesc domeniul în care se regåse¿te valoarea medie, la un anumit nivel de confiden¡å. Considerând cå valorile au o distribu¡ie normalå, atunci circa 95% dintre acestea sunt localizate în jurul valorii medii, marginile intervalului fiind definite de devia¡ia standard. La serii de timp uzuale, 95% nivel de confiden¡å corespunde la 19 valori din 20:

- incertitudinea aleatoare în måsuråtorile de lå¡ime la un nivel de confiden¡å de 95% este de 0,1 - 0,5%, în timp ce pentru adâncime se situeazå în intervalul 1 - 3%;

- incertitudinea aleatoare la måsuråtorile de vitezå (datorate instrumenta¡iei) este de 1 - 5% la valori mai mari de 0,1 m/s, iar cea sistematicå de aproximativ 1%; incertitudinea aleatoare la måsuråtorile de vitezå este dependentå de timpul de måsurå, la valori ale vitezei apei mai mari de 0,2 m/s ea înscriindu-se în urmåtoarele ecarturi:

timp de måsurå

(minute)

incertitudine estimatå

(%)

0,5

1

2

7-17

6-14

5-10

- incertitudinea la måsuråtorile de vitezå, creatå prin numårul de puncte pe

verticalå este de 1-5% (peste cinci puncte pe verticalå); incertitudinea aleatoare introduså prin numårul de verticale poate fi de 2-15% (peste cinci verticale în sec¡iunea transversalå).

¥n baza celor prezentate mai sus, magnitudinea incertitudinii la determinårile de debit poate fi exemplificatå astfel:

- la 15 verticale ¿i cinci puncte pe verticalå, cu o vitezå a curentului apei de 1 m/s, incertitudinea la determinarea debitului poate fi de cel pu¡in + 6,3 - 6,5%; func¡ie de timpul afectat måsuråtorilor de vitezå a curentului de apå incertitudinea ajunge la + 9,3 - 9,5% pentru 10 verticale; la 20 de verticale cu cinci puncte pe verticalå ¿i o vitezå a apei de peste 1 m/s, incertitudinea poate fi de + 5,3 - 5,5%, iar la 30 de verticale de + 3,4 - 3,6%.

- numårul de verticale adoptat la måsuråtorile de vitezå a apei în sec¡iunea transversalå este determinat pentru acurate¡ea determinårilor de debit.

155

- pentru curba de corela¡ie debit/ nivel de apå, devia¡ia standard se situeazå în domeniul 3 - 10%, cu urmåtoarele men¡iuni:

- diferen¡ele dintre debitele instantanee zilnice ¿i valoarea medie zilnicå pot depå¿i 10%, func¡ie de regimul hidrologic în amonte de sec¡iunea consideratå;

- diferen¡ele uzuale dintre debitele zilnice instantanee ¿i cele medii zilnice sunt cuprinse în intervalul (±) 2 - 7%.

♦ Considera¡ii privind gradul de reprezentativitate al unor metode de calcul al debitelor masice asociate. Fluxul anual de poluan¡i tranzitat într-o anumitå sec¡iune este dependent de varia¡ia concentra¡iei (C) ¿i a debitului de apå:

flux (încårcare) anualå = ( ) ( )∫an

dttQtC . (3.44)

Întrucât frecven¡a de måsurå a parametrului C este inferioarå celei aferente parametrului Q (în spe¡å datoritå costurilor specifice), se poate apela la urmåtoarele alternative de calcul.

Metoda bazatå pe considerarea încårcårilor în zilele de prelevare.

Încårcarea anualå (tone) se calculeazå folosindu-se valoarea medie a încårcårilor zilnice (måsurate) ¿i numårul de zile pe fiecare an:

¥ncårcare anualå (T) = zile (an) - ∑=

n

iiC

n 1

1(mg / l) ⋅ (iQ 3m / s) ⋅ 0,0864. (3.45)

Aceastå alternativå a fost adoptatå la nivelul programului Rinului, cu condi¡ia de a se dispune de cel pu¡in cinci valori ¿i cå peste 50% dintre concentra¡iile måsurate så fie mai mari decât limita de detec¡ie.

Metoda bazatå pe adoptarea concentra¡iei medii propor¡ionale cu debitul ¿i valoarea medie a debitului de apå.

¥ncårcare anualå (T) = zile (an) C⋅ (mg / l) ⋅ (anQ 3m / s) ⋅ 0,0864. (3.46)

∑

∑

=

==12

1

12

1

ii

iii

Q

QCC . (3.47)

156

( )

( )∑=

=anzile

1an anzile

1

iiQQ . (3.48)

Aceastå metodå a fost adoptatå prin Declara¡ia de la Bucure¿ti, Conven¡iile de la Oslo ¿i Paris ¿i utilizatå pentru evaluarea încårcårilor la sta¡iile de pe râul Elba.

Utilizarea în calcul a concentra¡iilor ¿i debitelor medii din zilele de prelevare.

¥ncårcarea anualå (T) = zile (an) ⋅ [ ] [ ]⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∑∑==

n

i

n

ii Q

nC

n 11

110864,0 s/ml/mg 3 . (3.49)

Metoda bazatå pe considerarea concentra¡iei medii ¿i a debitului mediu annual.

¥ncårcarea anualå (T) = zile (an)⋅ [ ] [ ]/sml/mg 3anQC

n

n

ii ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∑=1

10864,0 ; (3.50)

( )

( )i

iQQ ∑

==

anzile

1an anzile

1. (3.51)

Metoda bazatå pe utilizarea concentra¡iilor måsurate ¿i media debitului în jurul fiecårei zile de prelevare.

¥ncårcarea anualå (T) = zile (an)⋅ [ ] [ ]/sml/mg 3imed,QC

n

n

ii ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∑=1

10864,0 (3.52)

∑

+

−

+

++−+ +

−+

=2

12

11,

1

122

1ii

ii

dd

ddd

iiiiimed Q

ddddQ . (3.53)

unde , ¿i reprezintå zilele succesive de recoltare. 1−id id 1+id

Metoda bazatå pe adoptarea în calculul a concentra¡iilor ¿i debitelor medii lunare.

¥ncårcarea anualå (T) = ( )anluni

12 ( )[ ] [ ] zile/smmg/l 3

anluni0864,0

1⋅∑

=n

nn QC . (3.54)

157

nQ =( )lunizile1 ( )

∑=

lunizile

1ddQ ; (3.55)

nC = ( )lunazile

1

evarprele

( )∑=

lunazileprelevare

1kkC . (3.56)

Metoda bazatå pe interpolarea dintre valorile de încårcåri.

Se determinå secven¡a valorii încårcårii din produsul concentra¡ie ⋅ debit în zilele de prelevare. Valorile ( )tLd pe un an de zile sunt calculate pornind de la

premiza existen¡ei unei varia¡ii lineare între douå valori determinate succesiv.

¥ncårcarea anualå (T) =( )∑=

anzile

1ddL [t /d], (3.57)

cu valori interpolate pe intervale succesive de prelevare la zilele : id

111

1+

++

+−

−+

−−

= iii

ii

ii

id L

dddd

Ldddd

L , dacå 1+≤≤ ii ddd , (3.58)

utilizându-se încårcårile zilnice:

[ ] ii C,d/tL ⋅= 08640 [mg/l] iQ⋅ [ 3m /s]. (3.59)

Metoda bazatå pe interpolarea dintre valorile de concentra¡ie.

Valorile de concentra¡ie ( )tCd pe un an sunt calculate folosind secven¡a de

måsurå a concentra¡iilor, considerându-se o interpolare succesivå între valori succesive.

¥ncårcarea anualå (T) = 0,0864( )∑=

anzile

1ddC [mg/l] dQ⋅ [ 3m /s], (3.60)

cu valori interpolate între intervale succesive fa¡å de zilele de prelevare: id

111

1+

++

+−

−+

−−

= iii

ii

ii

id C

dddd

Cdddd

C , dacå 1+≤≤ ii ddd , (3.61)

158

Metoda bazatå pe utilizarea debitului mediu lunar ¿i a concentra¡iei medii lunare ponderate cu debitul.

¥ncårcarea anualå (T) = [mg/l] [∑=

12

1nnC nQ 3m /s]⋅0,0864⋅zile(n). (3.62)

( )

( )∑=

=lunazile

1lunazile1

ddn QQ . (3.63)

Media produselor în lunile cu zile de prelevare poate fi folositå în

cazul unei luni fårå måsuråtori:

⋅nC nQ

∑

∑=

ieni

ienii

n Q

QCC . (3.64)

Metoda bazatå pe cele mai bune estimate disponibile de concentra¡ie ¿i

debit.

Încårcarea anualå (T) = zile(an)⋅ C [mg-l] ⋅ Q [ 3m /s] ⋅ 0,0864.

Aceastå variantå este folositå de conven¡iile de la Oslo ¿i Paris pentru râuri cu fluxuri de poluan¡i minore, putând fi totodatå adoptatå pentru situa¡iile la care setul de date este foarte redus.

♦ Analiza comparativå a metodelor de calcul al încårcårilor. Metodele A, C ¿i G apeleazå la debitele din zilele de prelevare, rezultatele ob¡inute pe aceastå cale depinzând de relevan¡a acestor debite ¿i încårcårile asociate, la nivel de an. Metodele B ¿i D folosesc în plus debitul mediu zilnic anual reprezentativitatea rezultatelor fiind dependentå de raportul dintre acesta ¿i debitul mediu din zilele de recoltare a probelor de analizat. Metodele E, F ¿i I utilizeazå valorile medii ale debitelor zilnice pe o perioadå de timp, rezultatele depinzând de relevan¡a concentra¡iilor pentru intervalul considerat. Metoda H considerå toate debitele zilnice ¿i interpolarea dintre concentra¡ii succesive. Debitele din zilele de prelevare a probelor conduc la medii anuale ale încårcårii foarte bune, cu excep¡ia valorilor extreme. În schimb, apelarea la metodele B ¿i D reduce diferen¡ele cauzate de valorile debitelor de apå aferente

159

unui set de zile cu prelevare de probe, excep¡ie fåcând situa¡ia când existå o diferen¡å între concentra¡ia medie pe intervalul de recoltare ¿i concentra¡ia medie anualå. Relevan¡a metodelor D, A, B, H ¿i E a fost studiatå din punct de vedere al preciziei (dispersia estimatelor de încårcåri anuale la un nivel de 95% confiden¡å) ¿i acurate¡ei (diferen¡a dintre estimata medie ¿i încårcarea anualå de referin¡å). Pentru Rin, de exemplu, metodele A ¿i B aratå cea mai bunå acurate¡e, dar cu o precizie mai scåzutå la unii determinan¡i atunci când frecven¡ele de prelevare sunt relativ scåzute (6, 12 sau 24/an). În schimb, varianta D a condus la supra sau subestimåri considerabile ale încårcårilor. În alte teste, calculul încårcårii s-a bazat pe måsuråtori zilnice de suspensii solide (Rin), metoda A conducând la erori între -40%… +50% la prelevåri lunare ¿i - 20%... +30% la douå recoltåri pe såptåmânå. La prelevåri lunare, pe Rin, erorile calculate pe un ¿ir de 20 de ani ajung pânå la 40% la perioade secetoase ¿i 200% la perioade umede, ele descrescând la maxim 20% dacå prelevarea se face såptåmânal. De men¡ionat faptul cå în cazul clorurilor (Rin), dacå se recolteazå probe de apå în aceea¿i zi din såptåmânå, se ob¡in erori sistematice în valorile calculate la încårcåri, datoritå varia¡iei ciclice a evacuårilor de la unele surse de poluare. ºinându-se cont de toate aceste observa¡ii, pentru frecven¡e de prelevare uzuale (12 - 24/an), din combinarea variantelor A ¿i B se preferå urmåtoarea alternativå de calcul a încårcårii anuale:

se calculeazå concentra¡iile medii lunare ¿i debitele aferente zilelor de prelevare pentru fiecare lunå:

nC [mg/l] =

[ ] [ ][ ]∑

∑

ieni

ienii

Q

QC

/sm

/smmg/l

3

3

; (3.65)

se calculeazå încårcårile lunare, folosindu-se debitele medii lunare conform

formulei:

¥ncårcarea lunarå [tone] = [mg/l] [nC nQ 3m /s]⋅zile (n)⋅0,0864,

media produselor ⋅ din lunile cu zile de prelevare poate fi utilizatå la

lunile fårå valori måsurate; dacå debitul este disponibil numai la zilele de prelevare, va fi calculat din aceste valori.

nC nQ

nQ

se calculeazå încårcarea anualå din suma celor lunare:

160

¥ncårcarea anualå [tone] = [tone]. ∑=

12

1nlunaråîncårcare

3.3.4.4. Coroborarea datelor de calitate cu cele de cantitate. În toate considerentele men¡ionate anterior au fost incluse în calcul în special situa¡iile uzuale, la care corela¡iile dintre concentra¡ii ¿i debite urmeazå o func¡ie bine definitå. Pentru ape mari, în spe¡å la precipita¡ii abundente, ponderea surselor difuze, în special din punct de vedere al azotului ¿i fosforului, poate depå¿i 50%, ca rezultat direct al antrenårii de pe sol. Acela¿i lucru este valabil pentru suspensii ¿i poluan¡ii asocia¡i acestora.

♦ Determinan¡i ¿i medii specifice de regåsire. În cadrul programului Rinului micropoluan¡ii de naturå organicå sunt analiza¡i în apå, respectiv suspensii dupå cum urmeazå:

a) substan¡ele organice ce se regåsesc în principal sub formå dizolvatå (analiza la filtrat):

1. Atrazin 18. Tricloretenå 2. Etilazinfos 19. Tetracloretenå 3. Metilazinfos 20. Cloroform 4. Betazon 21. Tetraclorurå de carbon 5. Diclorvos 22. 2-Cloranilinå 6. Endosulfan 23. 3-Cloranilinå 7. Fention 24. 4-Cloranilinå 8. Fenitrotion 25. 3,4-Cloranilinå 9. HCH 26. 1-clor-2 nitrobenzen 10. Malation 27. 1-clor-3 nitrobenzen 11. Etilparation 28. 1-clor-4 nitrobenzen 12. Metilparation 29. Triclorbenzen 13. Simazin 30. 2-clortoluen 14. Trifluralin 31. 4-clortoluen 15. Benzen 32. Hexaclorbutadienå 16. 1,2 Dicloretan 33. Pentaclorfenol 17. 1,1,1-tricloretan 34. Fosfor total (în spe¡å SRP)

35. Amoniu, azota¡i, azoti¡i

b) grupa a II-a de substan¡e organice par¡ial dizolvate ¿i par¡ial adsorbite (analiza în suspensii):

36. Aldrin 40. DDT, DDD, DDE (izomeri) 37. Dieldrin 41. Hexaclorbenzen 38. Endrin 42. Compu¿i de dibutil-zinc 39. Isodrin

161

c) grupa a III-a de substan¡e organice ce se regåsesc în principal sub formå adsorbitå (analize la suspensii):

43. AOX 48. PCB 153 44. PCB 28 49. PCB 180 45. PCB 52 50. Compu¿i de tributilzinc 46. PCB 101 51. Compu¿i de trifenilzinc 47. PCB 138 52. Tetrabutil zinc

♦ Func¡iile de corela¡ie concentra¡ie / debit. Rezolvarea unor probleme im-

portante în domeniul protec¡iei calitå¡ii apelor implicå determinarea unor valori caracteristice ale indicatorilor de calitate, cum ar fi, de exemplu, concentra¡iile, în cazul producerii unor situa¡ii critice, corespunzåtoare apari¡iei perioadelor de debite reduse. Totodatå, pentru a se putea aprecia evolu¡ia în timp a calitå¡ii apei, valorile momentane (måsurate) ale indicatorilor de calitate trebuie raportate la un debit etalon care poate fi: debitul de dilu¡ie (debitul mediu lunar minim anual cu asigurare 95%), debitul mediu multianual sau alt debit, adicå trebuie transformate în concentra¡ii echivalente. Este necesar deci, så se gåseascå o exprimare matematicå a varia¡iei indicatorilor de calitate în func¡ie de debitul cursului de apå în sec¡iunea respectivå. În general, dacå existå o corela¡ie între variabile, punctele experimentale respective pot fi ajustate cu o curbå de tip parabolic exprimatå de rela¡ia:

p

p xaxaxaay ++++= ...2210 , (3.66)

unde gradul parabolei, p, se alege pe baza studierii alurii sugerate de împrå¿tierea datelor experimentale, iar , sunt constantele ecua¡iei

care se determinå prin prelucrarea datelor experimentale, aplicând metoda celor mai mici påtrate.

pa,...,a,a,a 210

În cazul corela¡iei între debit ¿i indicatorii de calitate, s-a constatat cå, cel mai frecvent, exprimarea matematicå a curbei de ajustare poate fi reduså, prin transformåri ¿i substituiri la ecua¡ia unei drepte:

y = a + bx. (3.67)

Astfel, au fost decelate trei tipuri de curbe, care convin cel mai bine corela¡iei c = f (Q), c fiind concentra¡ia indicatorului de calitate, iar Q debitul asociat:

1) z = a/x + b; (3.68)

162

2) z = ; (3.69) btc ⋅

3) z = . (3.70) bxec ⋅

Se remarcå, în mod evident, cå oricare din aceste ecua¡ii poate fi transformatå în ecua¡ia unei drepte y = a + bx, prin urmåtoarele opera¡ii:

• în ecua¡ia (1) se înmul¡esc ambii termeni cu x ¿i se noteazå y = zx;

• în ecua¡ia (2) se extrag logaritmii zecimali din ambii termeni ¿i se fac nota¡iile y = log z; a = log c; x = log t.

• în ecua¡ia (3) se extrag logaritmii naturali din ambii termeni ¿i se fac nota¡iile y = lnz ¿i a = lnc.

Determinarea valorilor coeficien¡ilor a ¿i b se face, conform metodei celor mai mici påtrate, prin rezolvarea unui sistem de douå ecua¡ii cu douå necunoscute (de gradul I):

( ) ( )

( ) ( ) ( )⎪⎩

⎪⎨⎧

=−−

=−−

∑ ∑ ∑∑ ∑

0

02xbxaxy

xbany , (3.71)

care conduc la urmåtoarele solu¡ii:

( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ){ }∑ ∑

∑ ∑ ∑ ∑−

−=

22

2

xxn

xyxxya ; (3.72)

( ) ( ) ( )( ) ( ){ }∑ ∑

∑ ∑ ∑−

−= 22 xxn

xyyxnb , (3.73)

unde:

y este valoarea experimentalå a variabilei dependente; x - valoarea experimentalå a variabilei independente ; n - numårul de puncte experimentale, adicå de perechi de valori (y, x).

Criteriul de selec¡ie a uneia din cele trei tipuri de curbe de ajustare (corela¡ie) poate fi måsura calitå¡ii ajustårii indicatå de coeficientul de corela¡ie între valorile experimentale ¿i cele determinate teoretic cu ecua¡ia curbei de ajustare (valori prezise), notat cu R:

22 1

yn

uR

∆−= , (3.74)

163

unde este dispersia variabilei dependente y, iar u este suma påtratelor

abaterilor ; u se calculeazå cu rela¡ia:

2y∆

( ) ( ) ( )∑ ∑ ∑−−= yxbyayu 2 . (3.75)

În cazul indicatorilor de calitate a cåror varia¡ie este crescåtoare cu debitul (poluan¡i difuzi), singurul tip de ecua¡ie care se poate aplica este:

bxay ⋅= . (3.76)

Deoarece în vecinåtatea originii nu existå valori determinate, apare posi-

bilitatea ca prin operarea celorlalte douå tipuri de ecua¡ii reductibile la forma liniarå så se ob¡inå valori negative ale concentra¡iei în domeniul debitelor foarte mici, incluzându-se uneori ¿i debitul de dilu¡ie (ceea ce este un nonsens). Curba de ajustare teoreticå aproximeazå, cu un grad mai mic sau mai mare de precizie, alura de råspândire a punctelor experimentale. Pentru a reduce cât mai mult eroarea de estimare a valorilor prezise, trebuie så se impunå o condi¡ie prin care så se elimine acele valori experimentale care se abat semnificativ de la alura generalå a curbei. În acest sens, se practicå douå solu¡ii:

− aplicarea criteriului lui Chauvenet asupra diferen¡elor dintre valorile teoretice ¿i cele experimentale, luate în valoare absolutå;

− analiza diferen¡elor, în valoare absolutå, dintre valorile teoretice ¿i cele experimentale, raportate la valorile teoretice corespunzåtoare.

În cazul celei de a doua solu¡ii, dacå c′ = f (Q), unde c′ este concentra¡ia constituentului (teoreticå), iar Q este debitul apei, se calculeazå rapoartele:

c

cc

cc

′′−

=′′∆

, (3.77)

c fiind valoarea experimentalå.

Notând cu M ¿i ∆ media ¿i respectiv abaterea standard a rapoartelor ∆ c′/ c′, se pune condi¡ia ca valorile experimentale care nu respectå inegalitatea:

∆+≤′′∆ aMc/c , unde 1< a < 3, (3.78)

så fie eliminate ¿i determinarea elementelor curbei de ajustare så fie refåcutå în conformitate cu ¿irul de valori råmas; opera¡ia se executå pas cu pas, pentru fiecare din valorile extreme.

164

Rezultå, deci, cå fa¡å de valorile teoretice, existå probabilitatea ca valorile reale så varieze cu o anumitå cantitate. Pentru estimarea concentra¡iei echivalente, se admite cå aceastå varia¡ie så fie în concordan¡å cu media abaterilor relative ∆ c′/ c′ ¿i anume + Mc′, ceea ce, matematic, se exprimå astfel:

c′ - M c′ < c < c′ + M c′ (3.79)

sau :

c′ (1 - M) < c < c′ (1 + M). (3.80)

Pentru estimarea valorilor caracteristice ale concentra¡iilor indicatorilor de calitate în apa unui râu, respectiv a concentra¡iei echivalente la debitul etalon, prin utilizarea unui model statistic de corela¡ie, se recomandå urmåtoarea schemå de calcul:

1. se efectueazå înscrierea perechilor de valori experimentale (c, Q) într-un grafic, pentru fiecare indicator de calitate considerat având debitul Q pe absciså ¿i concentra¡ia c pe ordonatå,;

2. se analizeazå împrå¿tierea datelor experimentale ¿i, fa¡å de alura sugeratå, se alege tipul de curbå de ajustare corespunzåtor;

3. − se face transformarea variabilelor, pentru reducerea la forma liniarå

exprimatå cu ecua¡ia y = a + bx, în func¡ie de tipul de curbå de ajustare ales;

− în cazul ecua¡iei de forma c = b + a/Q se multiplicå concentra¡iile c cu

debitul asociat Q ( 3m /s) ¿i astfel se ob¡ine debitul masic C (g/s); C =c Q; ecua¡ia care exprimå corela¡ia devine:

C = a + bQ; (3.81)

− în cazul ecua¡iei de forma C = , se calculeazå logaritmii zecimali

logC ¿i logQ; ecua¡ia devine:

baQ

logC = loga + b logQ; (3.82)

− în cazul ecua¡iei de forma C = se calculeazå logaritmii naturali, lnC reprezentând:

bQae

In C = In a + bQ; (3.83)

165

4. se realizeazå ajustarea punctelor experimentale transformate cu o dreaptå care va fi exprimatå prin una din cele 3 ecua¡ii de mai sus, utilizând formulele de calcul ale coeficien¡ilor;

5. se determinå valorile teoretice C′ , se fac rapoartele C/C ′′∆ , unde

CCC ′−=′∆ ¿i se calculeazå M ¿i C, pentru stabilirea limitei de varia¡ie

admiså: M + a, a fiind un parametru care poate lua valori discrete de la 1 la 3; dacå existå rapoarte ale cåror valoarI depå¿esc limita admiså, se eliminå punctele corespunzåtoare acestor rapoarte ¿i se revine la etapa 4; când punctele îndeplinesc condi¡ia impuså se trece la pasul urmåtor - 6;

6. se alege curba care ajusteazå cel mai bine punctele experimentale (în ipoteza cå au fost studiate mai multe tipuri de astfel de curbe), prin testarea cu ajutorul coeficientului de corela¡ie între valorile experimentale ¿i cele prezise (calculate) R; cu cât valoarea lui R este mai mare, tinzând cåtre 1, cu atât ajustarea este mai bunå;

7. se efectueazå transformarea ecua¡iei dreptei, determinatå la pasul 4 ¿i eventual selectatå la pasul 6, într-unul din cele trei tipuri de ecua¡ii hiperbolice de bazå corespunzåtoare:

− în cazul ecua¡iei de forma C = a + b⋅Q se împart ambii membri cu Q; valorile coeficien¡ilor a ¿i b råmân neschimbate;

− în cazul ecua¡iei de forma logC = loga + blogQ, se antilogaritmeazå am-bii termeni; dacå din calculele efectuate au rezultat pentru loga valoarea A, atunci a = antilogA; valoarea coeficientului b råmâne neschimbatå;

− în cazul ecua¡iei de forma lnC = lna + b⋅ Q, se calculeazå antilogaritmii naturali ai ambilor termeni; presupunând cå valoarea calculatå a coeficientului lna este A′ , rezultå a = anti ln A′ ; valoarea coeficientului b råmâne neschimbatå.

8. se determinå concentra¡ia echivalentå unui anumit debit etalon (aceastå opera¡ie poate fi realizatå ¿i pe cale graficå din diagrama curbei respective); totodatå, se calculeazå limitele de varia¡ie probabilå admiså: ( )mCC +′=′ 1max

¿i ( )mCC −′=′ 1min .

♦ Elemente specifice nutrien¡ilor. Spre deosebire de al¡i indicatori, la nutrien¡i intervin o serie de elemente specifice, cauzate în principal de:

− ponderea poluårii difuze, care poate depå¿i 50% la ape mari, când prin precipita¡ii sunt antrenate de la suprafa¡a solului såruri pe baza de azot ¿i fosfor;

166

− procesele de asimilare a azotului ¿i fosforului (în spe¡å, la lacuri prin fotosintezå);

− procesele de denitrificare;

− procesele de precipitare a ortofosfa¡ilor, la pH alcalin.

O ecua¡ie aproximativå care descrie aceste elemente este datå de rela¡ia:

( ) difpini CQCCCC ⋅⋅β+α+++= 0 , (3.84)

unde:

iC este concentra¡ia în cursul de apå major (N, P);

0C - concentra¡ia de fond;

inC - concentra¡ia de intrare pe tronsonul analizat;

pC - concentra¡ia datoratå unei evacuåri punctiforme

în zona tronsonului; α - coeficientul de cre¿tere datorat contribu¡iei difuze ; difC

β - coeficientul de diminuare a concentra¡iei, ca rezultat al

asimilårii elementului (N, P) în mediul acvatic

sau precipitårii acestuia ( ). −34PO

De exemplu, la nivelul unui fluviu cum este Dunårea, concentra¡ia se

calculeazå din ecua¡ia: iC

( ) ( ) D

aeD

eaeeDini Q

QQQQCQCQCC

C β−α+++

+++= 0 , (3.85)

unde:

DQ este debitul Dunårii;

eC - concentra¡ia dintr-un efluent evacuat în Dunåre;

eQ - debitul efluentului;

aC - concentra¡ia indicatorului urmårit într-un afluent ce se varså

în Dunåre pe tronsonul studiat;

aQ - debitul afluentului;

α - coeficientul de cre¿tere a concentra¡iei indicatorului, ca rezultat al poluårii difuze;

β - coeficientul de descre¿tere (dilu¡ie, asimilare, precipitare etc.).

Întrucât:

167

Dac QQQ <<+ ;

( ) ( ) D

D

aaeeDini Q

QQCQCQCC

C ⋅β−α+⋅

+++=

1,10 ; (3.86)

( ) DD

aa

D

eeini Q

QQC

QQCCC

C ⋅β−α+⋅

+⋅

++

=1,11,11,1

0 . (3.87)

Deoarece:

De QQ << ,

iar : < 0,1 , aQ DQ

( ) DaD

aini QC

QQ

CCC ⋅β−α+++≅1,10 . (3.88)

În consecin¡å, corela¡ia dintre ¿i este determinatå în principal de

factorul iC iQ

( ) DQβ−α . Dacå β>α , va cre¿te cu debitul (cazul azotului), în

timp ce dacå iC

β<α , va descre¿te cu debitul (situa¡ia fosforului). iC

¥n acest sens, se disting urmåtoarele tipuri de func¡ii:

1. = f ( ); (3.89) iC iQ

2. = = f ( ); (3.90) iL iC iQ iQ

3. = f ( ). (3.91) iC iL

168

4

ELEMENTE DE MONITORING SPECIALIZAT

În activitatea de protec¡ie a calitå¡ii apelor, un element determinant îl constituie cunoa¿terea calitå¡ii acesteia la un moment dat pentru o arie de interes ¿i tendin¡ele de evolu¡ie spa¡io-temporalå în strânså legåturå cu influen¡a antropicå. Trei activitå¡i principale concurå la realizarea acestui obiectiv:

1. activitatea de urmårire, pe o duratå de timp finitå, corelatå cu programe intensive de måsuråtori, în vederea evaluårii calitå¡ii apei pentru un scop specific (de exemplu, pisciculturå intensivå);

2. activitatea de supraveghere continuå, prin måsuråtori specifice, observåri ¿i raportare pentru managementul calitå¡ii apelor, elemente cu caracter opera¡ional (de regulå, la efluen¡i sau tronsoane de râuri amonte de folosin¡e care necesitå apå de o anumitå calitate);

3. activitatea de monitoring de lungå duratå, bazatå pe måsuråtori standardizate, observa¡ii, evaluåri ¿i raportåri pentru definirea calitå¡ii resurselor de apå ¿i a tendin¡elor de modificare spa¡io-temporalå.

Func¡ie de cele trei tipuri de activitå¡i, se diferen¡iazå: monitoringul emisiilor, monitoringul la imisii, re¡ele de fond, re¡ele de impact, sta¡ii de monitorizare a transferului de debit masic (la nivel local ¿i/sau transfrontierå) sta¡ii de bilan¡ masic etc. De subliniat faptul cå, în prezent, pe plan mondial, monitoringul calitå¡ii apelor are în vedere toate cele trei tipuri de activitå¡i enumerate mai sus. Este evident faptul cå monitoringul de mediu, în general ¿i cel al apelor, în particular, trebuie så aibå scopuri ¿i func¡iuni specifice în procesul de evaluare a riscului ¿i controlul poluårii. Punctate succint, aceste func¡iuni sunt urmåtoarele:

− func¡iunea de avertizare sau alarmare atunci când sunt detectate modificåri bru¿te ¿i periculoase în calitatea apelor;

− func¡iunea de control pentru verificarea eficien¡ei strategiilor de protec¡ie a calitå¡ii apelor;

− func¡iunea de evaluare ¿i prognozå a tendin¡elor de evolu¡ie a calitå¡ii apelor (atât la concentra¡ie, cât ¿i la încårcårea în poluan¡i);

− func¡iunea de instrument în sprijinul recunoa¿terii ¿i clarificårii proceselor ce intervin în investiga¡iile opera¡ionale, respectiv expertize.

169

Activitatea de monitoring intervine pe tot ciclul de etape aferente gospodåririi sub aspect calitativ a apelor, respectiv:

− la momentul formulårii problemei: monitoringul chimic ¿i cel biologic al resurselor de apå pot indica devia¡iile de la situa¡iile normale, eviden¡iind probleme de protec¡ie (func¡iunile de evaluare tendin¡e ¿i alarmare);

− în timpul fazei de analizå, pentru caracterizarea expunerii (func¡iunea instrumentalå);

− în etapa de management al riscului, pentru verificarea rezultatelor strategice ¿i al încådrårii în obiective (func¡iunea de control).

Prezentate succint, obiectivele monitoringului specializat se referå la:

− identificarea situa¡iei actuale (concentra¡ii) ¿i a tendin¡elor de evolu¡ie a calitå¡ii apei;

− identificarea debitelor masice din apele de suprafa¡å ¿i uzate; − testarea încadrårii în standarde sau clase de calitate la apele de suprafa¡å ¿i uzate; − detectarea ¿i alarmarea poluårilor accidentale.

În cele ce urmeazå sunt eviden¡iate elemente de bazå ale monitoringului chimic, biologic ¿i ecotoxicologic, în final fiind trecute în revistå ¿i strategiile aplicate în prezent la nivel interna¡ional.

4.1. MONITORING CHIMIC

Un inventar recent privind substan¡ele chimice existente la nivel european a eviden¡iat aproape 100000 compu¿i chimici (1995), fårå a se putea aprecia câ¡i din ace¿tia sunt evacua¡i, direct sau indirect în ape, la care, de regulå, se efectueazå analize la circa 30-40 compu¿i. Discrepan¡a mare dintre cifra men¡ionatå mai sus ¿i monitoringul actual al calitå¡ii apelor decurge din urmåtoarele cauze:

− necunoa¿terea, pentru un grup larg de produse chimice, proprietå¡ilor toxice pe care le comportå asupra sånåta¡ii umane ¿i ecosistemelor acvatice;

− inexisten¡a unor criterii de calitate pentru to¡i poluan¡ii chimici, singuri ¿i/sau în amestec, respectiv a concentra¡iilor maxim admisibile la nivel de emisii ¿i imisii;

− limitåri ale performan¡elor tehnicilor analitice;

− costuri ridicate ale managementului chimic.

Este evident cå dupå 1970 au apårut o serie de noi chimicale, metale grele, nutrien¡i, poluan¡i organici specifici (PCB, PAH, dioxine ¿.a.) care au impus instituirea de programe specifice de monitorizare (fig. 4.1).

170

Fig. 4.1. Evolu¡ia în timp a prioritå¡ilor în activitatea de monitoring a calitå¡ii apelor..

În paralel, mediile de investigare s-au extins ¿i la suspensii, sedimente, ¡esuturi vegetale ¿i animale din ecosistemele acvatice. De remarcat cå, în general, dupå 1980, ecortul concentra¡ilor s-a deplasat de la valori de mg/l, la praguri ng/l (dioxine de exemplu), deci cu ¿ase ordine de

mårime ( ), lucru care începe så constituie un factor limitativ pentru actualele tehnici analitice. Totodatå, numårul de poluan¡i a crescut considerabil (fig. 4.2), astfel încât optimizarea costurilor programelor de monitoring chimic constituie o problemå dificil de rezolvat.

610

Fig. 4.2 Tendin¡e relevante în strategiile de monitoring.

171

Toate aceste tendin¡e au condus la restructurarea strategiilor monitoringului chimic ¿i reproiectarea programelor aferente de supraveghere într-o manierå cost-eficien¡a pozitivå, apelându-se la noi metode ¿tiin¡ifice ¿i tehnice de investiga¡ie. Din punct de vedere metodologic, sunt considerate o serie de recomandåri generale ale organizårii monitoringului chimic, practicate în prezent pe plan mondial:

1. Monitoringul chimic se integreazå cu alte tipuri de monitoring specializat, formând a¿a numita triadå:

− monitoringul chimic al apei, suspensiilor, sedimentelor ¿i organismelor; − metode de bioalarmare; − biomonitoring.

2. Monitoringul chimic al resurselor de apå se armonizeazå cu cel aferent efluen¡ilor, pe aceastå cale asigurându-se condi¡iile de control al måsurilor de prevenire a poluårii apelor.

3. Sistemele suport pentru decizii trebuie adaptate la noile condi¡ii, pentru proiectarea re¡elelor, validarea datelor, interpretarea evolu¡iilor spa¡io-temporale, modelarea matematicå a distribu¡iei poluan¡ilor în diferite medii, comportarea ¿i efectele pe care acestea le au.

4. Monitoringul de calitate în sistemele de monitoring chimic, respectiv asigurarea calitå¡ii datelor ¿i controlul acesteia (AQC/QA), implementarea unor proceduri de operare standard armonizate pentru asigurarea comparabilitå¡ii datelor, atât la nivel na¡ional, cât ¿i transna¡ional.

O prezentare sinopticå a criteriilor ¿i problemelor ce sunt considerate la monitoringul chimic al apelor, cu aplica¡ii la imisii (monitoringul ambiental) este redatå în tabelul 4.1.

Tabelul 4.1

Criterii specifice de proiectare

Selectarea Criterii de selec¡ie ¿i alte elemente importante

Variabile - probabilitatea apartenen¡ei; liste na¡ionale/interna¡ionale pentru supraveghere preliminarå;

- caracteristici toxice de acumulare ¿i persisten¡å;

- disponibilitate metode analitice;

- fonduri.

Medii de investiga¡ie

- distribu¡ia poluan¡ilor în diferite medii (inclusiv în organismele acvatice);

- detectabilitatea în cadrul unei margini relevante;

- obiective ¿i standarde existente.

172

Tabelul 4.1 (continuare)

Selectarea Criterii de selec¡ie ¿i alte elemente importante

Amplasare sta¡ii

- la distan¡å de localitate - referin¡å;

- în apropierea localitå¡ilor - evaluare încårcåri ¿i încadrare în standarde de calitate.

Frecven¡e de prelevare

- variabilitatea concentra¡iilor de poluan¡i (analiza statisticå a seriilor de timp);

- semnifica¡ia statisticå raportatå la un obiectiv specific (detectåri, tendin¡e, estimare încårcåri, testare, conformare).

Metode de prelevare

- integrare în timp ¿i spa¡iu;

- prevenire risc poten¡ial de contaminare.

Metode analitice

- validate, descrise-standardizate-suficient de selective;

- sensibilitate, acurate¡e, precizie, corelate cu marginile relevante definite.

Tehnici de stocare/inter-pretare date

- metainforma¡ii suficiente;

- coduri de date statuate;

- de preferat a se face calcule cu måsuråtori individualizate de date;

- pentru suspensii/sedimente a se considera dimensiunea particulelor, concentra¡ia de Al, Fe ¿i substan¡e organice.

Tehnici de prezentare date

- doar a datelor esen¡iale;

- utilizarea de tehnici statistice.

La stabilirea modalitå¡ilor de aplicare a monitoringului de emisii cu cel de imisii, trebuie så se ¡inå cont de diferen¡ele în strategiile respective:

• Astfel, la monitoringul de emisii, se porne¿te de la premiza cå limitele de evacuare nu depind de modificårile în calitatea cursului de apå receptor. Elementele de bazå considerate se referå în exclusivitate la prevenirea poluårii, prin alegerea judicioaså a materiilor prime, proceselor de fabrica¡ie ¿i epurare (tehnica disponibilå cea mai bunå).

Cerin¡ele de reducere a poluårii sunt corelate cu proprietå¡ile toxice ale chimicalelor din efluen¡i, persiten¡å ¿i poten¡ialul de bioacumulare, protec¡ia func¡iunilor ecologice ale cursului receptor constituind punctul focal.

• Monitoringul imisiilor asigurå o imagine de ansamblu la nivel de bazin hidrografic, considerându-se to¡i efluen¡ii evacua¡i ¿i efectele acestora atât asupra mediului acvatic, cât ¿i asupra altor folosin¡e (în spe¡å alimentåri cu apå); efectul cumulat al poluan¡ilot ¿i produ¿ilor de descompunre al acestora, poluarea surselor difuze sunt eviden¡iate pe aceasta cale, spre deosebire de monitoringul emisiilor.

173

În tabelul 4.2 se prezintå o analizå comparativå între cele douå sisteme.

Tabelul 4.2

Diferen¡e între monitoringul imisiilor ¿i cel al emisiilor

Elemente considerate

Monitoring emisii Monitoring imisii

Limite efluent Nu se poate evalua încår-cårea specificå la sec¡iuni.

Concentra¡ii specifice la sec¡iuni.

Organizare

În baza proprietå¡ilor chimicalelor din efluen¡i sau a tehnologiei utilizate.

În baza criteriilor de calitate sau pentru prevenirea efectelor toxice cauzate de efluent în cursul receptor.

Cerin¡e asupra datelor

Date ecotoxocologice ¿i chimice de bazå la un numår limitat de variabile.

Date ecotoxicologice ¿i chimice de bazå la un numår extins de variabile. Caracteristici fizico-chimice ¿i biologice la cursul receptor, circuitul chimicalelor evacuate în ecosistemul acvatic.

Monitorizare Efluent-Automonitoring. Curs receptor.

Sec¡iuni Numår restrâns. Numår ridicat.

Frecven¡e Ridicatå. Medie.

Compozi¡ie Egalå. Inegalå.

Costuri Medii. Ridicate.

Eviden¡iere selectivå poluare punctiformå

Da Nu

Eviden¡iere ponderi surse difuze la nivel b.H.

Nu Da

Control grad de suportabilitate curs receptor

Nu Da

Limitåri Subestimarea efectelor des-cårcårii în structuri specifice.

Are în vedere dilu¡ia ca o solu¡ie în asigurarea calitå¡ii.

Alåturi de elementele de integrare ¿i armonizare, la monitoringul chimic

trebuie considerat managementul de calitate, care nu se limiteazå numai la asigurarea calitå¡ii datelor analitice, ci la întregul lan¡ de activitå¡i (fig. 4.3), ciclul de calitate având alura unei spirale.

174

Fig. 4.3 Spirala calitå¡ii pentru procese de monitoring.

4.1.1. MONITORINGUL CHIMIC AL IMISIILOR

Pentru proiectarea sistemului de monitoring aferent intervin douå etape preliminare: (1) inventarierea emisiilor de unde vor rezulta caracteristicile primare analitice (componen¡i, domenii de concentra¡ii, frecven¡a ¿i amplitudinea de varia¡ie, matrici specifice) ¿i (2) detectarea ¿i evaluarea sistematicå a gradului de complexitate al compozi¡iei chimice a probelor de analizat în bazå unor måsuråtori de laborator. O datå finalizate aceste faze preliminare, se stabilesc variabilele de monitorizare medii de investigatie ¿i se proiecteazå re¡eaua la nivel de bazin hidrografic (amplasamente sta¡ii, frecvente de prelevare), în final efectuându-se interpretarea ¿i procesarea datelor.

4.1.1.1. Selectarea variabilelor de monitorizare. La selectarea variabilelor se considerå urmåtoarele criterii:

1. Grad de extindere, proprietå¡i specifice, tipuri ¿i concentra¡ii de compu¿i chimici din efluent:

− efecte periculoase cunoscute asupra ecosistemelor acvatice ¿i folosin¡elor de apå (L , efecte cancerigenice, mutagenice); 50C

− proprietå¡i ale chimicalelor considerate în mediul acvatic (bioacumulare, persistentå, timp de înjumåtå¡ire);

− nivel de producere; − apari¡ia de concentra¡ii superioare în apele de suprafa¡å.

175

2. Limitåri analitice: sensibilitate, selectivitate, accesibilitate, costuri.

3. Politica ¿i managementul de apå fa¡å de care s-au eviden¡iat obiectivele de monitoring (reduceri de emisii, probleme transfrontierå, standardizåri etc.).

În tabelul 4.3 sunt prezenta¡i prinicipalii indicatori de cantitate ¿i impurificare specificå urmåri¡i la nivelul Uniunii Europene. De¿i sunt considera¡i ca prioritari, nu existå un consens privitor la pesticidele ¿i unii micropoluan¡i organici. Este evidentå înså trecerea de la monitorizare cu prioritate a poluan¡ilor ce caracterizeazå balan¡a de oxigen, practicatå la nivelul anilor 1960, la cea specificå unei game largi de chimicale (pesticide, ierbicide etc.) în diferite medii, ca rezultat al dezvoltårii produc¡iei chimice ¿i a mijloacelor tehnice de investigare.

Tabelul 4.3

Lista de indicatori prioritari urmåri¡i prin monitoringul chimic la nivelul U.E.

Nr. crt.

Indicator Nr. crt. Indicator

5. PESTICIDE ORGANO

1. GENERALI CLORURATE

1.1. pH 5.1. Aldrin

1.2. OD (mg/l; %) 5.2. Dieldrin

1.3. CCO (Crm Mn) 5.3. Erdrin

1.4. 5CBO 5.4. Ysodrin

1.5. AOX 5.5. Endosulfan

1.6. COT 5.6. Hexaclorbenzen

1.7. COD (dizolvat) 5.7. Hexaclorbtadiena

1.8. Hidrocarburi 5.8. Hexacloretan

1.9. 50C 5.9. HCH

1.10. 610 5.10. dK -HCH

1.11. −24SO 5.11. δβα ,, -HCH

1.12. −F 5.12. DDT-uri

1.13. −3HCO

1.14. Detergen¡i

2. NUTRIENºI 6. PESTICIDE ORGANOFOSFATICE

2.1. O- , −24PO TP 6.1. Paration

2.2. −3NO 6.2. Etilparation

176

2.3. −2NO 6.3. Metilparation

Tabelul 4.3 (continuare)

Nr. crt.

Indicator Nr. crt. Indicator

2.4. +4NH 6.4. Metilzinfos

2.5. TN 6.5. Etilzinfos

2.6. N-Kjeldahl 6.6. Diclorvos

6.7. Fention

6.8. Fenitrotion

6.9. Malation

3. METALE 7. ALTE PESTICIDE

3.1. Hg 7.1. Trifluralin

3.2. Cd 7.2. Bentazon

3.3. Cr 7.3. Triazine

3.4. Cu 7.4. Simazin

3.5. Ni 7.5. Atrazin

3.6. Zn 7.6. Clorfenoli

3.7. Pb 7.7. Pentaclorfenol

3.8. As 8. CLORBENZENI

3.9. Fe 8.1. Clornitrobenzen

3.10 Mn 8.2. 1-Cl-2 -benzen −2NO

3.11 Ce 8.3. 1-Cl-3- -benzen −2NO

3.12 Mg 8.4. 1-Cl-4- -benzen −2NO

3.13. Be 8.5. Triclorbenzen

3.14. B 8.6. 1,2,4-Triclorbenzen

3.15. Be 9. CLORANILINE

3.16. Ne 9.1. Cloranilina

3.17. K 9.2. 2-Cloranilina

3.18. Lantanide 9.3. 3-Cloranilina

3.19. Se 9.4. 4-Cloranilina

3.20. V 9.5. 3, 4-Cloranilina

10. COMPUªI ORGANOSTANICI

10.1. Organo-Sn

10.2. Dibutil-Sn

10.3. Tributil-Sn

10.4. Tetrabutil-Sn

177

10.5. Trifenil-Sn

Tabelul 4.3 (continuare)

Nr. crt.

Indicator Nr. crt. Indicator

4. MICROPOLUNºI 11. ALTE

VOLATILI SUBSTANºE

4.1. Tetraclormetan 11.1. PCB-uri (ind. 6)

4.2. Triclormetan 11.2. PAH-uri (ind. 6)

4.3. Diclormetan 11.3. EOCl

4.4. Monoclormetan 11.4. Benzen

4.5. 1.2 Dicloretan 11.5. Fenoli

4.6. Tricloretan 11.6. Produse petroliere

4.7. 1.1.1 Tricloretan 11.7. Dioxine

4.8. Tetracloretan 11.8. Policlorcamfene

4.9. Tricloretilena 11.9. 2- -toluen −Cl4.10. Tetracloretilena 11.10. 4- -toluen −Cl

4.1.1.2. Selectarea mediilor de investigare. Figura 4.4 prezintå o schemå

generalå a circula¡iei poluan¡ilor între diferite medii. La nivelul ecosistemelor acvatice aceastå distribu¡ie este determinatå de transportul apei ¿i materiilor în suspensii, de procesele de transformare chimicå ¿i biologicå ¿i de procesele de distribu¡ie, cum ar fi absorb¡ia ¿i desorb¡ia din sedimente ¿i suspensii, evaporarea din faza apoaså ¿i bioacumulårile în organisme.

Procesele de distribu¡ie pot fi legate de cele de echilibru depind în mare måsurå de proprietå¡ile chimice ale componentului ¿i mediul considerat (de exemplu, continu¡ul de gråsimi al organismelor, con¡inutul în hidrocarburi organice al suspensiilor ¿i sedimentelor). Cu toate acestea, de multe ori, datoritå proceselor de schimb (incluzând difuzie, precipitare ¿i resuspensionare), nu existå un echilibru în distribu¡ia chimicalelor între sedimente, apå ¿i organisme.

Pentru monitorizarea mai multor medii trebuie ¡inut cont de fapul cå multe chimicale pot fi u¿or analizate într-un mediu, dar mai dificil în altul. Distribu¡ia substan¡elor hidrofobe, de exemplu, conduce la acumularea acestora în sedimente ¿i organisme (PCB-uri, PAH-uri), concentra¡ia remanentå în faza apoaså fiind foarte micå ¿i, deci, greu de måsurat. În consecin¡å, selectarea modului de investiga¡ie depinde în mai mare måsurå de tipul substan¡ei ¿i de caracteristicile ariei monitorizate raportat la obiectivele concret urmårite, figura 4.5 ilustrând fazele ce intervin în acest proces.

178

Coeficientul de reparti¡ie ( ) a unei substan¡e între suspensii ¿i apå

(sedimente) este dat de rela¡ia: pK

ATMOSFERA APA materii în suspensii • Apa > 0.45.m • Substan¡e dizolvate • Coloizi Organisme pelagice apa Organisme interstitialå bentice SEDIMENT

Fig. 4.4. Procese de transport ale micropoluan¡ilor medii.

wsp C/CK = (l/g), (4.1)

unde:

sC este cocentra¡ia substan¡ei consideratå în suspensie;

wC - concentra¡ia substan¡ei sub formå dizolvatå în apå.

Din måsurarea valorilor ¿i se poate calcula ¿i invers, pe baza

¿i se poate calcula , la o serie largå de compu¿i organici la

concentra¡ii foarte mici, sub limita de detec¡ie a tehnicilor analitice uzuale. Coeficientul de reparti¡ie poate fi ob¡inut empiric din coeficientul de reparti¡ie octanol-apå ¿i frac¡ia de carbon organic :

sC wC pK

pK sC wC

owK ocf

179

100010 210

oc,

owp

fKK−

= . (4.2)

Valori

referin¡å apå

Da posibilitå¡i

de analizå în apå

Da

Exami-nare apå

Nu

Nu

Da

Apar sedimente în aria consideratå

Valori

referin¡å suspensii/ sedimente

Da

posibilitå¡i de analizå în suspensii/se-dimente

Nu

Da

Exami-nare se-dimente

Nu

Nu Exami-

nare materie în sus-pensie

Acumulare în organism

Da

posibilitå¡i de masurå în organism

Da

Exami-nare or-ganism

Nu

Nu Dezvol-

tare teh-nicå analiticå

Fig. 4.5. Procesul de selectare a unui mediu de monitorizare chimicå.

Odatå calculat pK , se poate aprecia mediul de investiga¡ie rezultat din punct

de vedere al poluårii asociate ¿i selectarea acesteia pentru programul de monitoring, folosindu-se urmåtoarele reguli:

- > 330 l/g sau pK log >7 owK

→ prelevare materii în suspensii sau sedimente;

180

-3 l/g < < 330 l/g sau pK → prelevare probå de apå de suprafa¡å

5 < log < 7 owK ¿i/sau materii în suspensie (sau sedimente);

- < 3 l/g sau log < 5 pK owK → prelevare probe apå de suprafa¡å.

Tabelul 4.4. ilustreazå modul în care se aplicå aceste considerente la nivelul Rinului.

Tabelul 4.4

Programul de monitoring integrat al Rinului

Medii de investiga¡ie

¿i frecven¡e 1S 2S 3S 4S 5S 6S 7S 8S

- apå (100 componente ) x x x x x x x x

- suspensii x 0 x x 0 x

- sedimente (peste 30 compu¿i) 0 0 0 0

- fito ¿i zooplancton; biomaså 0 0 0

- bioacumulare în celule 0 0 0

- bioacumulare în scoici 0 0 0

- teste ecotoxicologice la sedimente

0 0 0

- chironomide 0 0 0 0

- toxicitate concentrat XAD x x

- nevertebrate pe substrat artificial

x x

x program anual; 0 la fiecare 4 ani.

Figura 4.6. aratå cå procentul de substan¡å organicå dizolvatå în apå (micropoluan¡i organici) este o func¡ie de log . Astfel, fluorantracenul ¿i

pentaclorbenzenul sunt de preferat a se analiza în apå, în timp ce pentru hexaclorbenzen, benzoantracen, benzopiren, o,p-DDT, dieldrin ¿i PCB (28,52) sunt indicate analizele la sedimente.

owK

De men¡ionat cå utilizarea în exclusivitate a coeficientului de reparti¡ie sau log trebuie analizatå cu aten¡ie, o serie de al¡i factori intervenind la

distribu¡ia speciei chimice în mediul acvatic. owK

181

De exemplu, pentru crom, datele privitoare la adsorb¡ia pe suspensii se înscriu în ecartul 126-789 l/g, conducând la incertitudini asupra selec¡ionårii mediului de monitorizare.

Fig. 4.6. Adsorb¡ia micropoluan¡ilor organici func¡ie de con¡inutul în substan¡å

organicå al suspensiilor (concentra¡ie suspensie = 10 mg/l).

4.1.1.3. Proiectarea re¡elei de monitorizare. De¿i aceastå fazå are o pondere micå în costurile globale ale programului de monitoring chimic la resursele de apå, ea este decisivå în eforturile financiare; urmåtoarele elemente sunt considerate în acest sens:

♦ Stabilirea punctelor de prelevare. Se disting patru categorii generale de criterii de selec¡ionare a amplasamentelor re¡elei, func¡ie de obiectivele urmårite: (1) monitoring al tendin¡elor de evolu¡ie spa¡io-temporalå a calitå¡ii apei; (2) monitoring de conformare cu standardele de calitate a apei; (3) evaluarea debitelor masice asociate ¿i (4) monitoring special. Pentru primul obiectiv se au în vedere procedurile descrise anterior la capitolul 3. La monitoringul de conformare, o aten¡ie deosebitå trebuie acordatå gradului de omogenitate a amestecului apå curs receptor - efluen¡i, în dreptul sec¡iunii. Totodatå, trebuie ¡inut cont cå diferite variabile nu se coreleazå în acela¿i mod, astfel încât o densitate spa¡ialå optimå trebuie raportatå func¡ie de diferite grupe de indicatori, un compromis fiind necesar în acest sens. În cazul monitorizårii debitelor masice asociate, de multe ori este necesar a se efectua prelevåri din trei puncte ale acelea¿i sec¡iuni (mal stâng, mal drept ¿i mijloc). Monitoringul special se referå la lacuri adânci ¿i de suprafa¡å mare, pentru care, alåturi de regulile generale precizate la capitolul 3, mai trebuie ¡inut cont

182

cå acestea sunt mult mai pu¡in omogene, variabilitatea lor fiind dependentå de procese hidraulice ¿i morfologice. În acela¿i timp, calitatea acestora se modificå foarte lent, astfel încât, din punct de vedere al monitoringului chimic, se adoptå frecven¡e de supraveghere la 1-3 zile.

♦ Frecven¡ele de recoltare. Pentru monitorizarea tendin¡elor spa¡io-temporale de evolu¡ie a calitå¡ii apei sunt necesare serii de timp suficient de largi ¿i dese, figura 4.7 prezentând un exemplu referitor la con¡inutul de fosfor în partea inferioarå a Rinului (margine relevantå 0,01 mg/l).

Pentru evaluårile de debite masice asociate, valorile instantanee sunt reprezentative, frecven¡ele de prelecvare ¿i distribu¡ia acestora în timp, diferen¡iat de mediul investigat, fiind determinantå. În general, se ob¡in valori mai precise la debitele masice asociate compu¿ilor chimici dizolva¡i ¿i în concentra¡ii relativ constante (tab. 4.5).

În ceea ce prive¿te monitoringul de confirmare la imisii, raportat atât la apå, cât ¿i la sedimente, se apeleazå la percentile sau valoarea medianå în serii de timp. De exemplu, o frecven¡å de 13 måsuråtori pe an permite calcularea cu suficientå acurate¡e a valorilor de 90 percentile.

Fig. 4.7. Detec¡ia probabilitå¡ilor ca func¡ie de tendin¡a liniarå

¿i frecven¡a de recoltare.

Tabelul 4.5

Precizia de estimare a încårcårii, func¡ie de frecven¡a de prelevare ¿i natura indicatorului

183

N Rin precizie +% Meuse

(numår probe) Cr +4NH suspensii suspensii, precizie +%

6 16 49 82 - 80 + 600

12 9 22 46 - 80 + 350

24 6 16 30 - 70 + 230 Tabelul 4.5 (continuare)

N Rin precizie +% Meuse

(numår probe) Cr +4NH suspensii suspensii, precizie +%

52 5 11 13 - 50 + 120

100 2 5 7 - 30 + 50

200 1 2 3 20

Notå: intervalul de confiden¡å 95%

4.1.2. MONITORINGUL CHIMIC AL EMISIILOR

Principalul obiectiv urmårit la monitoringul chimic al efluen¡ilor îl reprezintå, desigur, determinarea gradului de încadrare în standarde/avize de evacuare. Cu toate acestea, urmårirea încårcårii evacuate sau tendin¡ei de evolu¡ie în timp reprezintå, de asemenea, un suport atât pentru monitoringul apelor la nivelul folosin¡elor în sine, cât ¿i pentru gospodårirea apei la nivel zonal. În prezent, se acordå un rol tot mai important ¿i func¡iei de alarmare în timp util în situa¡ii de poluåri accidentale. ¥n tabelul 4.6 sunt prezentate câteva tipuri de sisteme aplicate la monitorizarea efluen¡ilor. Se observå o serie de caracteristici ce diferen¡iazå monitoringul de emisii de cel de imisii:

− apele de suprafa¡å ac¡ioneazå ca un colector, la care diferitele evacuåri separate sunt integrate, iar concentra¡iile scad dupå dilu¡ie ¿i dispersie;

− la efluen¡i, numårul de substan¡e prezente este variabil (func¡ie de tipul industriei), iar concentra¡iile sunt relativ ridicate; punctele de prelevare sunt fixe, iar variabilitatea de evacuare în timp este, de asemenea, dependentå de natura procesului industrial.

4.1.2.1. Parametrii. Ace¿tia sunt stipula¡i în acordurile/avizele de utilizare a apei, în general, la nivelul fiecårei folosin¡e avându-se în vedere: (a) substan¡ele consumatoare de oxigen (CCO- ); (b) nutrien¡ii (K, N, P);

(c) metalele grele (Cu, Pb, Zn, Ni, Cr etc.); (d) substan¡ele prevåzute pe listele negre (As, Cd, Hg ¿.a.), AOX ¿i toxicitatea fa¡å de pe¿ti ¿i alte substan¡e.

5CBO

184

185

4.1.2.2. Prelevarea. La efluen¡i sunt de preferat probele compuse (propor¡ionale cu timpul, respectiv debitul). Astfel, probele compuse pe 24 de ore sunt utilizate pentru verificarea condi¡iilor de evacuare (în baza valorilor medii anuale). Dacå evacuårile sunt relativ constante se pot utiliza ¿i probe instantanee. Pentru monitorizarea încadrårii în standardele de evacuare alåturi de probele medii pe 24 ore se mai utilizeazå ¿i probele instantanee.

186

Tabelul 4.6

Diferite sisteme de monitoring a efluen¡ilor ¿i func¡iuni

Utilizarea rezultatelor Politicå ¿i

management Limite

efluen¡i taxe Alarmare la poluåri

accidentale Stabilire posibilitate existen¡å poluan¡i

Calculul încårcårilor (2)

Îmbunåtå¡ire proces epurare

Tipul probei prelevate

F A F A F A F A F A F AInstantanee x x 1x x - - 3x 3x - - x -

Compuså x x x x - - x x x x - -Continuå x x - x - - - - - x -Notå: F= folosin¡e de apå; A= agen¡ia localå de gospodårire a apelor; 1/ nu în rela¡ie taxarea; 2/ în baza evacuårilor (frecven¡å ridicatå); 3/ în special la compu¿i volatili.

4.1.2.3. Frecven¡a de måsurå. Frecven¡ele de prelevare a probelor sunt direct dependente de natura ¿i continuitatea procesului tehnologic. Pentru apele uzate orå¿ene¿ti, frecven¡a standardizatå de monitorizare (dimensiuni în popula¡ie echivalentå) este urmåtoarea (Directiva EC 91/271/EEC):

Dimensiunea sta¡iei de epurare (PE) Numår de probe/an

2000 - 9999 4 (dacå opereazå corespunzåtor) 10.000 - 49999 12

> 25.000 24 Principii similare sunt aplicate de Comisia Interna¡ionalå a Rinului pentru evacuårile industriale directe. În ceea ce prive¿te frecven¡a de automonitoring, ea variazå de la zilnic la lunar. Probele de conformare sunt luate de maxim 12 ori pe an de la sta¡ii mari de epurare, echivalente cu aproximativ 10% din cele de automonitoring. Conform Directivei 91/271/EEC, pentru verificarea încadrårii în normele de evacuare, frecven¡a se situeazå în intervalul 1 la 25 (când se preleveazå 4-7 probe/an) (frecven¡a anualå de prelevare este 351-365).

4.1.3. ALARMAREA POLUÅRILOR ACCIDENTALE

Detectarea în timp util a neîncadrårii în limitele prestabilite, atât la resursele de apå (cel mai frecvent apa de suprafa¡å curgåtoare), cât ¿i la efluen¡ii uza¡i, reprezintå un obiectiv important al activitå¡ii de monitoring chimic, în vederea asigurårii:

(1) alarmårii folosin¡elor din aval pentru prevenirea pagubelor cauzate de poluårile accidentale (în special captåri pentru alimentåri cu apå);

(2) detectårii cauzei generatoare (locale sau transfrontierå).

¥nceputurile se situeazå la nivelul anilor 1965-1970 în SUA (bazinul hidrografic Ohio) ¿i Europa (Rin, Meuse ¿.a.) ¿i se referå la o gamå modestå, dar utilå de indicatori måsura¡i prin intermediul unor sta¡ii automate amplasate pe râuri (H, ). Ulterior (1980), aceastå gamå s-a extins la substan¡ele

organice (clorbenzen) ¿i metalele grele. 2O

4.1.3.1. Proceduri generale aplicate. În general, din punct de vedere al sistemului de control, se disting douå faze:

− prelevåri zilnice de probe; determinårile se referå la o serie de indicatori chimici ¿i biologici, în cazul când se detecteazå o depå¿ire a unor limite se trece la faza a doua;

187

− prelevåri continue (automate) ¿i analize speciale cu tehnici proprii scopurilor de alarmare.

Sistemele de monitoring pot fi de tip chimic ¿i/sau biologic (teste pe pe¿ti, alge, bacterii).

4.1.3.2. Amplasarea punctelor sistemului de alarmare. Stabilirea sec¡iunilor de monitoring pentru scopuri de alarmare este dependentå de perioada minimå de timp alocatå avertizårii folosin¡elor din aval, ¡inând cont de rela¡ia:

akalanw tttt ++> , (4.3)

unde:

este timpul de tranzitare a apei; wt - timpul de prelevare ¿i analizå a probei; ant - timpul de ac¡iune. akt

În general, timpul de råspuns poate atinge câteva ore (inclusiv validarea alarmårii). Probele compuse, colectate pe o perioadå de jumåtate de zi sunt analizate din punct de vedere al micropoluan¡ilor organici, prin intermediul unor tehnici speciale, timpul de råspuns fiind sub trei ore. Deoarece timpul de deplasare al undei de poluare este direct propor¡ional cu viteza apei:

crw V/Lt = , (4.4)

unde:

L este distan¡a dintre sec¡iunea de urmårire ¿i prima folosin¡å ce se alarmeazå;

- viteza de deplasare a apei la debite mari. crV

Toate acestea impun ca distribu¡ia minimå dintre sec¡iune ¿i folosin¡å så fie mai mare ca L:

( )akalancr tttVL ++> . (4.5)

4.1.3.3. Frecven¡e de recoltare. Evident cå frecven¡a de recoltare la scopuri

de alarmare este superioarå celei de monitoirzare, adoptându-se reguli de genul celei folosite la Rin, de la caz la caz, func¡ie de arie, naturå efluen¡i, folosin¡e, dar capabilå a avertiza în timp util.

4.1.3.4. Tehnici analitice specifice. Analizoarele chimice on-line au aplicare limitatå în prezent (såruri ¿i nutrien¡i, metale grele ¿i unele substan¡e organice, (v. tab. 4.7). De aceea, se remarcå tendin¡a combinårii acestora cu teste

188

biologice (pe¿ti, alge, bacterii, scoici ¿.a.). În acela¿i timp, se anticipeazå folosirea in vitro a unor enzime ¿i sisteme similare (biosenzori) ¿i aplicarea de anticorpi în metodele imunologice.

Tabelul 4.7

Tehnici ¿i costuri ale unor sisteme de alarmare

Grupe Componen¡i Tehnici Costuri (guldeni)

generalå 2O , pH, toC,

conductivitate, turbiditate

electrozi 50 kfl – unitate multiparametricå, inclusiv cu prelevator automat

såruri/nutrien¡i −Cl , ,NH−CN 4EIS 35 kfl/sistem

metale Cd, Cu, Pb, Zn

(Cr, Ni)

polarografie

ICP- on line

150 kfl/sistem

organice apolare

volatile

pesticide

GC-FIO

GC

HPLC

250 kfl

200kfl

250 kfl

4.2. MONITORING CHIMIC APLICAT LA AMESTECURI

DE COMPONENºI TOXICI ÎN APE

Un rol esen¡ial al monitoringului chimic îl reprezintå aprecierea (în baza analizelor) gradului de toxicitate a apei. Dacå la efluen¡ii uza¡i acest lucru este mai u¿or de realizat (numår limitat de componen¡i ¿i concentra¡ii mai ridicate), la apele de suprafa¡å apar o serie de dificultå¡i cauzate, în principiu, de urmåtoarele elemente:

− numårul uzual de indicatori monitoriza¡i este 40-50 compu¿i, fiind foarte probabil ca o serie de poluan¡i chimici specifici unui tronson så nu fie lua¡i în considerare;

− concentra¡iile la apele de suprafa¡å sunt mult inferioare celor din efluen¡i, revendicând proceduri analitice speciale de separare ¿i concentrare;

− în amestec, componen¡ii chimici din mediul acvatic conduc la efecte de sinergism sau antagonist.

În consecin¡å, pentru amestecuri de componen¡i chimici cu poten¡ial toxic se apeleazå la determinarea preliminarå a clasei de micropoluan¡i, ¡inându-se cont cå, în general, efectul pe care îl comportå din punct de vedere ecotoxicologic se coreleazå cu structura chimicå, respectiv prezen¡a unor grupe structurale

189

specifice ( , , etc.). În plus, testele selective de måsuråtori

chimice sunt coroborate cu cele biochimice ¿i respectiv biologice, ¡inându-se cont de urmåtoarele:

3NH −COOH −SH

a) determinårile chimice de grupe func¡ionale sau elemente de bazå (grupe

de componente) de tip C, N, P, S, permit aprecierea toxicitå¡ii poten¡iale a unor grupe largi de micropoluan¡i organici ¿i anorganici din ape;

−X

b) determinårile biochimice, de tipul monitorizårii gradului de inhibi¡ie al acetilcolinesterazei asigurå probabilitatea estimårii globale a prezen¡ei unor pesticide de tip organofosforic sau tiocarbamice în apå; de men¡ionat cå sensibilitatea acestor teste este direct propor¡ionalå cu efectul toxic indus de prezen¡a pesticidelor men¡ionate asupra unor verigi importante ale lan¡urilor trofice specifice ecosistemelor acvatice, proprietate deosebit de relevantå pentru selec¡ionarea strategiei de monitoring;

c) determinårile biologice, la care se evalueazå toxicitatea globalå a unui amestec complex de compu¿i organici ¿i anorganici fa¡å de o serie de organisme test, cuplate cu extrac¡ii ¿i separåri selective pe clase de componen¡i, oferå o imagine de ansamblu asupra modului în care vor fi orientate determinårile analitice ulteriare.

În consecin¡å, monitorizarea chimicå ¿i biologicå a grupelor de indicatori (în spe¡å, clase de micropoluan¡i organici ¿i anorganici) permite ob¡inerea urmåtoarelor tipuri de informa¡ii: (1) gradul de contaminare antropogenå a resursei de apå/surså de poluare ¿i (2) toxicitatea acvaticå supuså analizei. De subliniat cå aceste evaluåri reprezintå o fazå prealabilå a monitoringului chimic specific. Dacå concentra¡iile aferente unei clase de micropoluan¡i se situeazå sub limita de detec¡ie a tehnicilor analitice adoptate, sunt necesare opera¡ii de concentrare prealabilå a acestora, prin tehnici de extrac¡ie. Procedeele pot fi cantitative ¿i cu un anumit grad de selectivitate cunoscut (de exemplu, extrac¡ie lichid-lichid) sau de biosimulare, la care to¡i micropoluan¡ii organici prezen¡i în apå (dizolva¡i sau lega¡i) sunt extra¿i ¿i concentra¡i cu o ratå similarå cu cea specificå proceselor la nivel de ecosisteme acvatice. Dupå faza de extrac¡ie sau în paralel cu aceasta se poate efectua ¿i o frac¡ionare a micropoluan¡ilor din punct de vedere al greutå¡ii moleculare ¿i hidrofobicitå¡ii. Aceastå opera¡ie este deosebit de utilå, ¡inându-se cont de faptul cå, de regulå, clasele cu greutate molecularå scåzutå ¿i hidrofobicitate ridicatå se caracterizeazå printr-o toxicitate ¿i periculozitate poten¡ialå superioarå (rata de acumulare în organismele acvatice).

190

4.2.1. PARAMETRI DE CARACTERIZARE A TOXICITźII MIXTE

Efectul unui amestec de chimicale care au acela¿i mod de ac¡iune poate fi

evaluat considerându-se un model de aditivitate a concentra¡iilor. În acest fel, pentru nivelele letale ¿i subletale, la aprecierea efectului global al unui amestec complex de chimicale se poate apela, pentru simplificare, la subdivizarea în clase de compu¿i toxici care comportå acelea¿i proprietå¡i toxice, urmårindu-se apoi însumarea acestora. Într-o primå aproxima¡ie, dacå se considerå L

(limita de concentra¡ie pentru 50% mortalitate a subiec¡ilor testa¡i) ¿i concentra¡iile pe clase de compu¿i, se aplicå rela¡ia:

50C

ic

concentra¡ia aditivå ∑ ic /L =1 (i = 1,…, n). (4.6) 50C

De exemplu, pentru un amestec de 10 substan¡e chimice având concentra¡ii echitoxice (concentra¡iile în frac¡iuni de L sunt egale pentru to¡i compo-

nen¡ii), o mortalitate de 50% va apare la o concentra¡ie de 0,1 din fiecare component chimic, o valoare de 0,1 a L necauzând mortalitatea când se

testeazå o singurå substan¡å. În situa¡ia unui amestec de n substan¡e toxice care

ac¡ioneazå în mod independent, dacå susceptibilitatea organismelor la diferi¡i compu¿i toxici este acea¿i, mortalitatea de 50% va apare atunci când:

50C

50C

concentra¡ia neaditivå ∑ ic /L =1 (i = 1,…,n). ( 4.7) 50C

În ultima situa¡ie, efectul amestecului de chimicale nu depå¿e¿te, din punct de vedere toxic, efectele tuturor componen¡ilor individuali, tabelul 4.8 prezentând câteva exemple asupra relevan¡ei analizelor pe grupe de parametri (clase de indicatori chimici).

Tabelul 4.8

Relevan¡a analizelor chimice pe grupe de parametri în aprecierea toxicitå¡ii

Grupe de parametri

(clase de compu¿i) 50LC ∑ ic / 50LC Numår date

toxicologice

Fenoli grupe 14 zile 1,0 11

Amine aromate grupe 14 zile 1,1 17

Compu¿i organohalogena¡i grupe 14 zile 1,0 9

191

4.2.1.1. Defini¡ii ale parametrilor de grup.

Parametrii de grup chimic sunt clase de compu¿i chimici care se determinå selectiv, prin aceea¿i tehnicå analiticå (COT, AOX, pesticide organofosforice, nitroderiva¡i etc.), reprezentând indicatori nespecifici de poluare (indicatori globali/indicatori selectivi), care de¿i nu permit cuantificarea poluårii antro-pogene, pot codetermina clasele de componen¡i, inclusiv cele naturale.

Parametrii de sumå (tab. 4.9) se referå la suma concentra¡iilor într-o grupå preselectatå de compu¿i chimici.

Parametrii de grup biochimic corespund componen¡ilor chimici, de regulå din aceea¿i claså (esteri organofosforici, PCB-uri, dioxine), care ac¡ioneazå selectiv asupra unor enzime (acetilcolinesterazå, citocrom P450).

Parametrii de grup biologic corespund parametrilor de toxicitate în amestec determinatå prin teste biologice. Prin måsuråtorile respective pe organisme acvatice, cu e¿antioane de probå de apå nu se pot ob¡ine informa¡ii asupra compozi¡iei chimice a acestora, ci doar evaluåri globale (substan¡e organice, anorganice, dizolvate, re¡inute în suspensii/sedimente) asupra toxicitå¡ii probei ¿i eventual de la ce dilu¡ie aceasta dispare. Prin cuplarea cu o frac¡ionare sau extrac¡ie selectivå prealabilå pe clasa de componen¡i se pot ob¡ine informa¡ii ¿i asupra parametrilor de grup. În tabelul 4.9 sunt prezentate comparativ caracteristicile fiecårui grup de parametri considera¡i.

Tabelul 4.9

Privire comparativå asupra diferitelor tipuri de parametri de grup

Parametru Semnifica¡ie Definire

compozi¡ie chimicå

Definire efecte

biologice

Tip de analizå

parametri de grup chimic

parametri de grup chimic definit

Da func¡ie de grup

chimicå

parametri de sumå

Da Nu chimicå

parametri de grup biochimic

parametri de grup defini¡i din punct de vedere chimic ¿i ac¡iune biologicå

Da Da biochimicå

parametri de grup biologic

- bioteste

- parametri de toxicitate în amestec

- grupe chimice nedefinite

- grupe biologice definite

Nu

Da

biologicå

192

4.2.1.2. Metodologii generale de monitorizare. În corelare cu cele patru tipuri de parametri de grup, se disting urmåtoarele alternative de lucru:

♦ Analize chimice ¿i biochimice selective. Din punct de vedere instrumental, existå în prezent tehnici analitice pentru determinarea selectivå a carbonului organic total ¿i dizolvat, con¡inutului în compu¿i organoclorura¡i (AOX sau TOX), organosulfurici (DOS), azotului total, consumul chimic de oxigen (CCO-Mn, CCO-Cr). De asemenea, s-au elaborat o serie de metode instrumentale, inclusiv electrozi enzimatici pentru determinarea on-line a gradului de inhibi¡ie al unor enzime, indus de prezen¡a unor clase de micropoluan¡i (colinesterazå/pesticide organofosforice etc.). În consecin¡å, aceste analize permit determinarea parametrilor de grup, fårå o extrac¡ie sau frac¡ionare prealabilå.

♦ Extrac¡ie cantitativå urmatå de teste chimice, biochimice sau biologice. Pentru a se asigura condi¡iile de analizå a unor parametri de grup în concentra¡ii scåzute se apeleazå la extrac¡ia ¿i concentrarea selectivå a acestora, urmatå de determinåri chimice, biochimice sau biologice; un exemplu îl reprezintå extrac¡ia pesticidelor organofosforice, evaporarea extractului (concentrarea) ¿i determinarea gradului de inhibare a A.Ch.E. Dacå analiza este de tip cromatografic (GCR), toxicitatea trebuie estimatå pornind de la efectele componen¡ilor individuali (determinarea parametrilor de sumå).

O alternativå recentå o constituie extrac¡ia compu¿ilor organici din apå, frac¡ionarea extractului pe clase de compu¿i chimici de structurå definitå, testarea toxicitå¡ii aferente fiecårei frac¡iuni ¿i efectuarea de analize chimice detaliate la frac¡iunea relevantå, pentru identificarea compusului chimic toxic.

Aceastå metodologie se înscrie de fapt în seria de analize ecotoxicologice controlate prin analize chimice. Întrucât valorile måsurate se referå la clase chimice definite, alternativa precizatå mai sus se înscrie în procedurile de determinare a parametrilor de grup.

♦ Extrac¡ii biosimulate urmate de teste chimice, biochimice sau biologice. Aceastå metodologie are la bazå simularea acumulårii de micropoluan¡i organici în organisme acvatice prin utilizarea de membrane de dializå cu strat interior de hexan sau lipidå purificatå (triolin). Bioconcentrarea mai poate fi simulatå ¿i prin re¡inerea micropoluan¡ilor organici din apå pe discuri de fazå solidå .

Analizele ulterioare ale filmului de fazå organicå sau pe extractul fazei solide (ori måsuråtori ale presiunii osmotice de vapori) permit estimarea riscului de toxicitate minimalå, respectiv al perturbårii membranelor celulare datoritå moleculelor de poluan¡i organici. Principalul avantaj al acestor alternative rezidå din posibilitatea estimårii concentra¡iilor de compu¿i individuali sau de clase de compu¿i la nivele de toxicitate minimå ¿i care se pot bioacumula în ¡esuturile vegetale ¿i animale din mediul acvatic.

18C

193

♦ Parametrii de grup biologic. Determinårile au la bazå testarea toxicitå¡ii globale a probei, fårå o extrac¡ie sau o frac¡ionare selectivå prealabilå, astfel încât prezintå dezavantajul imposibilitå¡ii evaluårii naturii componentului (sau compu¿ilor chimici) ce genereazå efectele respective. În plus, aceastå alternativå mai prezintå limitarea cå nu se preteazå la concentra¡ii scåzute de poluan¡i (apå potabilå de exemplu). Prin cuplarea cu o extrac¡ie selectivå prealabilå (a frac¡iei de compu¿i hidrofobi de exemplu) urmatå de analize toxicologice se pot elimina în bunå måsurå cele douå limitåri mai sus precizate putându-se ob¡ine informa¡ii toxicologice ale parametrilor de grup definite.

4.2.2. TEHNICI DE EXTRACºIE ªI FRACºIONARE

Trei opera¡ii distincte sau combinate pot prefa¡a analiza chimicå, biochimicå sau biologicå: (1) extrac¡ia: (2) concentrarea ¿i (3) frac¡ionarea.

• Extrac¡ia (fig. 4.8) . Compu¿ii organici cu metalele (dupå transformare prin chelare cu complec¿i extractibili– ditizona¡i ¿.a.) se pot separa din faza apoaså prin: (1) extrac¡ie lichid-lichid cu un solvent imiscibil în apå; (2) adsorb¡ie pe rå¿ini de tip XAD; (3) în fazå solidå ( ) ¿i (4) prin membrane sintetice

(simulare bioconcentrare). Principalele caracteristici urmårite la extrac¡ie sunt: 18C

a) selectivitate, respectiv separarea unei clase de compu¿i chimici urmåri¡i (hidrofobå, complec¿i ai metalelor grele, compu¿i anilinici, nitroderiva¡i etc.) în anumite condi¡ii de pH, liganzi etc.;

b) så fie cantitativå, respectiv clasa urmåritå så se regåseascå în extract într-o propor¡ie reproductibilå, indiferent de concentra¡ie, cu un randament > 90%; nu trebuie fåcutå confuzia între randamentul de extrac¡ie ¿i regåsirea toxicitå¡ii acvatice globale, metalele grele, de exemplu, nefiind separate cu n-hexan;

c) asigurarea concentrårii extractului organic în vederea atingerii limitelor de detec¡ie proprii tehnicilor analitice aplicate.

Extrac¡ie cantitativå a h a

Extrac¡ie prin simulare a bioacumulårii a h

Cxin

Cyin

Czin

Cx ~0 e

Cz ~0 e

Cye~0

Cxa

Cya

Cza

Cxh

Cyh

Czh

Fig. 4.8. Privire comparativå între extrac¡ia cantitativå ¿i cea prin simularea bioacumulårii; a = faza apoaså; h = faza hidrofobå; xxah KKCxCx ;⋅= = coeficientul

de reparti¡ie; x,y,z, sunt substan¡e chimice cu hidrofobicitate crescândå. O alternativå nouå care simuleazå procesele de bioacumulare/bioconcentrare a micropoluan¡ilor organici în organismele acvatice are la bazå utilizarea de

194

membrane speciale cu film de concentrare dispus în partea interioarå. Spre deosebire de extrac¡ia lichid-lichid sau cea în fazå solidå, la aceastå variantå sunt considerate urmåtoarele elemente:

− concentra¡ia remanentå de micropoluan¡i în apå nu trebuie så scadå semnificativ, lucru care se asigurå printr-un raport fazå lipoidicå/apå

1: (V/V); 610− echilibrul de repati¡ie apå/fazå organicå este de ordinul såptåmânilor,

astfel încât metoda este aplicabilå doar la procese de poluare cronicå, nefiind utilizabilå la detectarea unor impurificåri accidentale;

− valorile de corelare între (faza lipoidicå) ¿i factorii de bioconcentrare

se determinå în prealabil la substan¡e etalon. dK

• Concentrare. Solu¡ia cea mai simplå o constituie evaporarea unui volum de probå de apå într-o propor¡ie necesarå atingerii limitelor de detec¡ie a tehnicilor analitice. Aplicatå pentru unele måsuråtori radiochimice, aceastå variantå prezintå dezavantajul cå, alåturi de specia chimicå urmåritå, se concentrazå propor¡ional ¿i restul de componen¡i (exclusiv compu¿i volatili), astfel încât raportul dintre concentra¡ia substan¡ei urmårite ¿i fond (matrice) råmâne acela¿i. De aceea, pentru micropoluan¡ii organici se apeleazå la o extrac¡ie selectivå urmatå de concentrarea fazei organice (evaporare sub vid, liofilizare, ultrafiltrare, osmozå inverså). Dacå se apeleazå la evaporare, trebuie ¡inut cont de temperatura de volatilizare (fierbere) a solventului ¿i de cea a

compusului urmårit, ultima trebuind så fie cu cel pu¡in 10oC superioarå primeia,

în caz contrar alåturi de solvent îndepårtându-se din sistem ¿i compusul extras.

• Frac¡ionare. Efectuatå direct la proba de apå sau dupå extrac¡ie, frac¡ionarea permite separarea componen¡ilor func¡ie de greutatea molecularå (ultrafiltrare) sau proprietå¡i hidrofobe (HPLC– fazå inverså). O privire comparativå asupra tehnicilor precizate mai sus ¿i a posibilitå¡ilor de cuplare în vederea determinårilor de parametri de grup este prezentatå în tabelul 4.10, cu men¡iunea cå analizele in vitro asupra inhibårii activitå¡ii enzimatice (A. Ch. E.), efectuate pe bioconcentratele de simulare, reprezintå una din solu¡iile de perspectivå în monitoringul amestecurilor complexe de compu¿i toxici. În cele ce urmeazå, se prezintå succint principalele tehnici de extrac¡ie ¿i frac¡ionare cu punctarea elementelor legate de: (1) principiul metodei; (2) selectivitatea separårii; (3) aplica¡ii în determinåri cantitative prin simularea bioconcentrårii ¿i (4) performan¡e/ limitåri proprii.

Tabelul 4.10

195

Combina¡ii existente (D) sau posibile (P) la extrac¡ia cantitativå (Q) sau biomimetricå (B) a parametrilor de grup

Tehnicå extrac¡ie/parametri

grup

Extrac¡ie lichidå

XAD

EFS(1)

Discuri de

extrac¡ie

MSP(2)

MEFS(3)

OV(4) QD(5) QD,BP QD QD,BP BP BP

OP(6) QD QD,BP QD QD,BP BP BP

ON(7) QD QD,BP QD QD,BP BP BP

OSn(8) QP QD,BP QP QD,BP BP BP

VPO(9) - QD,BP QP QD,BP BP -

NBP(10) QP QD,BP QP QD,BP BP -

EROD(11) - QD,BP12 QP QD,BP BP -

AchE(12) - QD,BP12 QP QD,BP BP -

Microtox - QD QD QD

Ames - QD QD QD

(1) extrac¡ie în fazå solidå; (2) MSP; (3) microextrac¡ie în fazå solidå; (4)organohalogenate; (5) QD – extrac¡ie cantitativå; OP – extrac¡ie posibil cantitativå; BD- extrac¡ie biomimetricå; BP- extrac¡ie posibil biomimetricå; (6) compu¿i organofosforici; (7) compu¿i organici cu azot; (8) compu¿i organostanici; (9) presiunea osmoticå de vapori; (10) 4-nitrobenzenpiridinå; (11) 7-etoxi-rezofurin; (12) acetilcolinesterazå.

4.2.2.1. Extrac¡ie lichid-lichid (l-l). Metoda are la bazå utilizarea unui solvent nemiscibil cu apa (eter de petrol, n-hexan) pentru extrac¡ia unei clase de substan¡e organice din apå (produse petroliere, EOX ¿.a.). De men¡ionat cå randamentul de regåsire este superior tehnicii de extrac¡ie în fazå solidå. Datoritå pierderilor în unii componen¡i (fenoli, alcani cu catenå lungå ¿.a.), nu este recomandatå deshidratarea fazei organice cu sulfat de sodiu anhidru.

− Extrac¡ia l-l este selectivå pentru substan¡e organice de tip hidrofob, cu greutate molecularå micå. Gråsimile cu greutate molecularå mare se extrag, totu¿i, ¿i în faza organicå Comparativ cu extrac¡ia în fazå solidå, randamentul de extrac¡ie ¿i selectivitatea sunt superioare.

− De regulå, solven¡ii folosi¡i (eter de petrol, n-hexan) la un raport de 0,1:1,0 V/V cu apa extrag practic tot con¡inutul de substan¡e hidrofobe din apå, astfel încât aceastå tehnicå nu poate fi adoptatå la extrac¡iile de tip biomimatic (simulare bioacumulare).

196

− Grupele de determinan¡i pentru n-hexan sau eter de petrol sunt substan¡ele organice pe bazå de X, N, P, S (analize elementare), EOX, EON, EOS, EOP (pesticide organofosforice), produse petroliere, fiind deci parametri de grup.

4.2.2.2. Cårbune activ.

− Procedeul are o gamå de aplicabilitate mai restrânså (AOX), întrucât de¿i cårbunele activ permite separarea unei game largi de substan¡e organice hidrofobe, desorb¡ia cantitativå este dificil de realizat.

− Selectivitatea de separare este relativ scåzutå, alåturi de substan¡ele hidrofobe fiind re¡inute ¿i cele hidrofile sau compu¿ii organici volatili, func¡ie de pH-ul fazei apoase. Astfel, carbonul organic dizolvat ¿i clasele de AOX se adsorb pe cårbunele activ la pH 2.

− Cuplarea cårbunelui activ cu extrac¡ii de tip biomimetric este realizabilå prin alegerea unui raport corespunzåtor între cantitatea de cårbune ¿i faza apoaså urmatå de microfiltrare.

− Cårbunele activ permite separarea unei game extinse de parametri de grup cu condi¡ia ca analiza ulterioarå så se bazeze pe combustie (X, S, N).

4.2.2.3. Rå¿ini microporoase de tip XAD.

− Pe bazå de polimeri sintetici, rå¿inile de tip XAD permit, func¡ie de pH-ul fazei apoase, re¡inerea ¿i concentrarea substan¡elor hidrofobe, care ulterior sunt eluate cu un solvent organic (etanol, ciclohexan, diclormetan, acetat de etil, acetonå etc.). Pentru sensibilitå¡i mai mari, se evaporå eluatul la volume mici (post concentrare). Randamentul de re¡inere este indicat de diametrele mari ale porilor rå¿inii, prevenind efectele de excludere. Func¡ie de tipul rå¿inii, re¡inerea poate fi selectivå pentru o anumitå claså de compu¿i organici. Astfel, rå¿ina de tip XAD-4 prezintå o afinitate mare pentru substan¡ele aromate cu greutate molecularå scåzutå, în timp ce XAD-7, XAD-8 sunt selective pentru substan¡ele humice. ¥n general, procesele de re¡inere pe rå¿ini XAD au la bazå urmåtoarele mecanisme: (1) interac¡iuni de tip Van der Waals; (2) disolu¡ia compusului în materialul rå¿inii; (3) excluderea de loc a componen¡ilor cu volum molar ridicat ¿i (4) solubilitatea substan¡elor organice în apå.

− De men¡ionat totu¿i cå o serie de structuri hidrofile, compu¿i polari ¿i ioniza¡i se pot re¡ine pe rå¿inile de tip XAD, selectivitatea acestora fiind mai scåzutå comparativ cu extrac¡ia de tip lichid-lichid.

− La pH neutru, se re¡in cele mai multe substan¡e organice cu caracter neutru ¿i greutate molecularå scåzutå (hidrofobe). În acelea¿i condi¡ii se re¡in

197

înså ¿i unele substan¡e tensioactive. Acizii organici se separå la pH 2, în timp ce aminele sunt re¡inute la pH 8.

− Extrac¡iile de tip biomimetic pot fi realizate ¿i prin utilizarea rå¿inilor de tip XAD-4 ¿i XAD-8 în raport de greutate cu apa de 1:1, randamentele de regåsire fiind ridicate pentru compu¿ii nepolari ¿i semipolari. Dacå cantitatea de rå¿ini este de 5 mg, iar volumul de apå de 10 l, se pot crea condi¡ii pentru o extrac¡ie biomimeticå pânå la log = 6. owK

− De regulå, rå¿inile de tip XAD sunt folosite pentru preidentificarea substan¡elor organice hidrofobe din ape, cu aplica¡ii particulare la cele cu efecte mutagenetice prin cuplare cu testele de tip Ames.

4.2.2.4. Sorben¡i cu grupåri silicice.

− Extrac¡ia în fazå solidå utilizând cartu¿e de tip apeleazå la particule

de silice (diametru aproximativ 40 microm) derivatizate la siloxani, mecanismele de reten¡ie având la bazå: (1) interac¡iuni hidrofobe între solu¡ie ¿i catenele de carbon; (2) pun¡i de hidrogen ¿i (3) interac¡iuni ionice între compu¿ii ioniza¡i ¿i grupårile silanal disociate.

18C

− La pH neutru, fazele solide de octadecil ¿i octil sunt selective pentru compu¿ii hidrofobi neionici. În condi¡ii acide (pH~2) se extrag atât o serie de acizi organici cu greutate molecularå scåzutå, cât ¿i compu¿i organici neionici. În mediu alcalin (pH~12) se re¡in cele mai multe baze organice cu greutate molecularå micå. Dacå se apeleazå la faze solide cu pori mari (cca. 30 nm), se pot extrage ¿i macromolecule.

− Datoritå diametrelor mici ale particulelor (40 microm), extrac¡ia biomimeticå este impracticabilå.

− Metoda este utilizabilå la separarea unei serii importante de parametri de grup, indicându-se a fi urmatå de teste biochimice ¿i biologice.

4.2.2.5. Cartu¿e de copolimeri.

− O alternativå relativ recentå o constituie separare pe discuri de filtrare, la care se folosesc particule de copolimeri de stirendivinil benzen re¡inute pe fibre de teflon. Proba de apå este pompatå sau aspiratå prin astfel de discuri, ulterior urmând o urcare ¿i eluare.

− În mediu neutru fazele solide de octadecil sunt selective la compu¿i hidrofobi neionici cu greutate molecularå scåzutå (pori cu diametre mici, 30 nm).

− Prin utilizarea unui raport apå/fazå solidå de /1 se poate asigura o extrac¡ie prin reparti¡ie (diferen¡iatå de cea cantitativå), creându-se condi¡ii aproximative de simulare a bioacumulårii în mediu acvatic (4-40 mg fazå solidå la 2-10 l fazå de apå).

610

198

− Cantitå¡ile de substan¡å hidrofobå se determinå ulterior prin tehnici GC-MS, pentru clasele de bioconcentrate de tip BOX, BOP sau BON. Este posibilå cuplarea extractului biomimetic cu måsuråtori enzimatice (de exemplu, A Ch E). De subliniat faptul cå, întrucât extrac¡ia biomimeticå a simulat deja re¡inerea prin bioacumulare în mediul acvatic, nu mai sunt relevante testele de ecotoxicitate (ar corespunde unei duble bioconcentråri).

4.2.2.6. Membrane semipermeabile.

− În aceastå tehnicå se utilizeazå tuburi de polietilenå umplute cu trioleinå (lipidå de pe¿ti purificatå) care sunt imersate în apå (râu, lac), substan¡ele organice cu greutate molecularå scåzutå (sub 600) trecând în fazå lipidicå pe parcursul a câtorva såptåmâni (K/w – apå/lipidå ~ ). Componen¡ii organici

din faza lipidå sunt dizolva¡i în hexan (extrac¡ie inverså), suportul de lipidå råmânând în interiorul tubului de polietilenå.

owK

− Procedeul monitorizeazå prezen¡a in situ a compu¿ilor biodisponibili din apå, dar are dezavantajul unei rate de difuzie scåzute, nefiind posibilå o descre¿tere matematicå a cinematicii aferente, respectiv a biodisponibilitå¡ii. În consecin¡å, aceasta se încadreazå în cele de tip biomimetic, fiind indicat ca extractele de hexan så fie folosite atât la analizele elementare, cât ¿i la determinårile biochimice.

4.2.2.7. Microextrac¡ia în fazå solidå.

− Reprezentând o alternativå recentå de extrac¡ie, metoda constå în imersarea în proba de apå, pe parcursul a câtorva ore, a fibrei de plastic acoperite cu un film de polidimetilsiloxan sau poliacrilat. Micropoluan¡ii organici dizolva¡i în apå se re¡in prin reparti¡ie pe film dupå ore, prin termodesorb¡ie sunt analiza¡i calitativ ¿i cantitativ prin GC-MS (determinårile MS, servind în spe¡å la determinarea concentra¡iilor molare totale în amestecuri de substan¡e organice).

− În mediu neutru de pH, faza polimericå este selectivå pentru compu¿i neionici hidrofobi. La pH acid (~ 2,0) se re¡in acizii organici cu greutate molecularå scåzutå, în timp ce la pH ~ 12 componen¡ii extra¿i se referå la baze organice.

− Fiind încå în faza de cercetare, nu se poate defini dacå tehnica desemnatå mai sus se încadreazå în procedeele de bioconcentrare sau nu. ¥n principiu, filmele de polidimetil siloxan sunt mai indicate, comparativ cu cele de poliacrilat, apropiindu-se mai mult de proprietå¡ile octanului.

4.2.2.8. Coloane schimbåtoare de ioni.

− Atât acizii humici, cât ¿i alti acizi organici cu greutate molecularå scåzutå pot fi izola¡i din apå prin coloane anionice, dupå care sunt elua¡i cu NaOH. Metoda este mai pu¡in preciså la separarea compu¿ilor toxici.

199

4.2.2.9. Osmoza inverså.

− Randamente de circa 90% în separarea compu¿ilor organici cu greutate molecularå ridicatå pot fi atinse prin utilizarea osmozei simple. Procedura are înså dezavantaje similare cu cele enumerate la paragraful 4.2.2.8.

4.2.2.10. Cromatografie lichidå cu fazå inverså.

− Coloane de tip cu fazå inverså, hidrofobå, pot fi adaptate pentru

frac¡ionarea extractelor organice, func¡ie de proprietå¡ile hidrofobe ale acestora; fiind o tehnicå de separare bazatå pe hidrofobicitate, rezultatele pot fi exprimate prin coeficien¡i de parti¡ie octanol/apå ( ), din care se poate aprecia

poten¡ialul de bioacumulare.

18C

owK

− Metoda permite determinarea cantitativå a unei game largi de indicatori de grup, fiind posibile atât determinåri analitice, cât ¿i separåri preparative pentru teste toxicologice, în ultimul caz fiind necesarå îndepårtarea prealabilå a solventului (prin evaporare ¿i reluarea rezidului cu apå).

4.2.2.11. Ultrafiltrare.

Aceastå tehnicå constå în separarea componen¡ilor func¡ie de volumul (greutatea) molecular, din faza apoaså sau extract organic, pH-ul, tåria ionicå având un efect determinant la compu¿ii ionici.

− Se poate aprecia cå frac¡iunile corespunzåtoare greutå¡ilor moleculare scåzute (sub 500) reflectå componentele u¿or bioacumulabile în ecosistemele acvatice ¿i sunt cele mai relevante pentru testele de toxicologie.

4.2.3. DETERMINÅRI SELECTIVE ALE UNOR CLASE DE COMPUªI CHIMICI,

RELEVANTE DIN PUNCT DE VEDERE TOXICOLOGIC

În cele ce urmeazå se vor prezenta succint principalele tipuri de metode chimice, biochimice ¿i biologice utilizate la determinarea parametrilor de grup.

4.2.3.1. Determinåri chimice.

− Clasa de compu¿i organohalogena¡i absorbabili (AOX) din ape se determinå prin acidularea probei de apå cu acid azotic (pH = 2) ¿i agitarea cu cårbune activ, interferen¡ele cauzate de cårbunele anorganic fiind înlåturate cu o coloanå schimbatoare de ioni. Faza solidå ob¡inutå dupå filtrare este supuså combustiei la 850-10000C, în prezen¡å de oxigen, când carbonul este

transformat în , iar X în HX. 2CO

200

Faza gazoaså este barbotatå printr-o solu¡ie de prindere (C COOH ¿i ),

conducând la formarea de AgX, respectiv la descre¿terea concentra¡iei de ,

måsuratå cu EIS . Prin titrarea coulometricå se readuce concentra¡ia de

la valoare ini¡ialå, curentul folosit fiind propor¡ional cu cantitatea de AOX. ¥n situa¡ia când se urmåre¿te concentra¡ia de EOX, procedura este similarå, cu deosebirea cå în prealabil se prevede o fazå de extrac¡ie cu eter de petrol, urmatå de concentrarea extractului, tratarea cu 10% hexadecan ¿i injectarea a 0,5-1 ul/sec. din ultimul sol-vent în coloanå, la temperatura de 450-500

3H +Ag+Ag

+Ag +Ag

0C. Reziduul de apå

este apoi supus com-bustiei, urmårindu-se determinarea în conformitate cu procedura descriså la AOX.

De men¡ionat cå måsuråtorile de AOX nu furnizeazå informa¡ii asupra capacitå¡ii de bioacumulare a compu¿ilor determina¡i, indicatorul EOX fiind

mai elocvent în acest sens, mai ales prin cuplåri cu extrac¡ii de tip biomimetic.

− Compu¿ii de tip organo-fosforici (EOP) se extrag din apå cu rå¿ini de tip XAD, în condi¡ii acide. Faza solidå se supune combustiei la 11000C sub curent

de hidrogen, produ¿ii de reac¡ie fiind colecta¡i în azot lichid (-1900C). Fosfina

ob¡inutå pe aceastå cale este volatilizatå prin încålzire la 150-2000C, dupå care

este separatå pe o coloanå gaz-cromatograficå ¿i måsuratå prin integrarea semnalului furnizat de un detector flamfotometric la 526 nm. Parametrul EOP, respectiv compu¿ii hidrofobi pe bazå de fosfor, furnizeazå

unele informa¡ii privitoare la frac¡ionarea OP poten¡ial bioacumulabil. Prin combinarea cu extrac¡ia biomimeticå se poate determina selectiv clasa de

compu¿i organo-fosforici bioconcentrabili la nivel sub 0,2 µg/l. De men¡ionat cå între determinårile de EOP ¿i gradul de inhibi¡ie al AchE nu existå o corela¡ie

directå, astfel încât se acceptå ideea cå måsuråtorile de EOP nu cuprind pesticide organo-fosforice ai compu¿ilor de origine antropogenå de tipul tributil fosfat, trietil fosfat ¿i trimetil tiofosfat utiliza¡i la fabricarea materialelor plastice,

concentra¡ii de 0,1-1µg/l fiind, de exemplu, detectate în apele Rinului.

− Compu¿ii organici cu con¡inut de azot se determinå din extractele organice, prin injectare într-un sistem de combustie în prezen¡a de hidrogen ¿i

catalizator de nichel unde compu¿ii de tip ON sunt transforma¡i la 8500C în ,

acidul clorhidric ¿i hidrogenul sulfurat fiind îndepårta¡i cu hidroxid de litiu la

350

3NH

0C. Amoniacul este determinat prin titrare coulometricå automatå la pH 5,5 în

prezen¡å de . Cre¿terea de pH datoratå reac¡iei se

måsoarå cu un electrod de pH care controleazå regenerarea coulometricå a ionilor

de pânå la atingerea pH-ului ini¡ial. Din integrarea curentului consumat se determinå cantitatea totalå de moli de amoniac filtrat, limita de detec¡ie fiind 0,1µgN/l.

42SONa ++ →+ 43 NHHNH

+H

201

Compu¿ii de tip EON, la pH 7,0 sunt de origine antropogenå, fiind rele-van¡i din punct de vedere toxicologic. Interferen¡ele posibile ale aminoacizilor sunt prevenite prin utilizarea unui pH neutru la opera¡ia de extrac¡ie.

− Compu¿ii organostanici, deosebit de toxici pentru ecosistemele acvatice, sunt extra¿i cu un solvent ¿i analiza¡i prin GC – SAA la 303,4 nm.

4.2.3.2. Determinåri biochimice.

− Pesticidele organofosforice ¿i cele de tip carbamic conduc la inhibarea acti-vitå¡ii acetilcolinesterazei într-un procent propor¡ional cu concentra¡ia ¿i toxicitatea acestora în apå. Determinårile constau în extrac¡ia prealabilå a compu¿ilor organo-fosforici, evaporarea solventului, dizolvarea reziduului în tampon Triss, incubarea pentru o perioadå de 10-30 minute cu AchE ¿i måsurarea pantelor de descre¿tere a pH-ului în sistemul AchE, acetilcolina. Sistemul poate fi automatizat prin imobilizarea AchE ¿i adaptarea poten¡iometriei la curent redus, substratul fiind iodura de butiltiocolinå. De men¡ionat cå în amestecul de pesticide organofosforice sensibilitatea determinårilor este direct propor¡ionalå cu toxicitatea compusului respectiv, lucru deosebit de relevant din punct de vedere toxic (tab. 4.11).

Tabelul 4.11

Corela¡ia dintre sensibilitatea dozårilor enzimatice ¿i toxicitatea unor pesticide organofosforice

Pesticide

Sensibilitate

∆p/∆t/µgP

Limitå de detec¡ie

(µg)

iK

(µM)

Concentra¡ie pentru

50I

(µg)

Toxicitate

TLm 96h (mg/l)

DDPV 2,000 0,001 4,20⋅ 610− 0,030 -

Peration 0,350 0,005 0,48⋅ 610− 0,075 1,60

Bromfos 0,040 0,020 1,15⋅ 310− 0,500 2,14

Malation 0,017 0,200 8,20⋅ 310− 3,300 12,50

Dipterex 0,002 1,000 3,10⋅ 110− 12,500 51,00

Rogor - 50,000 - 1500,0 -

4.2.3.3. Determinåri biologice. Tabelul 4.12 prezintå sumarizat principalele teste biologice de laborator pentru determinarea toxicitå¡ii. Pentru determinarea efectelor posibil cancerigene sau mutagenice, se folosesc teste pentru bacterii (testul Ames).

Tabelul 4.12

202

203

Principalele tipuri de teste biologice

Tipul testului Organisme testate Parametru urmårit Teste de laborator (acute) la o singurå specie de subiec¡i

Pe¿ti Letalitate

Dafnie* Letalitate, imobilizare Luminescen¡å bacterialå* Emisie de luminå Bacterii Test Ames Efecte mutagenice Bacterii Test Mutatox Efecte mutagenice Teste(sub)cronice Alge* Cre¿tere popula¡ie Dafnie Reproducere Pe¿ti Cre¿tere Teste pe ¡esuturi în vitro Cre¿tere, letalitate,

histopatologie *Posibilitå¡i de automatizare

4.2.4. PRIVIRE COMPARATIVÅ ASUPRA TEHNICILOR DE LUCRU

În figura 4.9 ¿i tabelele 4.13 ¿i 4.15 se prezintå o privire de ansamblu asupra performan¡elor, limitårilor ¿i aplica¡iilor tehnicilor de extrac-¡ie/frac¡ionare a micropoluan¡ilor organici din ape, urmåtoarele informa¡ii rezultând în acest sens:

− Tehnicile de extrac¡ie biomimeticå, în curs de dezvoltare, au avantajul de a simula procesul de bioconcentrare al poluan¡ilor de cåtre biocenozele acvatice.

− Extrac¡ia lichid-lichid este recomandabilå dacå randamentele de regåsire sunt mai mari de 80%.

− Microextrac¡iile în fazå solidå de tip biomimetic, cuplate cu analizele de tip GCR-MS, sunt cele mai eficiente din punct de vedere al operativitå¡ii (sub o zi).

− Unii dintre parametii de grup nu conferå informa¡ii directe asupra toxicitå¡ii poten¡iale.

− Parametrii biochimici servesc ca biomarkeri ai toxicitå¡ii acvatice.

− Din combinarea extrac¡iei selective-teste biologice se pot ob¡ine informa¡ii cu grad superior de specificitate asupra compu¿ilor chimici.

− Este recomandabil, din punct de vedere al raportului eficien¡å/cost, så se determine parametrii de grup chimic ¿i biochimic din care se poate anticipa toxicitatea acvaticå poten¡ialå.

− Analizele pe extrac¡ie organicå (EOX, EOP, EON) ilustreazå în mai mare måsurå gradul de biodisponibilitate, fiind mai relevante decât cele de tip AOX.

Tabelul 4.13

Privire de ansamblu asupra tehnicilor de extrac¡ie a micropoluan¡ilor organici din ape

Tehnica Selectivitate Caracteristici (1) Parametri de grup Eficien¡a (3,4) de extrac¡ie compu¿i posibilitå¡i de

bioacumulare(2)Extrac¡ie - Hidrofobici Cantitative EOX, EOP, EON, EOSn, slabå lichid-lichid - neioniza¡i GC-MS a) - unicå mG

XAD - 4 - Hidrofibi Cantitative EOX, EOP, EON, EOSn, rezonabilå pH = 7 - neioniza¡i Biomimetice GC-MS, NBP, AchE, (1-2 zile) b) - polari Ames - = micå mG

XAD - 8 - Hidrofobi Cantitative EOX, EOP, EON, EOSn, rezonabilå pH = 2 - acizi Biomimetice GC-MS, NBP, EROD, (1-2 zile) c) - mare ¿i micå mG AchE, Ames

Cårbune activ - Hidrofobi Cantitative AOX superioarå d) - Hidrofili Biomimetice - Acizi - mare ¿i micå ( ) mG

Silice Hidrofobi Cantitative EOX, EOP, EON, EOSn, superioarå e) Polari GC-MS, NBP, EROD, faze cu selectivitate specialå AchE, Ames, toxici

204

205

Tabelul 4.13 (continuare)

Tehnica Selectivitate Caracteristici (1) Parametri de grup Eficien¡a (3,4)

de extrac¡ie compu¿i posibilitå¡i de bioacumulare(2)Cartu¿e - Hidrofobi Cantitative EOX, EOP, EON, EOSn, 1-2 såptåmâni pH = 7 - Polari Biomimetice GC-MS, NBP, EROD, (biomimetic) f) - micå ( ) mG AchE, Ames, toxici

membrane - Hidrofobi Biomimetice EOX, EOP, EON, EOSn, doar extrac¡ie de teren semipermeabile - Polari GC-MS, NBP, EROD, (4 såptåmâni) g) - micå mG AchE

extrac¡ie în fazå - Hidrofobi Biomimetice EOX, EOP, EON, EOSn, foarte eficient solidå - Polari GC-MS (sub o zi) h) - micå mG

= greutate molecularå scåzutå; (1) aplica¡ii posibile; (2) extrac¡ii biomimetice simuleazå acumularea micropoluan¡ilor organici

de biocenoze respectiv determinan¡i în grup ai extractelor biomimetice reflectå în principal concentra¡iile interne ale compu¿ilor în biocenoze; (3) timp de analizå sub o zi; (4) costuri moderate.

mG

− Determinarea concentra¡iilor molare totale de compus organic, combinatå cu tehnicile de extrac¡ie de tip biomimetic, permite aprecierea unor efecte de narcozå, din acest punct de vedere måsurarea presiunii de vapori osmoticå fiind recomandabilå ca o nouå alternativå. În acela¿i context, analizele de tip GC-MS permit determinarea concentra¡iilor molare totale de micropoluan¡i organici la nivel de concentra¡ii scåzute.

Tabelul 4.14

Privire de ansamblu asupra tehnicilor de frac¡ionare a unor micropoluan¡i organici din apå sau extracte organice

Tehnici de frac¡ionare

Selectivitate Determinan¡i de grup Eficien¡å

Fazå reversibilå pentru HPLC

compu¿i hoidrofobi EOX, EOP, EON, EOSn, GC-MS, VPO, NBP, EROD, AchE, teste biologice

rezonabilå

Ultrafiltrare dimensiune ¿i greutate molecularå

- idem - rezonabilå

Cromatografie - idem - - idem - rezonabilå

Tabelul 4.15

Privire comparativå asupra parametrilor de grup chimici, biochimici ¿i biologici ¿i relevan¡a din punct de vedere toxicologic

Grupa de parametri

Informa¡ii asupra toxicitå¡ii acvatice

OX - Contaminare antropogenå - Compu¿i toxici în efluen¡i

OP - Contaminare antropogenå - Nu se includ pesticide organofosforice

ON - Polare antropogenå OSn - Toxicitate foarte ridicatå - poluare antropogenå GC-MS - Toxicitate superioarå

- Parametri de sumå VPO - Estimarea concentra¡iei molare totale interne

- Efecte narcotice NBP - Indicator de reactivitate EROD - Biomarcher AchE - Biomarcher - pesticide organofosforice bioevaluare - Indicator al toxicitatii acvatice Test Ames - Indicator pentru compu¿i cu efect mutagenetic sau poten¡ial

cancerigen

206

PROBÅ DE APÅ; resurse efluen¡i

Determinåri directe parametri de grup (ch.,biochim., biologice)

• doar la conc. mari (efluen¡i)

• toxicitate globalå

• Extrac¡ie cantitativå + • preconcentrare

• selectivå pe clase • nu simuleazå

procesele de bioacumulare

EXTRACºIE resurse de apå efluen¡i

Extractie biomimeticå

• neselectivå • simuleazå capacitate

poten¡ialå de bioacumulare

Func¡ie de hidro-fibicitate

• neselectivå • micropoluan¡i

organici poten¡ial u¿or asimilabili

FRACºIONARE • resurse de apå • efluen¡i

Func¡ie de greutate molecularå

• neselectivå • micropoluan¡i

poten¡ial u¿or asimilabili

• Analize elementare • Analize molare

(neselective)

• neselectivå

• Analize specifice chimice

• toxicitate individualå

• Teste biochimice • toxicitate selectivå pe clase compu¿i chimici

DETERMINÅRI CLASE/SPECII MICROPOLUANºI -ape naturale/afluen¡i

• Teste de toxicitate (biologice)

• toxicitate globalå/selectivå/ specificå

• Analize chimice selective

• toxicitate selectivå

Fig. 4.9. Privire de ansamblu asupra diferitelor combina¡ii posibile între indicatorii de grup.

207

4.3. BIOMONITORING

Diferitele interpretåri ale denumirilor aferente variabilelor biologice sau observa¡iilor biologice conduc la confuzii, astfel încât se precizeazå cå din punct de vedere al con¡inutului, în prezentul capitol biomonitoringul se referå la:

− monitorizarea bioacumulårii prin måsuråtori ale concentra¡iilor chimice din materialele biologice;

− monitorizarea toxicitå¡ii prin måsuråtori ale råspunsurilor biomoleculare ¿i fiziologice ale organismelor individuale la agen¡ii toxici, prin experimentåri la care se includ sistemele de bioevaluåri ¿i cele biologice de alarmare;

− monitorizarea ecosistemelor prin måsuråtori asupra integritå¡ii ecosistemelor, respectiv inventarele de specii, densitate, diversitate, specii indicatoare, procese ecologice de bazå etc.

În elaborarea unei strategii opera¡ionale pentru biomonitoring trebuie avute în vedere urmåtoarele obiective distincte:

1. monitoringul toxicitå¡ii efluen¡ilor;

2. monitoringul toxicitå¡ii aferente cursurilor de apå receptoare; 3. monitoringul ecosistemelor resurselor de apå;

4. alarmarea ecotoxicitå¡ii la nivel de efluen¡i ¿i ecosisteme.

Fa¡å de monitoringul chimic, cel biologic se caracterizeazå printr-o serie de avantaje: (1) måsurarea biodisponibilitå¡ii unor componen¡i chimici, prin integrarea concentra¡iilor acestora cu toxicitatea lor intrinsecå; (2) integrarea efectelor la un numår larg de procese individuale ¿i interactive; (3) sensibilitå¡i superioare, costuri mai scåzute ca rezultat al faptului cå råspunsul biologic este de tip integrat, în special la nivele biologice superioare de organizare (reducerea numårului de måsuråtori spa¡io-temporalå). În acela¿i timp, trebuie ¡inut cont cå, singure, måsuråtorile biologice nu pot stabili natura poluårii chimice, ci pot eviden¡ia doar efectele acesteia, astfel încât, cel pu¡in pentru scopurile de management, trebuie apelat, în paralel, la monitoringul chimic. O aten¡ie deosebitå trebuie acordatå variabilelor biologice ce urmeazå a fi monitorizate. În general, se acceptå cå relevan¡a ecologicå este invers propor¡ionalå cu criterii de tipul sensibilitate ¿i specificitate. Efectele sunt reprezentative, dar mai pu¡in sensibile (datoritå alternativelor de circula¡ie într-un ecosistem ¿i mecanismelor complexe de regulare) ¿i afectate de multe perturba¡ii. În schimb, la nivel biomolecular sau al efectelor fiziologice situa¡ia este inverså.

208

Eviden¡ierea efectelor de bioacumulare ¿i în general a celor biologice se poate face doar dacå amplitudinea ¿i durata de expunere la planul perturbator se înscriu în sensibilitatea ¿i timpul de råspuns al procesului biologic afectat, ratelele cele mai lente fiind înregistrate la nivele superioare de organizare biologicå (fig. 4.10). ¥n acest sens se disting trei scåri de înregistrare a efectelor:

− efecte pe termen scurt sau lung;

− efecte locale - efecte la scarå regionalå;

− efecte la nivele scåzute sau la nivele superioare de organizare din punct de vedere ecologic.

PERIOADA DE TIMP IMPACTUL CONTAMINÅRILOR

- Imediat la zile Bioacumulare

- minute la zile råspunsuri

comparative

råspunsuri

biochimice

- ore la såptåmâni råspunsuri fiziologice

råspunsuri morfologice

Biomagnitudine

Impact la :

•organisme individuale

•Popula¡ii

•Comunica¡ii

•Ecosisteme

•Peisaj

- zile la luni

- luni la ani

- luni la secole

Fig. 4.10. Estimarea vitezelor de råspuns ale proceselor biologice grosiere

ca o consecin¡å a unei contaminårii medii.

4.3.1. MONITORIZAREA TOXICITźII EFLUENºILOR

Principalele proprietå¡i urmårite la monitorizarea biologicå a efluen¡ilor se referå la:

209

a) caracteristici de periculozitate:

− toxicitate acutå (de exemplu, mortalitå¡i de pe¿ti), posibil så aparå în imediata vecinåtate a descårcårii;

− toxicitate cronicå, care reflectå extinderea efectelor ecologice subletale posibile la o por¡iune largå a cursului receptor;

− genotoxicitate, efecte mutagenice/cancerigene pentru biocenoze ¿i specia umanå;

− bioacumulare ¿i biomagnitudine, corelate cu efectele de risc pe termen lung ¿i toxicitate la nivel de circula¡ie a hranei.

b) aspecte de modificare:

− persisten¡a toxicitå¡ii, respectiv durata de expunere ¿i aria afectatå a cursului receptor;

− biodisponibilitatea, corelatå cu toxicitatea ¿i dependen¡a de procesele de transport;

− reactivitate ¿i toxicitate combinatå (pozitivå sau negativå);

− dilu¡ie efluent/emisar.

4.3.1.1. Obiective. Pentru monitorizarea toxicitå¡ii efluen¡ilor se disting cinci obiective principale:

1. Testarea, respectiv evalurea progreselor oferite de tehnologiile adaptate pentru reducerea poluårii chimice;

2. Evaluarea încadrårii în condi¡iile de evacuare (standarde, autoriza¡ii de descårcare), din punct de vedere al criteriilor toxicologice;

3. Prevenirea, respectiv reducerea efectelor adverse asupra cursului receptor;

4. Alarmarea în caz de poluåri accidentale; 5. Anticiparea efectelor la cursul receptor.

Primele trei obiective sunt strâns legate de func¡iunea de control al biomonitoringului, obiectivul 4 se coreleazå cu cea de alarmare a poluårii accidentale, în timp ce ultimul obiectiv se coreleazå cu func¡iunea de predic¡ie. Referitor tipurile de probe testate, alåturi de regulile prezentate la monitoringul chimic, mai sunt considerate urmåtoarele elemente specifice biomonitoringului:

− organismele test pot fi expuse în flux continuu la efluent, într-o dilu¡ie fixatå care så stimuleze condi¡iile existente în aval de descårcare, solu¡ia servind pentru scopuri de alarmare;

210

− analizele pe probe instantanee (teste de laborator de tip static sau dinamic) care pot conferi informa¡ii privind toxicitatea medie a efluen¡ilor;

− teste pe probe compuse (în timp sau propor¡ionale cu debitul) pentru evaluarea toxicitå¡ii cronice.

4.3.1.2. Tipuri de teste ¿i variabile urmårite. Se disting patru tipuri de teste, diferen¡iate din punct de vedere al condi¡iilor de lucru:

a) teste statice de laborator, cu probe recoltate din efluent ¿i diluate, la care organismele expuse pe toatå durata experimentelor conferå informa¡ii privitoare la toxicitatea acutå aferentå unor componen¡i chimici conservativi;

b) teste intermitente de laborator, la care mediul de testare este reînnoit la intervale de timp egale, pe aceastå cale eliminându-se perturba¡iile cauzate de absorb¡ia unor poluan¡i pe pere¡ii vaselor de testare, volatilizarea sau degradarea acestora, asimilarea de cåtre organismele testate (scåderea concentra¡iei) descre¿terea concentra¡iei de oxigen s.a.;

c) teste în flux continuu de probå de apå diluatå la o propor¡ie doritå, care au alåturi de avantajele precizate la punctul (b) ¿i cel al simulårii condi¡iilor din cursul receptor, apa diluatå fiind prelevatå dintr-o sec¡iune amonte descårcare efluent;

d) teste pe teren în apa din efluent, dar diluatå conform procedurii redate la punctul (c).

La adoptarea schemei de prelevåri ¿i a tipului de testare trebuie considerate o serie de incertitudini, în ceea ce prive¿te aprecierea riscului de afectare a ecosistemelor proprii cursului de apå receptor, în aval de evacuarea efluentului:

− variabilitatea în compozi¡ie ¿i debitul efluentului;

− variabilitatea în compozi¡ie ¿i debitul emisarului;

− incertitudini legate de circula¡ie ¿i transformårile posibile ale poluan¡ilor în efluent (degradare, evaporare) ¿i evaluarea (extrapolarea) efectelor de expunere cronicå sau a sensibilitå¡ii speciilor locale.

4.3.1.3. Exemple de aplicare. În Olanda, testele biologice se aplicå la efluen¡ii uza¡i unde se urmåresc proprietå¡ile mutagenice ¿i caracteristicile legate de persisten¡å, toxicitate (cronicå ¿i acutå) ¿i bioacumulare, dupå care se abordeazå protec¡ia cantitå¡ii resursei de apå (fig. 4.11).

211

ABORDAREA EMISIILOR A. Limitarea poluårii • control proces • alegere materii prime • evaluare surse B. Evaluare din punct de vedere chimic • O2, N, P, compu¿i interzi¿i sau cu regim limitat • substan¡e cancerigene, mutagenetice • persistente • toxicitate cronicå/acutå • bioacumulabile

C. Evaluare biologicå risc : • toxicitate • persisten¡a • efecte mutagenice • bioacumulare CCO / CBO5

D. Evaluare dupa epurare ABORDARE IMISII E. Starea calitå¡ii cursului receptor

(t0C, Cl-, S2+, etc)

Fig. 4.11. Sistemul olandez pentru controlul calitå¡ii apelor.

¥n Suedia, efluen¡ii industriali sunt caracteriza¡i din punct de vedere al compozi¡iei chimce, toxicitå¡ii, capacitå¡ii de bioacumulare ¿i degradabilitå¡ii, conform urmåtoarelor etape:

Etapa 1

− degradabilitate ( /CCO); 7CBO

− toxicitate acutå (pe¿ti, crustacee, alge, plante);

− capacitate de bioacumulare: extrac¡ia cu un solvent organic, urmatå de separarea prin cromatgrafie în strat sub¡ire a compu¿ilor lipofilici (în care se acumuleazå, de regulå, poluan¡i), distan¡a de migrare sau valoarea

dând informa¡ii asupra probabililor factori de bio-concentrare; dupå separare, compu¿ii pot fi analiza¡i prin GC-MS;

fR

− analize chimice, parametri de grup (AOX, TOCl etc).

Etapa 2

− degradabilitate, teste specifice sau identificarea frac¡iunii nedegradabile;

212

− måsuråtori de efecte biologice (teste de toxicitate cronicå ¿i de efecte mutagenice).

Tot la efluen¡ii industriali, recent, în Canada, a fost promovatå o metodologie specificå la care se pot evalua efectele ecotoxicologice poten¡iale prin

urmåtoarele teste de ape uzate fårå dilu¡ie:

a) evaluåri pe bacterii (inhibare, luminescen¡å, Microtox 15 minute expunere, criteriu acut subletal);

b) microevaluåri pe alge (expunere 96 ore, criteriu subletal cronic, inhibarea multiplicårii);

c) teste pe crustacee (expunere 7 zile, criteriu cronic, letalitate ¿i inhibarea reproducerii);

d) teste de genotoxicitate pe bacterii.

Pentru testele de tip (a), (b) ¿i (d) probele de efluent sunt påstrate timp de 5 zile la întuneric ¿i la temperatura camerei, dupå adaos de nutrien¡i ¿i substrat

microbian pentru simularea epurårii biologice. Toate rezultatele sunt exprimate în unitå¡i de toxicitate (UT), maximum de valoare fiind 10 UT/efluent, calculul indexul UT bazându-se pe rela¡ia:

Efect Ecotoxic Poten¡ial = log

⎥⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

⋅+∑= Q

N

UTn

N

ii

11 , (4.8)

unde:

N este numårul total de teste efectuate; n - numårul de teste care indicå toxicitatea;

Q - debitul de efluent în 3m /h.

4.3.2. TESTE DE TOXICITATE LA RESURSE DE APE

Spre deosebire de efluen¡i, la apele de suprafa¡å condi¡iile de biomonitoring sunt diferen¡iate cel pu¡in din punct de vedere al concentra¡iei de poluan¡i (net scåzute), tipului acestora (o gamå mult mai largå) ¿i efectului pe care îl au asupra ecosistemelor acvatice.

4.3.2.1. Obiective. Efectuate atât pentru ape, cât ¿i pentru sedimente, testele biologice la resursele de apå au ca obiectiv principal confirmarea existen¡ei unor condi¡ii toxice, respectiv identificarea unor componen¡i, al¡ii decât cei decela¡i la efluen¡i (surse difuze de poluare). De asemenea, prin aceste teste se pot

213

evalua efectele combinate ale evaluårilor multiple, cele de aditivitate, antagonism sau sinergism, biomonitoringul la acest nivel îndeplinind func¡iunea de semnalizare în controlul poluårii. Alåturi de regulile generale redate la capitolul 3, selec¡ionarea sta¡iilor de monitoring este deosebit de importantå; trebuie considerate urmåtoarele elemente specifice:

− subiec¡ii trebuie testa¡i pe ape prelevate în amonte ¿i aval de descårcarea efluen¡ilor;

− de regulå, se iau în considerare situa¡iile la care dilu¡ia este maximå.

4.3.2.2. Tipuri de teste. În general, se disting urmåtoarele tipuri de teste, utilizate frecvent la resurse de ape:

a) teste in situ pentru care criteriile urmårite se referå la mortalitate, cre¿tere, reproducere, în paralel urmårindu-se ¿i determinan¡ii chimici de bazå

( pH, t2OoC, turbiditate etc.);

b) teste de laborator; pentru caracterizarea toxicitå¡ii subcronice, alimentarea cu probe de ape fiind în flux intermitent;

c) teste de laborator pe probe de ape de suprafa¡å concentrate.

4.3.2.3. Exemple de aplicare. Pentru Olanda, programul de ecotoxicologie cuprinde 14 sta¡ii pentru care la intervale de patru ani se efectueazå urmåtoarele måsuråtori ¿i teste:

− acumularea de metale grele (Cd, As, Zn, Cu, Pb, Hg = total ¿i metilmercur), cât ¿i o serie de micropoluan¡i organici (PCB, OCB, PAH) în ¡ipari;

− bioteste cu apå de suprafa¡å concentratå, pe dafnie ¿i bacterii luminescente;

− bioteste semicronice pe sedimente cu chironomide ¿i dafnii.

O metodologie similarå este aplicatå ¿i în Canada, la care se utilizeazå în principal urmåtoarele teste: (1) inhibarea cre¿terii algelor; (2) teste pe crustacee ¿i (3) modificåri luminescen¡å bacterii.

4.3.3. MONITORIZAREA RÅSPUNSULUI ECOSISTEMELOR

LA AGENºII POLUANºI

Comunitå¡ile biologice ac¡ioneazå ca monitoare continui ale calitå¡ii apei, integrând efectele amestecului de poluan¡i. Cu toate acestea, cauzele generatoare

214

de toxicitate nu se pot determina decât dacå se efectueazå, în paralel, urmåtoarele tipuri de måsuråtori la apå:

− caracteristici fizice: adâncime, compozi¡ie substrat, debit, turbiditate, temperaturå etc.

− caracteristici chimice: concentra¡ia de nutrien¡i, såruri, oxigen dizolvat, pH, substan¡e organice degradabile etc.

− caracteristici biologice: inventare asupra incidentelor biochimice ¿i

devia¡iilor morfologice, ecoepidemiologice, inventarul structurii biologice (liste

de specii) ¿i evaluåri ale func¡iunilor biologice.

Starea fizico-chimicå a apei reflectå condi¡ia de habitat pentru comunitå¡ile

biologice care poate fi afectatå direct sau indirect de cåtre poluan¡ii chimici.

4.3.3.1. Obiective. Monitorizarea råspunsului ecosistemelor la agen¡ii

poluan¡i are ca obiective eviden¡ierea in situ a integritå¡ii ecologice.

4.3.3.2. Tipuri de monitoring. ¥n acest sens se disting: monitoringul

aspectelor structurale ale ecosistemelor ¿i monitoringul aspectelor func¡ionale la

ecosisteme.

Dupå cum s-a men¡ionat, stuctura biologicå constituie un råspuns integrat al

ecosistemului fa¡å de calitatea mediului, fiind exprimatå prin:

− abunden¡a ¿i distribu¡ia de specii;

− stuctura comunitå¡ii (compozi¡ie specii);

− stuctura troficå.

Aspectele func¡ionale ale ecosistemelor se referå la circuitul mineral ¿i de

energie, procesele cele mai importante cuantificabile fiind:

− productivitate primarå;

− respira¡ie;

− produc¡ie/respira¡ie;

− nitrificare;

− degradare.

4.3.3.3. Exemple de aplicare. În Olanda, biomonitoringul ecosistemelor se

efectueazå prin intermediul acelora¿i sta¡ii, adaptate la supravegherea chimicå ¿i

ecotoxicologicå, observa¡iile referindu-se la:

− abunden¡a fitoplancton, biovolum ¿i compozi¡ie specii;

215

− abunden¡a zooplancton, biomasa ¿i compozi¡ie specii;

− inventarul macrofaunei bentice;

− abunden¡a scoici;

− inventar plante;

− inventar pe¿ti.

Pornind de la intoleran¡a diferitelor familii de nevertebrate la micropoluan¡ii organici, în Anglia s-a dezvoltat un sistem de punctare a calitå¡ii de apå. ¥n figurile 4.12 - 4.13 ¿i tabelul 4.16 sunt prezentate câteva dintre modalitå¡ile de comparare a rezultatelor conferite de biomonitoringul ecosistemelor.

ACTIVITźI SURSE PARAMETRI INDICI

DIRECºI INDICI UTILIZAºI

INDICI DE EFECT

BACTERII

FECALE BQI

POPULAºIE CANALIZARE NUTRIENºI

PLANTE NPI PRI

MATERII

DEGRADABILE OPI BSI

INDUSTRIE EFLUENºI POLUANºI

INDUSTRIALI IPI BDI

MINERIT EFLUENºI SÅRURI IQI AGRICULTU-RÅ

PROTECºIE CULTURI

PESTICIDE PPI

LANºUL CAUZÅ - EFECT

Fig. 4.12. Rela¡ia dintre indicii de poluare ¿i aspecte specifice poluårii.

216

MONITORING BIOACUMULARE

• concentra¡ie chimicale în materialul biologic

•Efluent MONITORING

TOXICITATE •Resurse

apå • råspunsuri

biomoleculare ¿i fiziologice ale organismelor de produ¿i toxici

BIOMONITORING MONITORING

ECOSISTEM Resurse

de apå fizico-

chimic biotop/ habitat biocenoze

• integritate ecosisteme - inventare de specii, compozi¡ie, densitate, diversitate, dispomibi-litate, rate ale proceselor ecologice.

Fig. 4.13. Exemple de caracterizare a calitå¡ii apei (AMOEBA)

pornind de la semnifica¡ia ¿i aria acoperitå de biomonitoring.

217

Index Semnifica¡ie BDI BQI BSI IPI IQI NPI OPI PPI PRI

Index Diversitate Benticå Index Calitate Bacterialå Index Saprobitate Benticå Index Poluare Industrialå Index Calitate Iriga¡ii Index Poluare Nutrien¡i Index Poluare Organicå Index Poluare Pesticide Index Produc¡ie/Respira¡ie

218

Tabelul 4.16 Parametrii måsura¡i lunar

Indicatori

fizico - chimici Poluare toxicå din industrie

¿i agriculturå Cantitate Efecte biologice

OPI NPI PPI IPI BQI IQI BSI BDI PRI

24h t Co4NH Pesticide Metale bacterii Rate de Indice Div. macrofauna 24h PIR

grele clorurate absorb¡ie a +Na saprobic beneticå

5CBO 1 , N kN Pesticide OP petrol Indicatori virali conductivitate Deficit specii

CCO 3NO Toxicitate PAH pH

acutå% 2O TP fenoli

24h +4NH −3

4PO −CN

clorofila PCB 2O % 3NH

24h turbid −

2NO

Toxicitateacutå

4.4. STRATEGII DE MONITORING SPECIALIZAT

¥n prezent, în domeniul apelor se practicå douå politici majore:

− obiective de mediu cu nivele acceptabile de control a poluårii;

− obiective economice la nivel sectorial (industrie, agriculturå etc.).

Pentru evaluarea protec¡iei ecologice sau a sånåtå¡ii umane, la amestecurile complexe de poluan¡i s-a adaptat un procedeu secven¡ial (fig. 4.14). Evaluarea de risc poate fi aplicatå pentru urmåtoarele scopuri:

− identificarea ¿i ierarhizarea problemelor de toxicitate chimicå la diferite arii;

− elaborarea de criterii de calitate ¿i linii ghid.

Termenii utiliza¡i au urmåtoarele specifica¡ii: - identificare hazard: identificarea elemetelor adverse la o substan¡å ce are capacitatea inerentå de a le cauza;

− evaluare efecte: cuantificarea corela¡iei dozå-efect prin cu expunere la un contaminant sau o surså de stres;

− evaluare expunere: componenta unei analize de risc mediu sau risc asupra sånåtå¡ii umane care estimeazå expunerea rezultatå din prezen¡a/ producerea în mediu a unui agent fizico-chimic sau biologic, incluzându-se estimarea transpor-tului, comportårii ¿i prelevårii poluantului;

− caracterizare risc: estimarea inciden¡ei ¿i severitå¡ii efectelor adverse asupra sånåtatii umane ¿i a compartimentelor de mediu, ca rezultat al expunerii la o substan¡å;

− clasificåri de risc: proces complex de determinarea a valorii hazardului identificat ¿i estimarea riscurilor ce pot fi cauzate de acesta;

− analize risc-beneficii: reprezintå, de asemenea, un proces de punere în balan¡å a riscurilor ¿i beneficiilor rezultate dintr-o activitate;

− reducere risc: måsuri luate pentru protec¡ia omului/mediului la pericole identificate.

În figurile 4.15 - 4.25 ¿i tabelul 4.17 sunt prezentate principalele direc¡ii de caracterizare a strategiilor adoptate de diferite ¡åri în monitorizarea efluen¡ilor, urmåtoarele observa¡ii eviden¡iindu-se în acest sens:

a) în prezent, nu existå o metodologie unitarå, ¿i cu atât mai pu¡in standardizatå, de monitorizare fizicå, chimicå ¿i biologicå a efluen¡ilor;

b) unele state au adoptat strategii de monitorizare a toxicitå¡ii efluentului înainte ¿i dupå epurare;

c) în general, se urmåre¿te predic¡ia efectelor negative posibil de a fi create de efluent asupra cursului receptor în aval de descårcare;

219

E Identificare V hazard A L U Evaluare Evaluare A expunere efecte R E R I Caracterizare S risc C

Clasificare risc

Analize risc/ beneficii

Reducere risc

Monitoring

Fig. 4.14. Etape în procesul de management al riscului.

4.4.1. STRATEGII DE MONITORIZARE EFLUENºI

Capacitatea de recep¡ie a cursului de apå este analizatå din punct de vedere al

folosin¡elor multiple ¿i al protec¡iei ecosistemelor acvatice; se disting standarde

unificate de cantitate a efluen¡ilor (Germania etc.), criterii de calitate pentru

efluen¡i (Olanda), teste de evaluare toxicitate etc.

220

Amestec

complex

Etapa 1 Evaluare informa¡ii

externe analize chimice

preparatorii

Sunt necesare teste ? Da NU Etapa 2 Caracterizarea

chimicå ¿i biologicå

Informa¡iile sunt sufi-

ciente ?

NU DA Etapa 3 Teste in situ Risc asupra mediului

¿i/sau sånåtå¡ii umane Måsuråri

dupå realizarea evacuårii

Måsuråri de prevenire

Fig. 4.15. Procedeu secven¡ial pentru evaluarea nivelului cauzat de un amestec complex.

221

EFLUENT Faza 1 • Colectare ¿i analizare date/informa¡ii existente-substan¡e chimice-identificare hazard Faza 2 • Evaluare calitativå hazard din analiza rezultatelor måsuråtorilor fizico-chimice, teste biodegradare, substan¡e bioacumulative, teste de toxicitate acutå Faza 3 Evaluare date în faza 1 - evaluare cantitativå a riscului la scarå localå (risc de mediu) Faza 4 Studii specifice cerute de faza 2 - evaluare cantitativå a riscului pentru compartimentele de mediu criterii Efluentul este

sau nu periculos

Fig. 4.16. Evaluarea condi¡iilor de evacuare

pentru efluen¡ii complec¿i (Danemarca).

4.4.2. STRATEGII DE MONITORIZARE A CALITźII RESURSELOR DE APÅ

Aceastå abordare are în vedere cumularea efectelor cauzate de descårcårile punctiforme ¿i poluårile difuze asupra receptorilor naturali, urmårindu-se atât parametrii fizico-chimici, cât ¿i cei de tip biologic, strategiile diferind de la ¡arå la ¡arå (fig. 4.24, 4.26, 4.27 ¿i tab. 4.18). În Belgia, de exemplu, cursurile de apå intens utilizate sunt evaluate din punct de vedere al unor standarde de calitate, inclusiv de tip ecologic (indicatori biotici). Obiectivele de calitate a apelor, la nivel na¡ional (variabile fizico-chimice ¿i indexul seprob) sunt aplicate, în Danemarca, pentru coroborarea planurilor de protec¡ie a calitå¡ii apelor.

222

Permis : - poluare fizicå/chimicå - capacitate de regenerare curs receptor - func¡iile cursului receptor

Cerin¡e efluen¡i (cea mai bunå tehnicå posibilå)

Control Efluent

Controlul : - AOX - Me -CBO5

- toxicitate acutå la dafnii

Da/Nu

Nu

Fig. 4.17. Evaluarea efluen¡ilor complec¿i în Fran¡a.

Fran¡a utilizeazå un sistem similar, cu cinci clase de calitate a apei, în timp ce în Germania, pentru protec¡ia comunitå¡ilor acvatice s-a adoptat un sistem special la care sunt considerate: (1) organismele cele mai sensibile ale ecosistemelor; (2) capacitate de autoepurare ¿i (3) balan¡a biologicå, în baza unei cercetåri de ecotoxicologie. Criteriul NOEC (concentra¡ii de la care nu se mai observå efecte) este urmårit la producåtorii primari (de exemplu alge), consumatorii primari (dafnii), consumatorii secundari (pe¿tii) ¿i reducåtori (bacteriile). Pentru siguran¡å, valorile ob¡inute se ajusteazå cu un factor 1/10-1/100. Clasificarea calitå¡ii râurilor se face, de asemenea, conform caracteristicilor saprobice (¿apte clase de calitate), coroborate cu macronevertebrate ¿i parametri fizico-chimici (DIN 38410), hår¡ile de calitate rezultate prin activitatea de monitorizare (încadrare în standarde de calitate), fiind publicate la intervale de cinci ani.

223

Permis bazat pe cerin¡e minimale

Necesitå¡i de investigare

Alte necesitå¡i

stringente

Standarde de Emisii

Uniforme (pe domenii industriale)

bazat pe GAT/BEP sau BAT

Control cerin¡e de evacuare efluent

- Analize chimice (CCO, VOX ¿.a) - Analize toxicitate - Bioacumulare - Efecte mutagenice - Efecte Cancerigene/Teratogene - Persisten¡a/Degradare

Da analiza CiQi

GAT = Tehnologie general disponibilå; BEP = Practica cea mai bunå de

mediu;

BAT = Cea mai bunå tehnologie disponibilå.

Fig. 4.18. Evaluarea efluen¡ilor complec¿i în Germania.

224

RISC DE MEDIU

consum ridicat

de oxigen

Da

toxicitate

acutå

Da

toxicitate

cronicå dupå

degradare

Da

CARACTERISTICI

efecte

mutagenice

Da

Da

degradabil

Nu

bioacumulare

Da

Nu

Da

degradabil

Nu

fårå risc

Fig. 4.19. Evaluarea Riscului de Mediu Total la un efluent (Olanda).

225

Faza 1

Descårcare

Analizå trecere în revistå toxicitate acutå

Faza 2

Evaluare totalå toxicitate

Faza 3

Evaluare reducere toxicitate ¿i formularea

cnndi¡iilor de evacuare

Faza 4

Monitorizare.

Procesare.

Fig. 4.20. Evaluarea toxicitå¡ii la un efluent complex – Anglia.

226

EFLUENT

Cerin¡e Autorizate

Monitorizare efluent

Teste toxicitate - acute/cronice

- test Ames - biodegradare - alte variabile

- Organismul cel mai

sensibil gåsit

- Alte teste

Concluzii hazard mediu

Fig. 4.21. Evaluare efluen¡i complec¿i – Norvegia.

227

Informa¡ii

EFLUENT

Control

Efecte posibile la ecosisteme

- evaluare bacterialå - microalge - crustacee

-test perotoxicitate (bacterii) Da

Faza 1

Rezultate

•degradare - CBO/CCO • toxicitate acutå • bioacumulare • analize chimice

- valori limitå

LOEC

Nu se încadreazå în condi¡ii de evacuare Faza 2

Rezultate

• degradare - cu caracterizarea componentelor • teste cronice de toxicitate • bioacumulare dupa degradare • analize chimice (GC-MS, HPLC + analiza spectre)

- unitå¡i de toxicitate ( UT )

Faza 3 Rezultate • degradare în condi¡ii de teren •cercetåri teren-biologie + organisme sedimente • analize chimice

- index PEEP

Rezultate

- putere hazard de mediu

- monitorizarea efluen¡ilor

pentru sånåtate

Fig. 4.22. Metode de evaluare a efluen¡ilor industriali în Suedia; CSS = cromatografie în strat sub-¡ire; BCF = factor de biocon-centrare.

Fig. 4.23. Strategia de evacuare a efluen¡ilor în Canada în baza indicilor PEER (probe de efecte ecotoxice poten¡iale) ¿i LOEC (concentra¡ia de la care se observå efectul cel mai mic).

228

Obiective, criterii ¿i standarde de calitate a apei

(resurse)

Stabilire prioritå¡i

Caracterizare chimicå a efluentului

Caracterizare toxicitate globalå a

efluentului

comparare cu standarde

comparare cu standarde

poten¡ial rezonabil

poten¡ial rezonabil

Furnizare date Furnizare date

Evaluare epurare ¿i alocare încarcare

Caracteristici de descårcare

Cerin¡e evacuare

-Reducere toxicitate -Investigare de parametri

Cerin¡e monitorizare

-încadrare

Fig. 4.24. Procesul de control al toxicitå¡ii

bazat pe criterii de calitate la resurså ¿i la evacuare.

229

Faza 1 Determinare dilu¡ie Faza 2 • Teste de toxicitate prin dilu¡ie

- 3 specii cel pu¡in 4 luni/an

Re¡ele toxicitate acutå sau raport toxicitate acutå/cronicå

Date toxicitate cronicå sau estimåri de raport toxicitate acutå/cronicå

Faza 3 S-a depå¿it con- Da Da S-a depå¿it con- centra¡ia criticå Stabilire limite permise centra¡ia criticå maximå ? continuå ? Nu Nu Date Da Da Date poten¡ial Stabilire limite permise poten¡ial rezonabil rezonabil Nu Nu Necesarå monitorizare

Fig. 4.25. Caracterizarea toxicitå¡ii globale a efluentului.

Tabelul 4.17

Strategii de monitorizare efluen¡ilor aplicate de diferite ¡åri

ºara Abordare Variabile fizico-chimice

Variabile biologice

Danemarca Combinare între abordarea specific chimicå ¿i Standarde de Calitate ¿i Efuen¡i

Da, substan¡e individuale

Teste de toxicitate (3 grupe de organisme) biodegradare ¿i bioacumulare

Fran¡a Combina¡ia între abordarea emisiilor ¿i cea a resurselor de apå

Da, poluare fizico-chimicå, de asemenea, AOX, METOX

5CBO

Toxicitate acutå ¿i cronicå; efecte mutagenice

Germania Combinatie între standarde emisii ¿i standarde imisii

Da, substan¡e individuale, mai multe grupe de variabile

Toxicitate, biodegradare, bioacumulare, efecte mutagenice, cancerigenice, teratogene-supraveghere ecologicå la ape receptor

Anglia În principal abor-darea calitå¡ii resur-selor de apå

Da, prioritate substan¡e individuale

Toxicitate directå (4 grupe de organisme)

230

Tabelul 4.17 (continuare)

Olanda În baza abordårii emisiilor

Da, substan¡e individuale

Toxicitate (acutå, cronicå), bioacumulare, biodegradare, efecte mutagenice/ cancerigene

Uniunea Europeanå

În principal abordarea emisiilor

Substan¡e prioritare

Nu, dar limitele fizico-chimice ¿i obiectivele se bazeazå pe toxicitate, bioacumulare ¿i persisten¡å

Canada Abordare calitate resurse

Da, Toxicitate (3 grupe de orga-nisme) efecte mutagenice

S.U.A. Strategie integratå emisii/imisii

Da Toxicitate acutå ¿i cronicå

Depistare limite prestabilite plan Compilare în forma¡ii existente

Evaluare proces Evaluare toxicitate identificatå

epurare efluent

Identificare surse

toxicitate

Îndepårtare toxicitate la surså

Alterare în proces

Implementarea Reducerii Toxicitå¡ii

Confirmare Reducere Toxicitate

Fig. 4.26. Evaluarea reducerii toxicitå¡ii.

231

EFLUENT

faza 1 : Caracterizare toxicitate

Repetare de câteva ori faza 1

Epurare sau

identificare agent toxic

faza 2 : Analiza pentru identificare agen¡ilor toxici

Identificare cauze generate de toxicitate

faza 3 : Confirmare proceduri

Nu Da faza 3 : Confirmare proceduri

Confirmare caracterizare toxicitate

Confirmarea toxicitå¡ii specifice

Identificare surså analize epurare

Fig. 4.27. Strategii de evaluare a toxicitå¡ii identificate.

232

Faza 1 - Analizå informa -

¡ii existente - Identificare con -taminan¡i

Sediment

Faza 2 Evaluarea sedi -mentelor ¿i condi -¡iilor locale

Comparare cu standarde de calitate

Faza 3 Studii de bioacu -mulare pe termen scurt - toxicitate acutå

Teste supli - mentare

Investi-ga¡ii zone

Efecte contami-nare

Faza 4 - toxicitate cronicå - bioacumulåri pe termen lung

Bioeva-luare

Sediment

e ¿i asigura¡ii

Sedi-mente poluate

Sedi-mente poluate

Sedi-mente în sigu-ran¡å

Fig. 4.28. Evaluarea materialului dragat în SUA.

Fig. 4.29. Evaluare sedimente (SUA) seria de testare.

Tabelul 4.18

Strategii de monitorizare a resurselor de apå aplicate de diferite ¡åri

ºara Abordare Variabile

fizico-chimice

Variabile biologice

Danemarca Obiective de calitate generalå

Da Index saprobic

233

Tabelul 4.18 (continuare)

ºara Abordare Variabile

fizico-chimice

Variabile biologice

Fran¡a Obiective de calitate pentru utilizåri specifice

20-40 (inclusiv micropoluan¡i)

Indici

Germania Limite de cantitate-folosin¡e/func¡iuni

Variabile specifice emisiilor, concentra¡ii în organisme

Indice saprobic/

toxicitate râuri

Olanda Obiective de calitate, alte resurse corelat cu folosin¡e/func¡iuni

Da, valori minime

Densitate, abunden¡å specii, compozi¡ie, toxicitate

Anglia Obiective calitate mediu

Da, la emisii Indici ¿i index

Uniunea Europeanå

Obiective de cantitate mediu ¿i standarde de comparare de emisii

Substan¡e prioritare

În principal, macronevertebrate bentice

S.U.A Standarde de cantitate a apei

Da Toxicitate bioevaluare

Olanda îmbinå ambele strategii emisii/imisii, pentru ultima abordare apele fiind clasificate func¡ie de utilizare: alimentåri cu apå, pisciculturå (ciprinide, salmoniculturå) ¿i ape de îmbåiere, valorile prevåzute în standard fiind considerate ca acceptabile din punct de vedere al riscului. Dupå 1992, alåturi de monitoringul fizico-chimic, a fost dezvoltatå ¿i re¡eaua de biomonitoring pentru observa¡ii pe termen lung (analize tendin¡e) ¿i asupra încadrårii în criterii de calitate elaborate în baza func¡iunilor ecologice ale apei (inclusiv sedimente). Pentru apele naturale sunt considerate o serie de caracteristici ale organismelor, printre care densitatea, abunden¡a, compozi¡ie specialå etc.

Anglia practicå un sistem integrat al calitå¡ii apelor, respectiv Standarde Uniforme de Emisii ¿i Obiective de Calitate a Mediului Acvatic, din care, pentru arii definite, sunt precizate Standarde de Calitate (imisii). SUA monitorizeazå calitatea apelor de suprafa¡å din punct de vedere al toxicitå¡ii lor. Pentru protec¡ia mediului acvatic s-a adoptat, de asemenea, o strategie integratå, bazatå pe controlul toxicitå¡ii globale a efluentului ¿i biomonitoring. Criteriile de calitate chimicå sunt avute în vedere la protec¡ia folosin¡elor de apå. Criteriile de toxicitate se referå la impactul cronic, acut ¿i

234

bioacumularea, fiecare criteriu constând din douå valori: cea acutå ¿i cea cronicå. De asemenea, mai sunt avute în vedere concentrarea ¿i dispersia poluan¡ilor ¿i produ¿ilor intermediari/de degradare prin procese biologice, fizico-chimice ¿i efectele poluårii asupra diversitå¡ii comunitå¡ii biologice, productivitå¡ii ¿i stabilitå¡ii lor în emisar.

4.4.3. MONITORING DE SEDIMENTE

De¿i reprezintå o componentå a resurselor de apå, sedimentele sunt prezentate separat, activitå¡ile, respectiv strategiile aferente de supraveghere fiind de datå recentå (fig. 4.30 - 4.31). În Olanda, spre exemplu, monitoringul sedimentelor este focalizat asupra poluårii acestora, corelate cu efectele asupra sånåtå¡ii umane ¿i clasificate în patru clase de calitate func¡ie de concentra¡ia de substan¡e prevåzute în standardele na¡ionale (49 componen¡i). Germania monitorizeazå sedimentele doar din punct de vedere al poluårii chimice asociate pe perioade medii de timp. Pentru SUA, monitoringul sedimentelor este dirijat asupra riscurilor posibile (mediu ¿i sånåtate umanå), urmåtoarele etape intervenind în acest sens:

1. trecere în revistå a metodelor de evaluare a calitå¡ii sedimentelor (efecte toxicologice cronice ¿i/sau acute, bioacumulare);

2. dezvoltare criterii de calitate la sedimente; pentru fiecare compartiment;

Faza 1 - Analizå informa¡ii existente - Identificare contamina¡i

Faza 2 Evaluarea sedimentelor ¿i condi¡iilor locale Faza 3 Studii de bioacumulare pe termen scurt - toxicitate

acutå Faza 4 - toxicitate cronicå

- bioacumulåri pe termen lung

Fig. 4.30. Evaluarea materialului dragat în SUA.

235

Sediment Comparare cu

Standardul de Calitate

Da Nu

teste suplimentare

Investiga¡ii zonå

efecte contaminare

Bioevaluare

Sed. în siguran¡å

Sed. poluate

Sed. poluate

Sed în siguran¡å

Fig. 4.31. Evaluare sedimente (SUA) schema de testare.

3. dezvoltare metodologii de evaluare identificåri toxicitate la sedimente (imisii/emisii);

4. teste de apreciere a calitå¡ii sedimentelor.

236

5

ORGANIZAREA ªI OPTIMIZAREA SISTEMELOR DE AUTOMONITORING

Dupå cum s-a precizat la capitolul 4, efluen¡ii uza¡i trebuie monitoriza¡i din

punct de vedere fizico-chimic ¿i toxicologic, înainte de evacuarea lor în emisari, în vederea: (1) evaluårii încadrårii în condi¡iile de evacuare (standarde generale, autoriza¡ii specifice); (2) controlul eficien¡ei procesului tehnologic (inclusiv de epurare); (3) evaluårii debitelor masice de poluan¡i evacuate pe o perioadå de timp ¿i (4) alarmarea în cazul depå¿irii unor limite prestabilite.

Pe plan mondial, în general, ¿i în România în mod particular, aceastå supraveghere este sau trebuie så fie desfå¿uratå de înså¿i sursa poten¡ialå de poluare, pe aceastå cale asigurându-se ¿i func¡iunea de autocontrol.

Sistemul de automonitoring poate så aibå un grad mai mic sau mai mare de complexitate, func¡ie de natura proceselor supravegheate.

În cele ce urmeazå se va prezenta un exemplu concret, legat de proiectul de organizare al sistemului integrat de monitoring al apelor la nivelul Municipiului Bucure¿ti.

În conformitate cu Legea Mediului 137/1995 ¿i Legea Apelor 107/1996, protec¡ia mediului, în general, ¿i a apelor, în special, implicå instituirea unor sisteme optimizate de supraveghere ¿i control. Acest lucru se referå atât la efectele generate de activitå¡ile antropice, cât ¿i la cauzele generatoare. Articolul 17/b din Legea Apelor stipuleazå în acest sens faptul cå, în scopul folosirii ra¡ionale ¿i protejårii calitå¡ii resurselor de apå, utilizatorii de apå au obliga¡ia de a urmåri eficien¡a sta¡iilor ¿i instala¡iilor de prelucrare a calitå¡ii apelor prin analize de laborator ¿i så intervinå operativ pentru încadrarea indicatorilor de emisie în limitele prevåzute prin autoriza¡ia de gospodårire a apelor.

Sistemul Integrat de Monitoring al Calitå¡ii Apelor Bucure¿ti (SIMCAB) vine în întâmpinarea acestei cerin¡e, reprezentând una din componentele de bazå ale activitå¡ii Regiei Generale de Apå Bucure¿ti (RGAB), asigurând alåturi de supraveghere ¿i un instrument de control activ, indispensabil activitå¡ii de management.

Optimizat conform principiilor practicate pe plan mondial, în spe¡å abordarea integratå a ariilor de monitorizare, la nivelul condi¡iilor pie¡ei libere

236

(automonitorizare) SIMCAB are o structura modularå, extensibilå din punct de vedere al logisticii aferente, astfel încât så corespundå exigen¡elor aplicate în domeniu.

Se precizeazå faptul cå latura interactivå constituie elementul caracteristic al SIMCAB pentru ciclul exploatare, decizii manageriale ¿i control eficien¡å, atât la nivelul actual al folosin¡elor de apå din raza Municipiului Bucure¿ti, cât ¿i în perspectivå.

SIMCAB are ca obiectiv global colectarea, concentrarea ¿i sintetizarea datelor ¿i informa¡iilor privind calitatea apei la nivelul RGAB, ca urmare a proceselor tehnologice de tratare, epurare a apelor, a influen¡elor cauzate de activitå¡iile antropice ale folosin¡elor de apå din Municipiul Bucure¿ti, precum ¿i cunoa¿terea în timp real a evenimentelor deosebite, în vederea luårii deciziilor operative de protec¡ie.

La nivelul Municipiului Bucure¿ti, SIMCAB råspunde în acest sens necesitå¡ilor de cunoa¿tere a evolu¡iei calitå¡ii apei, raportårii la standardele ¿i normativele de calitate la nivelul fiecårei verigi din ciclul captare-tratare-distribu¡ie-canalizare-epurare-restitu¡ie într-o abordare integratå, atât pentru etapa actualå, cât ¿i în perspectivå.

În acela¿i timp, SIMCAB vine în întâmpinarea cerin¡elor de grupare, selectare ¿i ordonare a unor indicatori de monitorizare prioritari, reprezentativi pentru fundamentarea måsurilor de reconstruc¡ie, retehnologizare, dezvoltare, a evaluårii raporturilor cost-beneficiu ¿i cost-eficien¡å în domeniul de profil ¿i a verificårii periodice a måsurilor manageriale luate la nivelul RGAB.

Pe aceea¿i cale se anticipeazå dezvoltarea periodicå a sistemului de automonitoring SIMCAB în baza datelor ¿i informa¡iilor ob¡inute, în sensul fundamentårii ¿i direc¡ionårii componentelor prioritare ca structurå ¿i logisticå, în concordan¡å cu problemele specifice fiecårei etape.

Conceptul de bazå în organizarea SIMCAB constå în faptul cå acesta nu constituie doar un mijloc operativ de ob¡inere a unei imagini sectoriale ¿i de ansamblu asupra calitå¡ii apei pe circuitul captare-restitu¡ie, dar ¿i un instrument activ, necesar interven¡iilor de ordin managerial ¿i tehnic.

ºinându-se cont de condi¡iile de bazå, respectiv caracteristicile de sistem integrat, interactiv, de automonitoring, SIMCAB este conceput modular, cele cinci verigi principale de supraveghere fiind:

1. calitatea apei la captare;

2. calitatea apei tratatå la intrarea în re¡eaua de distribu¡ie;

3. calitatea apei potabile la terminalul re¡elei de distribu¡ie;

4. apa din canalizare;

5. apa la sta¡ia de epurare (intrare - ie¿ire).

237

Pentru bilan¡, mai sunt prevåzute douå sec¡iuni pentru monitoring amonte-aval, descårcare-canalizare Bucure¿ti în cursul receptor (r. Dâmbovi¡a).

În ansamblu, sunt prevåzu¡i 73 de indicatori pentru monitorizare, grupa¡i în ¿ase clase: fizici, organoleptici, chimici, radiochimici, biologici ¿i bacteriologici.

Datele ¿i informa¡iile sunt transmise prin douå tipuri de fluxuri:

− cod lent specific conditiilor uzuale de operare SIMCAB;

− cod rapid pentru situa¡ii de urgen¡å.

SIMCAB are legaturå ¿i cu alte sisteme de monitoring de profil. Astfel, el se încadreazå ca subsistem al SNSCA (Sistemul Na¡ional de Supraveghere a Calitå¡ii Apelor în România, din exploatarea Regiei Autonome Apele Române) în structura ape de suprafa¡å curgåtoare (râuri), lacuri, ape subterane, ape uzate ¿i ape litorale. De asemenea, SIMCAB se integreazå în SMIR (Sistemul de Monitoring Integrat al Calitå¡ii Mediului din România), coordonat prin Ministerul Apelor Pådurilor ¿i Protec¡iei Mediului.

Alåturi de toate elementele redate mai sus se precizeazå faptul cå SIMCAB are ca obiectiv ¿i informa¡ia periodicå a publicului din Municipiul Bucure¿ti, în concordan¡å cu principiul dreptului acestuia de a cunoa¿te, cu privire la calitatea apei potabile, evenimente deosebite, precum ¿i ac¡iunile întreprinse de RGAB în acestå direc¡ie.

5.1. OBIECTIVE ªI FUNCºIUNI ALE UNUI SISTEM INTEGRAT

DE AUTOMONITORING AL CALITźII APELOR

LA NIVEL MUNICIPAL

Definit sintetic, SIMCAB reprezintå un sistem complex de achizi¡ie a datelor

¿i informa¡iilor privind calitatea apelor din Municipiul Bucure¿ti, ob¡inute în baza unor måsuråtori ¿i observa¡ii sistematice, de lungå duratå, la un ansamblu de indicatori cu acoperire temporalå a ariilor de procese specifice RGAB ¿i care asigurå posibilitatea controlului încadrårii în criteriile ¿i obiectivele de calitate specifice apei potabile.

− Sistem Integrat (SI) în sensul definirii generale, reprezintå pentru SIMCAB abordarea integratå a ciclului de calitate a apei în lan¡ul: CAPTARE-TRATARE–DISTRIBUºIE-CANALIZARE–EPURARE.

− Automonitoring reprezintå organizarea, desfa¿urarea, finan¡area ¿i controlul SIMCAB de cåtre utilizator, RGAB.

Asigurarea unui sistem integrat de monitoring al calitå¡ii apei la nivelul RGAB, perfec¡ionarea acestuia prin extindere calitativå ¿i cantitativå, rezultå

238

din urmåtoarele necesitå¡i actuale, la nivelul Municipiului Bucure¿ti în particular ¿i în România în general:

− necesitatea controlului, în sensul evaluårii de risc ¿i management al calitå¡ii apei pe circuitul resurså de apå – RGAB - restitu¡ie în cursul de apå receptor;

− necesitatea cunoa¿terii calitå¡ii apei, raportatå la standardele ¿i normativele de calitate specifice fiecårei verigi, respectiv sta¡ii de tratare, re¡ea de distribu¡ie apå potabilå, re¡ea de canalizare ¿i sta¡ie de epurare, atât pentru etapa actualå, cât ¿i în perspectivå - la nivelul Municipiului Bucure¿ti;

− necesitatea grupårii, selectårii ¿i abordårii unor indicatori de supraveghere prioritari, reprezentativi pentru fundamentarea måsurilor de reconstruc¡ie, retehnologizare, dezvoltare, a aprecierii raportului cost- beneficiu ¿i a verificårii eficien¡ei måsurilor luate;

− necesitatea asigurårii de date ¿i informa¡ii pentru problemele de monitoring al calitå¡ii apelor, la nivel jude¡ean ¿i na¡ional;

− necesitatea cunoa¿terii ¿i evaluårii rapide a situa¡iei în caz de urgen¡å (avarii, poluåri accidentale), cu efecte negative directe asupra alimentårii cu apå potabiå a Municipiului Bucure¿ti ¿i/sau cu impact asupra cursului receptor (Dâmbovi¡a) aval evacuare sta¡ia de epurare Bucure¿ti;

− necesitatea dezvoltårii sistemului de monitoring SIMCAB, în baza datelor ¿i informa¡iilor ob¡inute, dupå o perioadå de timp ¿i a fundamentårii componentelor prioritare din punct de vedere logistic.

Se precizeazå cå toate necesitå¡ile men¡ionate mai sus ¿i care reflectå utilitatea ¿i scopurile SIMCAB, reprezintå un cadru general de abordare a dezvoltarii sistemului, la care latura iterativå constituie elementul de bazå în ciclul exploatare-decizii manageriale-control eficien¡å, atât la nivelul actual al folosin¡elor de apå din raza Municipiului Bucure¿ti, cât ¿i în perspectivå.

5.1.1. OBIECTIVE

SIMCAB are ca obiectiv global colectarea, concentrarea ¿i sintetizarea datelor ¿i informa¡iilor privind calitatea apei la nivelul RGAB, ca urmare a proceselor tehnologice de tratare, a activitå¡ilor antropice ¿i/sau a unor fenomene naturale, precum ¿i eviden¡ierea evenimentelor deosebite, în vederea luårii deciziilor operative de protec¡ie.

În conformitate cu Legea Protec¡iei Mediului 137/1995 ¿i a Legii Apelor 107/1996, SIMCAB se încadreazå în Sistemul de Monitoring Integrat al Calitå¡ii Mediului din România, în general, ¿i cel al Apelor (SNSCA), în mod direct.

În ansamblu, se pot defini trei obiective clare ale SIMCAB:

239

− obiective cu caracter general, care au în vedere armonizarea structurilor de supraveghere localå cu cele la nivel jude¡ean ¿i na¡ional;

− obiective cu caracter specific pentru Municipiul Bucure¿ti;

− obiective cu caracter prospectiv, care decurg în esen¡å din necesitatea dezvoltårii sistemului local de automonitoring, în concordan¡å cu exigen¡ele ce se impun sectorului propriu de activitate într-o strategie pe termen scurt ¿i mediu.

5.1.1.1. Obiective cu caracter general. Armonizarea problemelor locale, specifice Municipiului Bucure¿ti cu cele regionale ¿i na¡ionale de protec¡ia calitå¡ii apelor impun ¿i o dezvoltare corespunzåtoare a activitå¡ii de monitoring, ca instrument de eviden¡å ¿i control, avându-se în vedere urmåtoarele obiective cu caracter general pentru SIMCAB:

a) Dezvoltarea setului de date ¿i informa¡ii necesare caracterizårii modificårii calitå¡ii apei pe circuitul captare-restitu¡ie, inclusiv a conexiunior cu elementele de ordin cantitativ;

b) Integrarea SIMCAB ca subsistem local al SNSCA (subsistemul de ape uzate) cu Sistemul de Monitoring Integrat al factorilor de mediu din România, respectiv cu cel aferent zonei Municipiului Bucure¿ti;

c) Fundamentarea tehnicå necesarå elaborårii, selec¡ionårii ¿i adoptårii deciziilor ¿i måsurilor de protec¡ia mediului în general ¿i a apelor în mod special, la nivelul RGAB, atât pentru situa¡iile normale, cât ¿i pentru cele excep¡ionale (poluåri accidentale la captare sau la restitu¡ie), respectiv:

− gospodårirea adecvatå, atât sub aspect calitativ, cât ¿i cantitativ, a apelor la nivel de RGAB;

− urmårirea îndeplinirii obiectivelor de protec¡ie a calitå¡ii apelor ce revin din strategia na¡ionalå RGAB;

− încadrarea în criterii ¿i obiective de calitate a apei;

− informarea publicului din Municipiul Bucure¿ti cu privire la calitatea apei;

− controlul periodic al efectelor aplicårii måsurilor strategice, tactice ¿i de ac¡iune managerialå la nivelul RGAB, în scopul reajustårii lor în raport cu obiectivele propuse.

5.1.1.2. Obiective cu caracter specific. În spe¡å, acestea se referå la:

− raportarea calitå¡ii apei folosite de cåtre RGAB la prevederile de ordin legislativ (standarde na¡ionale, decrete, normative, instruc¡iuni, acorduri ¿i avize din domeniul gospodåririi apelor);

− reevaluarea periodicå a inventarului surselor de poluare;

240

− îmbunåtå¡irea capabilitå¡ii tehnice, respectiv:

a) Controlul poluårii apelor în sensul evaluårii de risc ¿i management - pe circuitul captare-re¡ea de distribu¡ie apå potabilå-canalizare-epurare:

− încadrarea în standardele de calitate specifice, respectiv:

• 4706/88 apa la captare ¿i în aval de restitu¡ie;

• 1342/91 la apa potabilå (distribu¡ie);

• NTPA 002/97 pentru evacuare ape uzate în canalizare;

• NTPA 001/97 pentru sta¡ia de epurare;

• alte condi¡ii stipulate în Acordul cu RAAR.

− urmårirea de cåtre RGAB a încadrårii în condi¡iile specifice stipulate în planurile de conformare rezultate din studiile de impact ¿i/sau bilan¡urile de mediu pentru folosin¡ele de apå din raza Municipiului Bucure¿ti;

b) Prevenirea poluårii accidentale ¿i ac¡ionarea în situa¡ii de urgen¡å: − inventarierea ¿i monitorizarea punctelor reprezentative din raza

Municipiului Bucure¿ti din punct de vedere al riscului specific folosin¡elor de apå;

− monitorizarea din punct de vedere tehnic a programelor de måsuri de interven¡ie la nivelul folosin¡ei de apå;

c) Evaluarea periodicå a eficien¡ei activitå¡ii manageriale, la nivelul RGAB din punct de vedere al gospodåririi apelor;

d) Eviden¡ierea periodicå a ac¡iunilor de ordin strategic ¿i tehnic necesare îmbunåtå¡irii activitå¡ii de management;

e) Dezvoltarea permanentå din punct de vedere al infrastructurii ¿i logisticii aferente SIMCAB ¿i omogenizarea periodicå a acestuia cu SNSCA (subsistem ape uzate);

f) Legåtura permanentå cu massmedia ¿i transparen¡a fa¡å de publicul din raza Municipiului Bucure¿ti.

5.1.1.3. Obiective cu caracter prospectiv. În esen¡å, acestea au în vedere asigurarea condi¡iilor de dezvoltare a SIMCAB pe etape, în concordan¡å cu criteriile ¿i obiectivele pe termen lung rezultate din strategia RGAB, respectiv:

a) Asigurarea unei structuri modulare, flexibile ¿i extensibile a sistemului; b) Prevederea posibilitå¡ilor de dezvoltare din punct de vedere tehnic al

SIMCAB, ca sistem de automonitoring; c) Asigurarea posibilitå¡ilor ca într-o perspectivå pe termen mediu

SIMCAB så fie prevåzut, din punct de vedere al softului ¿i hardului, ¿i cu elemente de automatizare.

241

5.1.2. FUNCºIUNI

Se disting douå tipuri de func¡iuni ale SIMCAB:

− func¡iuni cadru;

− func¡iuni specifice.

5.1.2.1. Func¡iuni cadru. Enumerate într-o ordine corelatå cu obiectivele prevåzute anterior, principalele func¡ii cadru ale SIMCAB sunt urmåtoarele:

a) Asigurarea sistemului informa¡ional - decizional la nivel de RGAB, prin: − generarea, colectarea, validarea, transmiterea, interpretarea, stocarea,

regåsirea ¿i prelucrarea datelor/informa¡iilor la fiecare dintre verigile ciclului captare - restitu¡ia apei;

− elaborarea ¿i transmiterea deciziilor operative, tactice ¿i strategice, stabilite pe baza informa¡iilor operative, a celor din banca de date ¿i a tehnicilor sau procedurilor de analizå, cu respectarea termenelor obligatorii, nivelurilor ¿i responsabilitå¡ilor;

− urmårirea executårii deciziilor. b) Conducerea ¿i coordonarea unitarå a subunitå¡ilor din structura

proprie de organizare a SIMCAB. c) Reglementarea, supravegherea ¿i coordonarea monitorizårii exploatårii

obiectivelor cu rol de gospodårire a apelor la nivel de RGAB. d) Avertizarea ¿i alarmarea institu¡iilor administra¡iei locale, agen¡ilor

economici etc., în situa¡ia în care calitatea apei de distribu¡ie ¿i/sau cea evacuatå în cursul receptor atinge valori inacceptabile ¿i determinå ståri excep¡ionale.

e) Furnizarea ¿i transmiterea datelor/ informa¡iilor factorilor ce iau decizii strategice de control, administrative, inclusiv informarea operativå a publicului;

f) Controlului periodic al efectelor aplicårii deciziilor ¿i måsurilor adoptate (feed back) la nivelul RGAB, precum ¿i a structurii proprii de organizare a SIMCAB, în scopul men¡inerii sistemului în permanentå stare de veghe.

g) Evaluarea, analiza ¿i reproiectarea periodicå a subsistemelor aferente SIMCAB.

h) Participarea la programe na¡ionale de intercalibrare a datelor analitice de laboratr, în scopul asigurårii calitå¡ii acestora.

i) Stabilirea indicatorilor reprezentativi de monitorizare pentru fiecare subsistem aferent SIMCAB, inclusiv a celor de sintezå globalå.

j) Asigurarea între¡inerii echipamentelor de måsurå ¿i control.

242

k) Analizarea ¿i realizarea legåturilor cu alte sisteme de monitoring existente, la nivel local ¿i regional, inclusiv asigurarea comunicårii operative cu centrele de interven¡ie în situa¡ii de urgen¡å, ale altor ministere sau organe centrale, înfiin¡ate potrivit dispozi¡iilor legale.

5.1.2.2. Func¡iuni specifice. În ansamblu se disting douå categorii de func¡iuni specifice, respectiv:

− func¡ii corespunzåtoare condi¡iilor uzuale de operare SIMCAB;

− func¡ii aplicate în situa¡ii de urgen¡å.

a) Func¡iuni specifice condi¡iilor uzuale de operare SIMCAB. Acestea se referå la:

− func¡iunea specificå de monitoring, în sensul celor precizate la paragrafele 5.1.1 ¿i 5.1.2, respectiv de asigurare a RGAB cu setul de date ¿i informa¡ii necesare desfå¿urårii activitå¡ii de profil;

− func¡iunea specificå de control, corelatå cu activitatea de inspec¡ie desfå¿uratå de cåtre RGAB;

− func¡iunea de evaluare de bilan¡uri ¿i de debite masice tranzitate pe circuitul de la captare la evacuare, inclusiv de caracterizare a impactului cauzat de unele folosin¡e de apå;

b) Func¡iuni specifice situa¡iilor de urgen¡å în operarea SIMCAB. Pentru situa¡ii de urgen¡å, cum ar fi: poluarea apei la captare, accidente în procesele de tratare, re¡eaua de distribu¡ie apei potabile, canalizare sau poluåri accidentale pe râul Dâmbovi¡a în aval de evacuarea de la sta¡ia de epurare a Municipiului Bucure¿ti, se disting urmåtoarele func¡iuni specifice ale SIMCAB:

− func¡iunea de comunicare operativå la nivel local, pe circuitele teren, dispecerat RGAB, factor responsabil la nivel de suprastructurå;

− func¡iunea de expertizå, respectiv de decelare a cauzei (cauzelor) generatoare de situa¡ii de urgen¡å ¿i a factorilor responsabili, de caracterizare a naturii poluantului, amplorii problemei, riscurilor posibile ¿i måsurilor de protec¡ie ce se impun. De regulå, alåturi de laborator, în situa¡ia poluårilor accidentale este implicatå ¿i activitatea de inspec¡ie;

− func¡iunea de luare a deciziilor, la nivelul conducerii RGAB, asupra modului de ac¡ionare în situa¡ii de urgen¡å, limitarea pagubelor ¿i urmårilor negative ce pot fi generate în aceastå situa¡ie ¿i de legåturi cu al¡i factori responsabili, conform procedurior specifice stabilite (S.A.P.A - ROM).

243

5.2. STRUCTURA ªI ORGANIZAREA SISTEMULUI INTEGRAT

DE MONITORING AL CALITźII APELOR BUCUREªTI

Dupå cum s-a precizat, SIMCAB se încadreazå, din punct de vedere al con¡inutului activitå¡ii, în subsistemul numårul 4 din cadrul SNSCA. Din acest punct de vedere existå o serie de elemente specifice ce diferen¡ieazå structura ¿i organizarea SIMCAB de sistemele aplicate la apele de suprafa¡å (râuri ¿i lacuri) sau la cele subterane, fiind vorba de monitorizarea apei la nivelul unei clase de folosin¡å (municipalitå¡i, fig. 5.1).

Conceptul de baza în organizarea SIMCAB îl reprezintå faptul cå acesta nu constituie doar un mijloc de ob¡inere a unei imagini sectoriale ¿i de ansamblu în final asupra calitå¡ii apelor pe circuitul captare - restitu¡ie, dar ¿i un instrument activ necesar interven¡iilor de ordin managerial în ciclul exploatare- måsuri de îmbunåtå¡ire - control eficien¡å - ac¡ionare.

Alåturi de aceastå caracteristicå de referin¡å a SIMCAB mai pot fi adåugate urmåtoarele elemente reprezentative:

• SIMCAB este un sistem integrat de monitoring (a nu se confunda cu sistemele de monitoring integrat, respectiv de abordare a cel pu¡in douå sectoare de mediu), respectiv asigurå o imagine globalå asupra modului de încadrare în standardele de calitate a apei la nivel de Municipiu Bucure¿ti, raportatå la cinci verigi principale:

PRIMÅRIE M.A.P.P.M. POLIºIA ALTE MASS M. BUCUREªTI SANITARÅ INSTITUºII MEDIA S.M.I.R. R.G.A.B. R.A.A.R. S.N.S.C.A. A.P.M. S.A.P.A. ROM S.I.M.C.A.B I.C.I.M. I.I.S.P.

ALIMETAREA CU APÅ POTABILÅ FOLOSINºE Popula¡ie, industrie, comer¡ ¿.a.

Fig. 5.1. Încadrarea SIMCAB în infrastructura institu¡ionalå.

244

− calitatea apei la captare;

− calitatea apei tratatå la ie¿irea din sta¡ie;

− calitatea apei potabile din re¡eaua de distribu¡ie;

− calitatea apei din canalizare;

− calitatea apei la evacuarea dupå sta¡ia de epurare.

• SIMCAB este un sistem integrat care asigurå ¿i posibilitatea evaluårilor de

bilan¡, atât la nivel de verigå, cât ¿i pe tot circuitul captare - restitu¡ie. Aceste

bilan¡uri se referå atât la debitele de apå tranzitatå, consumatå ¿i pierderi, cât ¿i la

debitele masice asociate pe circuitul canalizare - intrare/ ie¿ire sta¡ie de epurare;

• SIMCAB este un sistem modular de supraveghere, con¡inând în esen¡å cele

cinci subsisteme prevåzute anterior. Din acest punct de vedere are avantajul de a fi

deschis pentru opera¡ii de optimizare;

• SIMCAB este un sistem interactiv la care feed baek-ul måsurilor manage-

riale se poate cuantifica direct la fiecare din cele cinci subsisteme.

• SIMCAB este un sistem de automonitoring cu posibilitate de interven¡ie

directå asupra unor cauze perturbatoare.

Dupå cum rezultå din figura 5.2, SIMCAB asigurå RGAB elemente de bazå

privind calitatea apelor în legåturå cu infrastructura localå (primåria

Municipiului Bucure¿ti, primåriile de sectoare, Ministerul Apelor Pådurilor ¿i

Protec¡iei Mediului, Agen¡iei de Protec¡ia Mediului Bucure¿ti, Regiei

Autonome Apele Române S.A.).

În ceea ce prive¿te legåturile SIMCAB cu alte sisteme de profil, acestea se

referå în esen¡å la:

• SNSCA (Sistemul Na¡ional de Supraveghere a Calitå¡ii Apelor din

România);

• S.A.P.A. - ROM (Sistemul de Alarmare în caz de Poluåri Accidentale din

ROMÂNIA, subsistem na¡ional).

Prezentate sinoptic în figura 5.2, cele cinci arii, respectiv subsisteme, sunt

urmåtoarele:

245

R.

G.

A.

R.A.A.R. E G A Buc

RAAR E.G.A. Buc.

RESURSÅ APE DE SUPRAFAŢÅ

TR

AT

AR

E captare

Staţii tratare Arcuda şi Roşu

bazine stocare ape dupå clorinare (intrare reţea distribuţie)

DIS

TR

IBU

TIE

apă potabilă la folosinţe

E

PU

RA

RE

staţie epurare Glina

• treaptă mecanică

CA

NA

LIZ

AR

E

17 noduri colectoare

principale

staţie reepu- rare

curs receptor râul Dâmboviţa

Inspect. Sanitar

Bucureşti

monitorizare zilnicã monitorizare periodicã monitorizare periodicã R.G.A.B. monitorizare lunarã

Fig. 5.2. Schema bloc cu subsistemele aferente sistemului de automonitoring

246

SIMCAB – RGAB. 5.2.1. ARII SECTORIALE DE MONITORIZARE A CALITźII APELOR

5.2.1.1. Resursa de apå la captare. Aceasta se referå la râurile Arge¿,

Dâmbovi¡a ¿i Ialomi¡a, de regulå, måsuråtorile de calitate efectuându-se la apa brutå dupå prima treaptå de pompare. Datele ob¡inute sunt coroborate cu cele furnizate de cåtre RAAR prin SNSCA, subsistem ape de suprafa¡å curgåtoare de la sec¡iunile amonte captare.

5.2.1.2. Apa tratatå. Subsistemul 2 corespunde sec¡iunilor de tratare a apei pentru scop potabil prin sta¡iile Arcuda ¿i Ro¿u, sec¡iunile de monitoring fiind bazinele de stocare a apei, dupå clorinare, respectiv sec¡iuni de referin¡å pentru re¡eaua de distribu¡ie.

5.2.1.3. Apa potabilå din re¡eaua de distribu¡ie. Subsistemul 3 al SIMCAB este reprezentat prin apa la folosin¡å, respectiv sec¡iunea terminalå pentru re¡eaua de distribu¡ie. În prezent, monitorizarea se face periodic, la 80 de apartamente.

5.2.1.4. Canalizare. Cel de-al patrulea subsistem al SIMCAB corespunde monitorizårii calitå¡ii apelor uzate evacuate de folosin¡ele din raza Municipiului Bucure¿ti, probele fiind prelevate din colectoarele principale (17 noduri).

5.2.1.5. Epurare. Subsistemul 5 al SIMCAB îl constituie sectorul de epu-rare, reprezentat prin sta¡ia de epurare a Municipiului Bucure¿ti de la Glina, prevåzutå în prezent doar cu treaptå mecanicå. Monitorizarea se efectueazå cu o frecven¡å lunarå, atât la intrarea, cât ¿i la ie¿irea din sta¡ie.

5.2.1.6. Curs receptor– bilan¡. În vederea monitorizårii impactului puncti-form global al folosin¡elor de apå din Municipiul Bucure¿ti, SIMCAB mai este prevåzut cu douå sec¡iuni terminale de monitoring, respectiv amonte ¿i aval descårcare canalizare în râul Dâmbovi¡a.

5.2.2. ACTIVITźI PRINCIPALE LA NIVELUL SISTEMULUI

DE AUTOMONITORING

Indiferent de aria de investigare (subsistem), se diferen¡ieazå trei activitå¡i principale la nivelul SIMCAB.

5.2.2.1. Activitatea de proiectare a re¡elei de monitoring. În esen¡å, aceasta are în vedere proiectarea re¡elei de supraveghere, la nivelul celor ¿ase arii sectoriale (§ 5.2.1.1 – § 5.2.1.6), din punct de vedere al:

− numårului de sec¡iuni (amplasamente);

− frecven¡ei de supraveghere, timp de prelevare;

247

− gama de parametri ¿i indicatori urmåri¡i.

Indiferent de subsistem, la proiectare trebuie atinse o serie de condi¡ii minimale (coroborarea datelor de calitate cu cele de cantitate, respectiv considerarea timpilor de reten¡ie ai apei la sta¡ia de tratare, la sta¡ia de epurare ¿i la re¡eaua de distribu¡ie).

5.2.2.2. Activitatea de laborator. Aceasta asigurå circuitul necesar ob¡inerii de informa¡ii, respectiv:

− recoltare, analizå de teren ¿i în sta¡ii;

− prelucrare prealabilå a probelor;

− efectuare de analize de laborator;

− validare date, prelucrare statisticå primarå, întocmire de buletine de analizå.

În prealabil, laboratoarele participå la programe de testare, respectiv intercalibrare, organizate de laboratoarele na¡ionale de referin¡å de profil.

Pentru SIMCAB, alåturi de laboratorul RGAB, mai func¡ioneazå ¿i laboratoare (puncte de måsurå) la sta¡iile de tratare Arcuda ¿i Ro¿u, în viitor avându-se în vedere organizarea unei activitå¡i similare ¿i la sta¡ia de epurare a Municipiului Bucure¿ti.

5.2.2.3. Activitate de prelucrare, stocare, transmitere date ¿i informa¡ii. Datele de calitate sunt coroborate cu cele de cantitate, în vederea întocmirii de bilan¡uri, atât la nivelul fiecårui sistem, cât ¿i la nivel global SIMCAB.

5.2.3. INDICATORI ªI PARAMETRI URMÅRIºI

În baza tabelului 5.1, activitatea SIMCAB are de urmårit un numår de 73 indicatori de calitate ai apei, grupa¡i în 8 clase, dupå cum urmeazå:

1. regim de oxigen (4); 2. indicatori ai agresivitå¡ii apei ¿i capacitå¡ii de tamponare (7); 3. indicatori de salinitate (5); 4. nutrien¡i (7); 5. poluan¡i anorganici generali (4); 6. poluan¡i organici generali (7); 7. micropoluan¡i - metale grele (17); 8. micropoluan¡i - pesticide (7).

În ceea ce prive¿te distribu¡ia de indicatori de calitate ai apei, la fiecare subsistem al SIMCAB, se remarcå urmåtoarele elemente generale:

248

a) ponderea cea mai mare de indicatori revine måsuråtorilor la captare (STAS 4706/88), în ordine urmând determinårile la treapta de tratare ¿i distribu¡ie a apei potabile (STAS 1342/91), canalizare ¿i epurare;

Tabelul 5.1

Analiza intersectorialå asupra claselor de indicatori de calitate ai apei ¿i pierderi specifice fiecårui subsistem din cadrul SIMCAB

Subsistem Nr.

crt.

Clase de

indicatori

Nr.

total Captare

4706/88

Tratare

1342/91

Canalizare

NTPA002

Epurare

NTPA001

1. Fizici 5 1 3 2 1

2. Organoleptici 2 1 2 - -

3. Chimici 58

3.1. Regim de oxigen 4 3 3 3 3

3.2. Agresivitate 7 4 5 2 3

3.3. Salinitate 5 4 3 - 4

3.4. Nutrien¡i 7 7 4 2 6

3.5. Poluan¡i anorganici

generali 4 4 3 3 4

3.6. Poluan¡i organici

generali 5 3 3 3 4

3.7. Metale 17 16 13 8 16

3.8. Pesticide 7 6 4 - -

3.9. Alte substan¡e

organice toxice 2 1 2 - -

TOTAL 48 40 21 40

4. Radioactivitate 3 3 3 - -

5. Biologie 1 1 1 - -

4 1 4 - 4

73 55 53 23 45 6. Microbiologie

6 clase indicatori

Debit x x x x x

b) conform NTPA 001/97, numårul de indicatori este mult sporit (de la 12 la 45), din acest punct de vedere subsistemul de epurare urmând a se situa pe locul trei, dupå captare ¿i tratare.

5.2.3.1. Indicatori de calitate ai apei la captare. În numår de 55, ace¿ti indicatori corespund STAS 4706/88, categoria I-a de calitate, cu urmåtoarele men¡iuni:

249

• la clasa de indicatori fizici (culoarea, turbiditatea ¿i materiile în suspensie), prin STAS 4706/88 nu se prevåd limite de admisibilitate. Cu toate cå indicatorul conductivitate nu este cuprins în STAS 4706/88, el este utilizat pentru sistemul de monitorizare în vederea determinårii reziduului fix.

• cea mai dezvoltatå este clasa de indicatori chimici, cu urmåtoarele precizåri:

− alcalinitatea, aciditatea ¿i duritatea sunt indicatori op¡ionali pentru SIMCAB;

− de regulå, comparativ cu produsele petroliere, substan¡ele extractibile sunt urmårite mai frecvent;

− comparativ cu STAS 4706/88 urmåtorii indicatori sunt mai pu¡in rele-

van¡i pentru SIMCAB: ,+Na +K , , , , , , pesticidele

organometalice; TN TP +Ag +2Ca +2Mo

− în schimb, fa¡å de 4706/88 ¿i ¡inându-se cont de STAS 1342/91, se efectueazå måsuråtori ¿i la turbiditate, conductivitate, duritate, trihalometani, ca indicatori specifici pentru procesul de tratare a apei.

• din punct de vedere al indicatorilor biologici ¿i microbiologici, SIMCAB are la bazå STAS 1342/91 date fiind obiectivele specifice urmårite.

În consecin¡å, pentru captare, cei mai relevan¡i indicatori ¿i care pot fi controla¡i prin SIMCAB sunt urmåtorii (tab. 5.2):

Tabelul 5.2

Captare - Indicatori minimali de monitorizare

Nr. crt.

Indicator Relevan¡å

1. Turbiditate (suspensii) - decantare ¿i filtrare la tratare

2. CCO-Mn - încårcare organicå filtrele de nisip cu pat de cårbune

3. pH - clorinare

4. +4NH - clorinare-consum 2Cl

5. −3NO , −

2NO - condi¡ii sanitare popula¡ie

6. Duritate - re¡ea de distribu¡ie

7. Fenoli - formare clorfenoli dupå clorinare

8. Fe, Mn - treapta de limpezire

250

5.2.3.2. Indicatori de calitate ai apei la tratare ¿i distribu¡ie. Pentru subsistemele tratare ¿i distribu¡ie, indicatorii semnificativi sunt cuprin¿i în STAS 1342/91, cu urmåtoarele men¡iuni:

− indicatorii fizici asupra cårora se poate interveni sunt: turbiditate ¿i culoare; la conductivitate, scåderea acesteia implicå tehnologii (coloane schimbåtoare de ioni) speciale;

− proprietå¡ile organolepticice (gust, miros) sunt corelate cu indicatorii chimici;

− dintre indicatorii chimici, cei mai relevan¡i sunt: oxigen dizolvat, CCO-Mn, clor rezidual total ¿i liber, la intrarea în re¡eaua de distribu¡ie ¿i la consumator, azota¡i, azoti¡i, fenoli (clorfenoli), trihalometani, radioactivitate ¿i indicatori de microbiologie, cu urmåtoarea semnifica¡ie (tab. 5.3):

Tabelul 5.3

Tratare - Indicatori minimali de monitorizare

Nr. crt. Indicatori Relevan¡å

1. Turbiditate - treapta de tratare

2. Culoare - treapta de tratare

3. CCO-Mn - treapta de tratare

4. Fenoli - treapta de tratare

5. Clor rezidual total ¿i liber - tratare re¡ea de distribu¡ie

6. Azota¡i, azoti¡i - tratare

7. Trihalometani - tratare

8. Radioactivitate - tratare

9. Microbiologici - tratare, distribu¡ie

5.2.3.3. Indicatori de calitate ai apei evacuate în canalizare. Pentru

SIMCAB, subsistem canalizare, în baza tabelului 5.4 se men¡ioneazå urmåtoarele:

• Numårul de indicatori este mai scåzut (23), ponderea principalå revenind celor de tip chimic, respectiv regim de oxigen, agresivitatea apei fa¡å de betoane, cianuri, sulfuri, extractibile, detergen¡i.

• Pentru indicatorii chimici se disting douå categorii de obiective:

251

− protec¡ia procesului tehnologic de la sta¡ia de epurare, respectiv: încårcare organicå, detergen¡i anionici, fenoli, metale grele (Zn, Cu, Pb, Cr, Ni);

− protec¡ia canalizårii ¿i personalului de exploatare: pH, clor rezidual, hidrogen sulfurat, cianuri, produse petroliere (extractibile).

Tabelul 5.4

Canalizare - Indicatori minimali de monitorizare

Nr. crt. Indicatori Relevan¡å

1. Temperaturå - proces de epurare protec¡ie*

2. Suspensii - proces de epurare

3. CBO5 - proces de epurare

4. CCO-Mn - proces de epurare

5. CCO-Cr - proces de epurare

6. pH - protectie canalizare

7. Clor rezidual - protec¡ie personal exploatare

8. Sulfuri, hidrogen sulfurat - protec¡ie personal exploatare

9. Cianuri - protec¡ie personal exploatare

10. Extractibile - protec¡ie canalizare

11. Detergen¡i anionici - proces de epurare

12. Fenoli - proces de epurare

13. Metale grele (Zn, Cu, Cd,Pb, Cr, Ni) - proces de epurare

* în prezent, sta¡ia de epurare de la Glina este prevåzutå numai cu treaptå mecanicå.

În consecin¡å, din punct de vedere al indicatorilor, structura minimalå de

monitoring pentru subsistemul de canalizare este urmåtoarea:

5.2.3.4. Indicatori de calitate ai apei dupå epurare. Pentru subsistemul de epurare, conform NTPA 001/97, s-au selec¡ionat indicatorii specifici, cu urmåtoarele men¡iuni:

• Condi¡iile de evacuare nu mai sunt corelate cu dilu¡ia.

252

• Numårul de indicatori este de circa 4 ori mai mare (45 fa¡å de 11 în 414), cu excep¡ia pesticidelor fiind foarte apropiat de STAS 4706/88.

• Întrucât în prezent sta¡ia de epurare de la Glina este prevåzutå doar cu treapta mecanicå, indicatorii reprezentativi pentru monitorizare sunt: suspensiile, încårcarea organicå, formele de azot ¿i fosfor, produsele petroliere, fenolii, detergen¡ii, metalele grele, încårcarea microbiologicå (tab. 5.5).

Tabelul 5.5

Epurare - Indicatori minimali de monitorizare

Nr. crt.

Indicator Relevan¡å

1. Materii în suspensie - protec¡ie curs receptor

2. 5CBO - påstrare satura¡ie 2O

3. CCO-Cr, CCO-Mn - påstrare satura¡ie 2O

4. Clor rezidual - protec¡ie ecosistem acvatic

5. −3NO , , −

2NO 4NH - protec¡ie curs receptor

6. −34PO - protec¡ie curs receptor

7. Sulfuri - protec¡ie curs receptor

8. Produse petroliere - protec¡ie curs receptor

9. Detergen¡i - protec¡ie curs receptor

10. Fenoli - protec¡ie curs receptor

11. Metale (Zn, Cu, Cd, Pb, As, Hg, Cr, Ni) - protec¡ie ecosistem acvatic

12. Coliformi totali ¿i coliformi fecali - protec¡ie folosin¡e aval

5.2.3.5. Matrice de analizå intersectorialå. Analiza comparativå din punct

de vedere al indicatorilor de calitate ai apei specifici fiecårui subsistem al SIMCAB eviden¡iazå urmåtoarele elemente:

• Gama cea mai largå de indicatori revine monitorizårii calitå¡ii apei la captare, tratare/distribu¡ie ¿i epurare (40 - 48 indicatori), pentru canalizare aceasta fiind mai reduså (23).

• Indicatorul pesticide este specific doar subsistemului tratare apå (captare ¿i distribu¡ie).

• Din punct de vedere al indicatorilor biologici, specifici doar verigilor captare ¿i tratare, existå diferen¡ieri. Astfel, la apele de suprafa¡å se apeleazå la indicele saprobic, în timp ce la tratare se folosesc al¡i indicatori.

253

• Din punct de vedere microbiologic, gama de indicatori cea mai dezvoltatå revine subsistemului tratare/distribu¡ie, în ordine urmând epurarea ¿i cursul receptor.

• Ca matrice, concordan¡a de indicatori este la captare ¿i restitu¡ie (apa dupå epurare), cu unele particularitå¡i la cei fizici.

• Un con¡inut relativ identic de indicatori se regåse¿te ¿i la tratare/ distribu¡ie, cu urmåtoarele observa¡ii:

− la captare (resurså) nu existå condi¡ii de admisibilitate pentru turbiditate, materii în suspensie, trihalometani ¿i indicatori microbiologici (cu excep¡ia coliformilor totali);

− la tratare apå potabilå (distribu¡ie), comparativ cu apa la captare, nu existå condi¡ii de admisibilitate pentru: , azot total, fosfor total, produse

petroliere, unele metale (Be, Ag, Ca, Mo) ¿i unele pesticide (organometalice, triazinone).

5CBO

5.2.3.6. Valori standard de referin¡å. ¥n faza valorilor admisibile pentru indicatorii specifici monitorizårii circuitului captare-distribu¡ie-evacuare, se desprind urmåtoarele observa¡ii:

• Existå o bunå concordan¡å între valorile stipulate în STAS 4706/88 categoria întâi de calitate ¿i cele din STAS 1342/91 (oxigen dizolvat, magneziu, rezidiul filtrabil, cloruri, sulfa¡i, cianuri, detergen¡i anionici, fenoli, fier total, mangan, cupru, cadmiu, plumb, mercur, crom hexavalent, seleniu, nichel).

• Valori apropiate, ca ordin de mårime, la CCO-Mn, CCO-Cr, Ca, P.A.H. ortofosfa¡i (mai mici la tratare).

• Existå ¿i excep¡ii la care concentra¡iile admisibile la apa potabilå sunt mai mari fa¡å de apa la captare:

− azota¡i (45 mg/l fa¡å de 10 mg/l); − zinc (5 mg/l fa¡å de 0,03 mg/l); − arsen (0,05 mg/l fa¡å de 0,01 mg/l).

• Spre deosebire de apa la captare, unde existå limite de admisibilitate pentru fiecare claså de pesticide, la tratare sunt avute în vedere douå limite: compus singur sau în amestec.

5.2.4. TIPURI DE PROBE ªI FRECVENºA DE SUPRAVEGHERE

Tipurile de probe (instantanee de cele mai multe ori), locul ¿i frecven¡ele de supraveghere la fiecare subsistem al SIMCAB sunt urmåtoarele (tab. 5.6):

a) Probe de apå la captare. Fa¡å de situa¡ia actualå, urmeazå ca într-o etapå viitoare så se efectueze måsuråtori de douå ori pe zi (inclusiv în cursul nop¡ii);

254

prin introducerea de echipamente automate, siguran¡a apei la captare va fi rezolvatå.

b) Probe de apå la tratare. ºinându-se cont de volumele bazinelor de stocare, situa¡ia prezentå este acceptabilå. Pentru se are înså în vedere

introducerea de aparaturå automatå de monitorizare. 2Cl

c) Probe de apå la folosin¡e. Frecven¡a de prelevare urmeazå a fi måritå la douå såptåmâni, cu o extindere a zonelor de investigare.

d) Probe de apå la canalizare. ªi pentru acest subsistem se considerå o frecven¡å acceptabilå de supraveghere (lunar).

e) Probe de apå la epurare. În prezent, frecven¡a este acceptabilå, coroborându-se cu cea adoptatå la canalizåri. Dupå darea în func¡iune ¿i a celorlalte trepte, måsuråtorile vor avea o frecven¡å zilnicå.

Tabelul 5.6

Tipuri de probe ¿i frecven¡e de prelevare

Nr. crt.

Subsitem Loc Frecven¡å Tip probå Obs.

1. Captare prima treapta de pompare zilnic instantanee +/-

2. Tratare bazine stocare apa dupå clorinare

zilnic instantanee +/-

3. Distribu¡ie 80 de apartamente periodic instantanee +

4. Canalizare 17 noduri colectoare principale

lunar instantanee +

5. Epurare Glina intrare/ie¿ire lunar instantanee -

Notå: + = corespunzåtor; - = urmeazå extindere.

5.2.5. ELEMENTE DE FLUX INFORMAºIONAL

Se disting douå situa¡ii care diferen¡ieazå fluxurile de date ¿i informa¡ii la nivelul SIMCAB:

− flux lent de date, corespunzåtor condi¡iilor uzuale de exploatare a sistemului;

− flux rapid de informa¡ii ¿i decizii pentru cazuri de urgen¡å.

255

5.2.5.1. Flux lent de date. Acest flux se caracterizeazå prin urmåtorul circuit în unita¡i implicate:

• Circuitul de monitorizare a calitå¡ii apei la CAPTARE-TRATARE (intrare în re¡eaua de distribu¡ie) - FOLOSINºE (terminal/re¡ea de distribu¡ie) -CANALIZARE-EPURARE (intrare ¿i ie¿ire sta¡ie de epurare).

• Monitorizarea, atât a calitå¡ii apei la captare, cât ¿i a celei din bazinele de stocare dupå clorinare, este asiguratå prin laboratoarele sta¡iilor de tratare (Arcuda ¿i Ro¿u).

• Monitorizarea calitå¡ii apei din re¡eaua de distribu¡ie, canalizare ¿i sta¡ia de epurare este fåcutå de laboratorul RGAB.

• Datele sunt colectate ¿i prelucrate de cåtre laboratorul RGAB ¿i transmise la serviciul de specialitate (automonitoring, inspec¡ie ¿i elaborare documenta¡ii).

• Datele ¿i informa¡iile sintetizate sunt utilizate pentru legåturå cu alte sisteme de monitoring, cât ¿i la întocmirea de rapoarte periodice de cåtre RGAB.

5.2.5.2. Fluxul rapid de informa¡ii ¿i decizii în situa¡ii de urgen¡å. Acest flux are la bazå urmåtorul circuit ¿i faze aferente:

• Localizarea incidentului (captare, tratare, distribu¡ie, canalizare, epurare), colectarea de probe, analize de laborator ¿i informare serviciu de specialitate:

− dacå cauza este generatå de calitatea apei la captare, este anun¡atå imediat RAAR - Bucure¿ti ¿i se vor lua måsuri de protec¡ie a sta¡iei de tratare; func¡ie de amploarea problemei mai sunt anun¡a¡i prin RGAB ¿i al¡i factori responsabili: Primårie, A.P.M. Bucure¿ti, MAPPM, massmedia;

− dacå cauza este generatå de una din activitå¡ile RGAB, se intervine direct la aceasta.

• Luarea de decizii ¿i måsuri de interven¡ie operativå; • Înregistrarea evenimentului ¿i a tuturor måsurilor luate; • Detalierea cauzelor generatoare, factorilor responsabili ¿i stabilirea

modului de recuperare a pagubelor.

5.2.6. EVALUAREA DE BILANºURI, NOTIFICÅRI, EVIDENºE

ªI ELEMENTE DE ORDIN PROSPECTIV

Se disting douå tipuri de bilan¡uri:

256

− cantitative; − calitative;

pentru bilan¡urile cantitative, se are în vedere balan¡a debitelor de apå prelevate ¿i debitelor de apå restituite, diferen¡a fiind de consumuri de apå ¿i pierderi (în special prin re¡eaua de distribu¡ie);

balan¡ele de calitate în baza monitorizårii calitå¡ii apei râului Dâmbovi¡a amonte ¿i aval de descårcarea canalizarii din Bucure¿ti.

La nivelul SIMCAB , în esen¡å acestea se referå la:

− calitatea apei la fiecare subsistem, conform frecven¡elor de monitorizare ¿i evaluare a modificårilor sezoniere;

− calitatea apei amonte/aval descårcare canalizare;

− elemente desprinse ca rezultat al activitå¡ii de inspec¡ie;

− evenimente deosebite (poluåri accidentale la captare, evacuare sau accidente);

− contorizåri de debite de apå prelevate ¿i tranzitate. Dupå cum s-a precizat la capitolul 4, SIMCAB este un sistem de monitoring

modular, cu posibilitå¡i de extindere etapizatå. ¥n acest sens, se au în vedere extinderi la subsistemul epurare odatå cu darea în exploatare a celorlalte trepte de la sta¡ia Glina. De asemenea, la sta¡iile de tratare într-o perspectivå pe termen mediu este de considerat automatizarea controlului clorului din bazinele stocare/pompare a apei.

257

6

STAºII AUTOMATE DE MONITORING ªI ALARMARE

Problema automatizårii monitoringului calitå¡ii apelor nu este nouå, primele încercåri de acest gen fiind fåcute în SUA (statul ORSANCO), la nivelul bazinului hidrografic al râului Ohio (1962-1972). Cu aceastå ocazie s-au realizat primele echipamente multiparametrice de supraveghere a calitå¡ii apelor emisarilor, cu posibilitå¡i de stocare a datelor la nivel local ¿i de teletransmisie la o sta¡ie centralå. În cazul când limitele prestabilite la un parametru erau depå¿ite se recolta simultan ¿i o probå de apå pentru investiga¡ii detaliate de laborator. În paralel, s-a dezvoltat un puternic sector de control automat al proceselor de tratare, respeciv epurare a apelor uzate (Germania, Japonia, începând cu anii 1960) proiectat pentru condi¡ii specifice de autospålare ¿i autocalibrare a senzorilor. Dupå anii 1975 s-a trecut la o genera¡ie nouå de echipamente la care senzorii se imerseazå direct în mediul de analizat, pe aceastå cale eliminându-se erorile cauzate sau introduse de sistemele de pompare (stripare gaze dizolvate, formare de alge pe conductele de alimentare etc.), inclusiv cu diminuarea costurilor aferente. Începând cu anii 1980 asiståm la cea de a treia genera¡ie, la care sta¡iile sunt de tip submersibil, cu stocare ¿i teletransmisie de date, lucruri deosebit de utile pentru monitorizarea calitå¡ii lacurilor pe diferite adâncimi ¿i a apelor subterane. Desigur cå Sta¡iile Automate de Monitoring ¿i Alarmare (SAMA) conferå o serie de avantaje substan¡iale, cum ar fi:

− asigurå posibilitatea måsuråtorilor in situ, respectiv eliminå erorile legate de contaminarea probelor, stabilitate, transport;

− integreazå continuu datele, fiind deci ideale pentru o evaluare a tendin¡elor de modificare a calitå¡ii apei în timp;

− måsurând în paralel ¿i debitul SAMA, permit evaluarea preciså a debitelor masice asociate, la condi¡iile hidrologice greu accesibile monitoringului normal;

− alarmeazå automat depå¿irea unor limite prestabilite;

− eliminå erorile introduse prin activitatea umanå.

258

Cu toate acestea, SAMA sunt confruntate ¿i în prezent cu o serie de limitåri, cele mai importante fiind redate în tabelul 6.1.

Tabelul 6.1

Privire comparativå asupra avantajelor ¿i limitårilor

sta¡iilor automate de alarmare

Nr. crt.

Avantaje Dezavantaje

1. Måsuråtori in situ Domeniu limitat de indicatori urmåri¡i.

2. Date în timp real Inaplicabil la analizoare în flux discret.

3. Informa¡ii globale (fish test) Necesar a se efectua analize ulterioare de

laborator.

4. Supraveghere de la distan¡å Costuri ridicate de teletransmisie.

5. Preselectare valori de alarmå Limite de detec¡ie, selectivitate.

6. Teletransmisie Necesitå dispecerat computerizat.

7. Cost scåzut/analizå Cost foarte ridicat al investi¡iei.

8. Nu necesitå fixarea ¿i transportul

probei

Implicå sisteme speciale de pompare

foarte dificil de realizat la Dunåre.

9. Eliminå erorile subiective Stabilitatea semnalului ¿i acurate¡ea

limitate în timp.

10. On line 24 din 24 ore Necesare recalibrårii periodice, iar via¡a

electrozilor este scåzutå.

11. Re¡ea localå/regionalå Nu se utilizeazå metode analitice

standard.

12. Cel mai ieftin mod de control al

poluårilor accidentale

Doar la un numår foarte limitat de

indicatori.

13. Nu necesitå måsuri de protec¡ie

pentru lucråtori Implicå opera¡ii frecvente de între¡inere.

14 Pot fi de tip fix, mobil,

submersibil, amplasabile pe o

navå etc.

Aten¡ie specialå.

15. Cea mai bunå solu¡ie pentru

supraveghere la lacuri.

Vandalismul.

Depuneri de alge, suspensii ¿i pe senzori.

Greu de utilizat la faze neomogene.

259

De altfel, în Olanda, dacå în anul 1980 erau în func¡iune 18 sta¡ii automate, în prezent re¡eaua este formatå doar din 8 sta¡ii, datoritå, în principal costurilor ridicate de operare ¿i între¡inere. O situa¡ie similarå se înregistreazå ¿i în Germania, Ungaria ¿i alte ¡åri. În plus, în cazul fluviului Dunårea, de exemplu, alimentarea cu apå a sta¡iei creazå o serie de dificultå¡i de ordin tehnic (amplasare sorb pe plutitor, fårå a se afecta traficul naval). În general, se eviden¡iazå urmåtoarele puncte de vedere comune între exper¡ii diferitelor ¡åri:

a) obiectivele sta¡iilor de alarmare ¿i gama de parametri sunt diferen¡iate fa¡å de cele de monitoring;

b) structura de hard este, de asemenea, deosebitå, în general mergându-se pe sisteme de detec¡ie ¿i/sau estimarea semicantitativå, deci de avertizare, urmatå de analiza ulterioarå (måsuråtori selective cantitative) de laborator;

c) structura de soft este ¿i ea diferen¡iatå, în prelucrarea datelor intervenind elemente specifice comparativ cu procesarea utilizatå pentru scopurile de monitoring; se urmåre¿te, în principal, depå¿irea unor limite prestabilite (amplitudine), frecven¡a de depå¿ire a unor praguri de concentra¡ie, propagarea undelor de poluare în spa¡iu ¿i timp ¿i pe sec¡iune transversalå, anticiparea profilelor de concentra¡ii în poluan¡i la situa¡iile cele mai nefavorabile ¿.a.

6.1. STRUCTURI ALE STAºIILOR AUTOMATE

În general, se disting patru nivele aferente SAMA, dupå cum urmeazå:

Nivelul 1 de avertizare, fårå a se cunoa¿te natura (cauza) ¿i magnitudinea poluårii; de regulå, pentru nivelul 1 structura SAA include un sistem de biotestare (fish test de cele mai multe ori), care în caz de startare asigurå în paralel ¿i recoltarea unei probe de apå ce serve¿te ca amprentå promemorie pentru analize ulterioare de laborator. Probele prelevate pot fi: (1) instantanee; (2) de compozi¡ie medie ¿i (3) orare. De subliniat cå în aceastå structurå, cea mai simplå de altfel, adoptatå de România pentru prima SACIRCA-Zeama Rece-Arge¿ etapa întâi ¿i folositå în prezent în Ungaria, sunt necesare analize ulterioare de laborator.

Nivelul 2 de analizå în flux continuu ¿i/sau discret ¿i alarmare în cazul depå¿irii unor limite atât la indicatorii fizico-chimici, cât ¿i la cei biochimici. Exemplele de acest gen sunt în Germania, Olanda, Fran¡a, Elve¡ia ¿.a. ªi la nivelul 2 se prevåd prelevatoare automate pentru analize ulterioare de laborator. La nivelul 2, de regulå, se determinå on line urmåtorii indicatori ¿i parametri: (1) temperaturå aer; (2) umiditate; (3) viteza vântului; (4) direc¡ia vântului; (5) nivelul apei; (6) temperatura apei;(7) oxigen dizolvat;(8) Ph; (9) conduc-tivitate; (10) turbiditate; (11) cloruri; (12) azota¡i; (13) pierdere capacitate de

260

înot contra curent a pe¿tilor (fish test); (14) frecven¡å de oscila¡ii la Daphnia test. Func¡ie de complexitatea sta¡iei, se mai pot adåuga canale pentru urmåtoarele måsuråtori: (15) cianuri; (16) amoniac; (17) carbon organic total; (18) CCO/ estimare CBO (analize în UV); (19) produse petroliere; (20) Hg, Pb, Cd, Cu, prin utilizarea voltametriei; (21) compu¿i fenolici (determinåri în UV).

Nivelul 3 de analize complexe ¿i avertizare, la care alåturi de indicatorii aråta¡i mai sus se efecueazå ¿i determinåri selective (nu specifice) de compu¿i organici, inclusiv de tip volatil prin utilizarea tehnicilor GCR on line. De subliniat cå AMC nu asigurå decât vizualizarea/avertizarea prezen¡ei unor compu¿i chimici dintr-o anumitå claså, peste un anumit prag, fårå a se furniza la momentul respectiv date privind natura componentului ¿i concentra¡ia aferentå. În paralel, pentru SAA de la acest nivel se prevåd biosenzori (fish test/ Daphnia test) ¿i sisteme de recoltare simultan de probe pentru analize de laborator.

Nivelul 4 de analizoare uni- sau multi- parametrice în flux, specifice controlului calitå¡ii emisiilor (efluen¡i uza¡i), îndeosebi de la procesele industriale.

6.2. EXEMPLE DE STAºII AUTOMATE

Existå o gamå variatå de sisteme, respectiv SAMA diferen¡iate din punct de vedere al parametrilor urmåri¡i, solu¡iilor tehnice adoptate la autospålarea ¿i autocalibrarea senzorilor etc. În cele ce urmeazå se vor prezenta doar douå sisteme, aplicate în Germania ¿i respectiv Olanda, ele fiind cele mai apropiate fa¡å de solu¡iile avute în vedere pentru fluviul Dunårea.

6.2.1. STAºII AUTOMATE UTILIZATE ÎN GERMANIA

Indicatorii urmåri¡i în flux continuu se referå la: temperaturå, oxigen dizolvat, pH, conductivitate, turbiditate, , carbon organic total,

temperatura ¿i umiditatea aerului, viteza ¿i direc¡ia vântului ¿i nivelul apei. se determinå în flux discret cu electrozi de oxigen. În paralel, pentru

alarmarea prezen¡ei unor compu¿i chimici toxici, sta¡ia mai este prevåzutå cu trei bioteste: (a) fish test; (b) Daphnia test ¿i (c) viteza de måsurare a cre¿terii algelor. Dacå una din limitele prestabilite la parametrii fizico-chimici reda¡i mai sus este depå¿itå sau în situa¡ia unui semnal pozitiv furnizat de bioteste se preleveazå automat o probå de apå pentru analizele de laborator detaliate (probe promemorie).

5CBO

5CBO

261

Sta¡ia este instalatå într-un container standard ( 9 2m suprafa¡å activå) cu aer condi¡ionat.

6.2.2. STAºII AUTOMATE UTILIZATE ÎN OLANDA

¥n figurile 6.1 – 6.3 sunt prezentate schemele unor tipuri de sta¡ii automate proiectate în mod special pentru avertizarea poluårilor accidentale. Principalii parametri urmåri¡i în sistemul AQUALARM (Riza-Olanda) sunt prezenta¡i în tabelul 6.2. În ceea ce prive¿te sistemul AQUALARM, acesta face parte dintr-un program pe termen lung elaborat de institutul de specialitate Riza pentru sta¡iile de monitoring de la Labith, Eysden ¿i Keizersveer. Sta¡iile de Monitoring (SM), respectiv datele ob¡inute atât prin måsuråtori automate, cât ¿i de laborator, sunt transmise la calculatorul central al sistemului AQUALARM de la Lelystad. Alåturi de o serie de parametri clasici, precum oxigen dizolvat, temperaturå, conductivitate, pH, cloruri, turbiditate, amoniac, fluoruri, cianuri ¿i tritiu, se determinå ¿i micropoluan¡ii anorganici (Cu, Pb, Zn, Cd) ¿i substan¡ele organice (nevolatile, volatile, de tip polar), datele instrumentale fiind completate cu cele de biomonitoring.

Fig. 6.1. Sistemul SIVEGOM pentru supravegherea automatå

a substan¡elor nevolatile.

262

Tabelul 6.2

Principalii parametri urmåri¡i prin sta¡ia AQUALARM (Olanda)

Parametri Tip Metodå/(senzori)

Clasici O.D, toC, cond., turb., pH Electrometre, optic

Såruri, nutrien¡i −Cl , , , −F −CN 3NH EIS (poten¡iometric)

Metale Cd, Cu, Pb, Zn Polarografie

- apolari SIVEGOM (XAD + GC)

- volatili purjare ¿i GC-trapå

Micropoluan¡i organici

- polari SAMOS

Tritiu - radiochimic

- fish test; Daphnia test Biomonitoring urmårire cre¿tere alge

Prelevator - apå/suspensii

Fig. 6.2. Sistemul SIVEVOC pentru monitorizarea automatå a substan¡elor organice volatile.

263

Fig. 6.3. Sistemul SAMOS pentru monitorizarea substan¡elor organice polare.

Pentru fiecare sta¡ie din re¡ea se includ ¿i indicatorii relevan¡i (specifici) zonelor investigate, func¡ie de sursele de poluare ¿i folosin¡e (în spe¡å alimentåri cu apå potabilå). Limite superioare/ inferioare de prealarmare ¿i alarmare sunt stabilite la fiecare SM, în situa¡ia depå¿irii acestora setându-se alarma la calculatorul central de la institutul Riza din Lelystad. Într-un program special, starea de alarmå este transmiså la celelalte institu¡ii implicate, cum ar fi companiile de alimentåri cu apå sau autoritå¡ile regionale de gospodårire a apelor. Situa¡ia de alarmå råmâne în operare pânå ce se confirmå prin notificare scriså cå factorii implica¡i au luat cuno¿tin¡å de aceasta. În caz contrar, se men¡ine starea de alarmå în continuare ¿i se ia legåtura cu autoritatea de apå cea mai apropiatå. Referitor la sistemele specifice de analizå, trebuie ¡inut cont cå apele Rinului sunt supuse poluårii, cu o gamå largå de compu¿i organici-pesticide, PAH, PCB, care au efecte nocive asupra sånåtå¡ii umane ¿i ecosistemelor acvatice. Pentru alimentarea cu apå potabilå, îndepårtarea prin procese tehnologice de tratare, a acestor compu¿i este dificilå ¿i costisitoare. În consecin¡å, alarmarea poluårii cu astfel de compu¿i este deosebit de importantå, captårile de apå putând fi oprite temporar. În acest context, din punct de vedere al monitorizårii ¿i alarmårii, substan¡ele organice se pot divide în trei categorii: (1) susbtan¡e nevolatile, (2) substan¡e volatile ¿i (3) substane¡e polare. Fiecare din aceste categorii impune condi¡ii specifice de prelevare ¿i tehnici analitice aferente. Ca rezultat, se disting sisteme proprii de måsurå pentru fiecare din aceste categorii.

264

6.2.2.1. Substan¡e organice nevolatile. Ca rezultat al faptului cå gama de astfel de substan¡e este foarte largå, la SM de la RIZA se efectueazå analize zilnice pe o probå de compozi¡ie medie prin sistemul SIVEGOM, bazat pe urmåtorul principiu (fig. 6.1). Proba de apå este trecutå timp de 24 de ore printr-o coloanå de re¡inere dupå care este eluatå cu un solvent ¿i analizatå prin GCR cu detector FID, cromatograma servind ca bazå de vizualizare a unor nivele ce depå¿esc valorile uzuale. În caz pozitiv, pe probele de apå recoltate în paralel se efectueazå analize de laborator speciale (GCR-MS).

6.2.2.2. Substan¡e volatile. Un alt sistem SIVEVOC a fost elaborat pentru analiza ¿i identificarea substan¡elor organice volatile din apå care nu pot fi captate pe coloana sistemului SIVEGOM (se pierd prin evaporare). Sistemul SIVEVOC (fig. 6.2) are la bazå un dispozitiv special de prelevare a probei de apå, de genul unei seringi hipodermice cu autoumplere, care previne pierderea compu¿ilor volatili prin evaporare, dupå care se cre¿te temperatura pentru separarea din fazå apoaså a componen¡ilor viza¡i; urmeazå o fazå de condensare (azot lichid) la - 120oC, injectare ¿i analiza GCR - FID cromatogramele fiind interpretate conform procedurii redate anterior.

6.2.2.3. Substan¡e organice polare. De cele mai multe ori acestea sunt pesticide, în concentra¡ii reduse, sub formå dizolvatå în fazå apoaså ¿i care nu pot fi detectate, respectiv cuantificate întotdeauna prin cele douå sisteme descrise anterior (SAMOS). În consecin¡å, s-a adoptat varianta HPLC on line.

6.2.3. ALTE SISTEME

Spectrometria derivatå în domeniul UV-VIS ajutå la mårirea rezolu¡iei în cadrul spectrelor suprapuse ¿i favorizeazå detectarea maximelor de absorb¡ie slab conturate ¿i eliminå zgomotul de fond. Maximele de absorb¡ie slab conturate apar datoritå prezen¡ei unor compu¿i în cantitå¡i mici într-un amestec sau prezen¡a unor impuritå¡i în solu¡ie. Derivatele de ordin impar (I-a ¿i III-a) se anuleazå în cazul unui maxim sau minim de absorb¡ie.

Derivatele de ordinul doi ¿i patru au minime înguste care indicå punctele de inflexiune ale maximelor absorb¡ie.

Amplitudinea a derivatei de ordinul n este propor¡ionalå cu inversul

lå¡imii w al maximului de absor¡ie de formå gaussianå sau lorentzianå: nD

( )nn w/D 1≈ (6.1)

265

Tabelul 6.3

Limite de detec¡ie ale unor poluan¡i determina¡i anterior prin spectre în UV diferen¡iale

Component L.D.

(mg/l)

Limite de admisibilitate (mg/l)

Fenol 0,1 0,1

Pentaclorfenol 0,2 0,2

2,4,6-tricolrfenol 0,2 0,1

Paraquat 0,1 0,005

Atrazin 0,2 -

Simazin 0,2 -

Piridinå 0,2 -

Toluen 0,7 -

Xilen 0,7 -

Petrol 0,2 -

Motorinå 20 1,0

Aceasta înseamnå cå în cazul unor maxime care coincid, având aceea¿i

valoare a absorban¡ei dar lå¡imi diferite ( – maxim mai larg, respectiv –

maxim mai îngust), amplitudinea a derivatei de ordinul n a maximului mai

îngust va fi mai mare decât cea corespunzåtoare celeilalte derivate cu un factor

. Pe acest fapt se bazeazå determinarea unui component cu un maxim

de absorb¡ie îngust în prezen¡a altui component cu un maxim de absorb¡ie mai larg aflat în exces.

xw yw

nD

( nxy ww / )

Derivatele de ordinul I sau II sunt folosite în special la analiza unui amestec de doi componen¡i, în care maximul unui component nu este eviden¡iat clar din cauza suprapunerii spectrelor, sau când unul din componen¡i se aflå în cantitatea micå. În acest caz în spectrul nederivat apare un umår.

Componentul în cantitate micå poate fi eviden¡iat ¿i determinat cu ajutorul derivatei de ordinul I, derivatå ce este mai pu¡in susceptibilå de erori statistice.

La folosirea primei derivate este mai preciså metoda minim-maxim în timp ce la folosirea derivatelor de ordinul II se utilizeazå metoda liniei de zero. Pe acest principiu se bazeazå ¿i analizoarele automate de determinare a fenolilor din ape la care se îndepårteazå interferen¡ele datorate azota¡ilor (230 nm) ¿i bicarbona¡ilor (prin acidularea probei).

266

Fig. 6.4. Spectre uzuale la o probå de apå

fårå ¿i cu con¡inut de fenoli.

Fig. 6.5. Derivata I-a ¿i absorb¡ia uzualå la probe de apå

fårå con¡inut de fenoli.

267

Fig. 6.6. Derivata I-a ¿i înregistrarea uzualå la probe de apå

cu sau fårå con¡inut de fenoli.

6.3. BIOSISTEME DE ALARMARE AUTOMATÅ

Primele sisteme biologice de alarmare a prezen¡ei unor substa¡e toxice în apele de alimentare s-au dizolvat dupå 1970 odatå cu posibilitatea introducerii microcalculatoarelor, subiec¡ii testa¡i fiind de o mare varietate (pe¿ti, Daphnie, larve, molu¿te, alge, bacterii) la acestea adåugându-se ¿i materiale biologice izolate, celule de organe, enzime antigene, în ultimul caz priectându-se biosenzori. În esen¡å, la biosistemele de alarmare se disting douå elemente de bazå:

1. organismul de testare care opereazå in situ sau în condi¡ii de laborator;

2. sistemul de måsurare al råspunsului fiziologic sau de comportare a organismului în prezen¡a unui agent toxic, în general apelându-se la urmåtoarele alternative:

− sisteme electrice cu electrozi ce sesizeazå diferen¡ele de poten¡ial generate de activitatea muscularå în apa din jurul organismului;

− sisteme electromagnetice la care modificåri ale câmpului magnetic indus de înaltå frecven¡å (sau de un magnet sta¡ionar) sunt indica¡ii ale deplasårii organismului;

− sisteme optice (celule fotosensibile) sau video ce determinå o activitate sau localizeazå organismul;

− sisteme electrochimice sau optochimice de måsurare a metaboli¡ilor (de exemplu oxigen), produsului metabolic (de exemplu ) sau a unui

constituient celular (clorofilå ¿.a.); 2CO

3. sistemul de procesare a semnalelor pentru ini¡ierea alarmårii.

268

6.3.1. DISPOZITIVE DE TIP FISH TEST

Fåcând parte din categoria testelor in vivo în cadrul acestora se disting douå alternative diferen¡iate dupå natura parametrilor urmåri¡i:

6.3.1.1. Detectarea modificårilor de comportare. Aceste teste urmåresc func¡iuni ca: chemotaxå, reotaxå, comportare locomotorie sau mortalitate. Cea de a doua func¡iune, respectiv capacitatea de înot contrar curentului este frecvent monitorizatå în diferite variante constructive: alimentare în flux continuu, alimentare în flux intermitent (la 30 minute), teste dinamice, teste stato-dinamice etc. Drept detectoare ale pozi¡iei subiec¡ilor (dispu¿i de regulå în camere de testare separate) se folosesc sisteme cu fascicule luminoase, sisteme cu ultrasunete, magne¡i implanta¡i, camere video, sisteme pneumostatice etc.

6.3.1.2. Detectarea unor variabile fiziologice. Func¡iunile fiziologice cele mai comune folosite la dispozitivele fish test se referå la:

− frecven¡a de respira¡ie;

− volum/amplitudine respira¡ie;

− pulsuri electrice;

− pozi¡ionare corp (incintå rotitoare);

− activitate muscularå.

Un astfel de dispozitiv (1984) se bazeazå pe måsurarea activitå¡ilor nervoase ¿i musculare a pe¿tilor (teste dinamice) prin intermediul unor electrozi imersa¡i în tancul de testare ¿i amplificarea semnalelor (50-100 microV) ¿i analizarea la calculator a frecven¡ei ¿i amplitudinii care sunt raportate la valori de referin¡å, tabelul 6.4 prezentând rezultatele experimentale ob¡inute la o serie de poluan¡i.

Tabelul 6.4

Sensibilitatea testelor pe pe¿ti (fish test – determinare poten¡ial)

Compus chimic LC 50 pe¿ti

(mg/l)

Alarmare fish test

(mg/l)

Timp

(h)

Amoniac 0,16-0,49 0,11 96

Fenol 9,3 2,0 48

Paraquat 32,0 0,8 96

2,4,6-triclorfenol 10,0 0,2 24

Gama-HCH 0,06 0,003 96

Pentaclorfenol 0,25 0,14 48

Formaldehidå 610,0 100,0 96

Petrol - 3 (.g/l) -

269

Dezavantajele la monitoarele de tip fish test se referå la înte¡inerea (1/2 zi–

såptåmânå), spa¡iul total afectat (20 2m ) ¿i costuri.

6.3.2. MONITOARE CU MOLUªTE

Corela¡ia dintre frecven¡a de închidere a celor douå valve func¡ie de natura ¿i concentra¡ia poluan¡ilor este deosebit de sensibilå; astfel de regulå o închidere-deschidere se întâmplå de circa 2 ori/orå, prezen¡a clorului liber sau a unui solvent organic crescând aceastå frecven¡å la 100 /h. Pe acest principiu s-au constituit monitoare de laborator (Mussel monitor), de operare in situ, capabile a lucra continuu trei luni de zile cu douå seturi de 40 de scoici, fiecare din acestea fiind prevåzute cu un magnet ¿i un releu de înregistrare pozi¡ionare magnet. Sensibilitatea ¿i fiabilitatea testelor de acest gen este remarcabilå fiind promovate pe scarå largå la monitorizarea apelor de suprafa¡å ¿i a celor marine (tab. 6.5).

Tabelul 6.5

Sensibilitatea testårilor pe molu¿te la unii compu¿i chimici

Substan¡a Limita de detec¡ie (mg/l)

Substan¡a Limita de detec¡ie (mg/l)

Amoniac 0,6 Petrol(dispersat) 6,0

Atrazin 0,5 Pentaclorfenol 0,4…0,01

2CdCl 0,15 Fenol 50

Cloroform 50 Se 15

4CuSO 0,01 4CCl 0,1

KCN 0,40 Toluen 2,5

1,3-diclorbenzen 11 Tributilstaniu-oxid ~15

Diclormetan 150 Tricloretilenå 0,006

Formaldehidå 150 Xilen 1

Hexaclorbutadienå 1,6 2ZnCl 0,5

Gama-HCH 0,06

2Cl 0,04

2PbCl 0,25

270

6.3.3. MONITOARE CU NEVERTEBRATE

Dintre acestea cele bazate pe utilizarea Daphniei sunt cele mai aplicate atât în teste de tip static (scopuri de ecotoxicologie), cât ¿i dinamice. Sistemele de tip Dynamic Daphnia Tests constau în monitorizarea în IR a deplasårii organismelor într-o coloanå de alimentare continuå sau intermitentå cu ape de analizat. O altå alternativå are la bazå måsurarea activitå¡ii diferitelor nevertebrate (crustacee) pentru detectarea consumului de oxigen.

6.3.4. MONITOARE CU ALGE

Monitorizarea algelor celulare are la bazå înregistrarea activitå¡ii de fotosintezå în baza determinårii produc¡iei de oxigen sau a clorofilei (måsuråtori de fluorescen¡å). Determinårile de clorofilå se fac folosind o lungime de undå de excita¡ie la 430 nm, iar cea de emisie la 665 nm, lumina emiså prin fluorescen¡å fiind propor¡ionalå cu celulele de alge vii (teste de tip Biosens). Dacå se utilizeazå o radia¡ie pulsatorie de excita¡ie se pot ob¡ine informa¡ii mult mai detaliate asupra condi¡iilor din sistemul de fotosintezå. Uzual se înregistreazå varia¡ia fluorescen¡ei în timp (maximå, integrale totale ¿i/sau par¡iale, fluorescen¡å întârziatå). Testele comerciale de tip DF-Alger-test apeleazå la fluorescen¡a cu întârziere, în timp ce FluOX (1991) måsoarå simultan produc¡ia de oxigen ¿i parametrii deriva¡i din curbele de fluorescen¡å trasate în baza folosirii mai multor intensitå¡i de descårcare.

6.3.5. MONITOARE CU BACTERII

Acestea constau în culturi de bacterii (culturi libere de tip mono sau mixte sau ata¿ate la un substrat) la care se monitorizeazå de regulå un metabolit (de exemplu oxigenul). Bacteriile de tip Nitrosomonas pot doza amoniacul, dar sistemul (1975) nu se folose¿te, date fiind dificultå¡ile de men¡inere a culturii. Un sistem de monitorizare continuå a se poate asigura prin måsurarea

vitezei de consum a oxigenului într-un mediu de culturå bacterianå (Biomonitor Point, BSB Modul ¿.a.). Substan¡ele toxice vor interfera în respira¡ia

microbianå pe aceastå cale detectându-se preferin¡a acestora (scådere consum de oxigen).

5CBO

yBOD

O altå alternativå o constituie utilizarea bacteriilor luminescente prin monitorizarea descre¿terii luminescen¡ei în prezen¡a unui agent toxic (Auto-Microtox sau Bio Lum 1993). Rezultatele sunt, în general, similare sau mai

271

bune fa¡å de cele ob¡inute prin testele statice pe pe¿ti (96 h pentru L ) sau

Daphnie (24 h pentru E ), cu o vitezå superioarå ¿i costuri mai scåzute. 50C

50C

6.3.6. BIOSENZORI

Un biosenzor este de fapt un senzor chimic la care se imobilizeazå pe suprafa¡a activå un material biologic (organisme vii, ¡esuturi, celule, organe, membrane, enzime pânå la nivel de acizi nucleici ¿i molecule organice). Sistemul, în consecin¡å, este o unitate intrinsecå ce se poate imersa direct în mediul de analizå cu sau fårå precondi¡ionare. Cei mai mul¡i dintre biosenzori sunt inspira¡i din industriile medicale ¿i alimentare (glucozå, amoniac, alcool metilic ¿.a.). Din imobilizarea Esterichia Coli pe suprafa¡a unui electrod de se poate

urmåri rata de respira¡ie a bacteriilor care poate fi inhibatå de o serie de poluan¡i, pe aceastå cale determinându-se prezen¡a acestora (tab. 6.6).

2CO

Tabelul 6.6

Limite de detec¡ie la unii biosenzori

Concentra¡ie (mg/l) Compus

pentru a cauzå 40% descre¿tere 2CO

pentru a cauza o cre¿tere cu 1 mg/l în efluent 2O

+2Hg - > 0,5

+6Cr - 25

+2Pb 0,13 50

−CN 3,50 5

+2Cd 0,30 -

+2Cu 1,10 -

fenol 1209 -

Un sistem similar are la bazå determinåri de oxigen dizolvat, microorganismele din nåmolul activ fiind imibilizate sub formå de biofilm într-un biofiltru. În absen¡a inhibitorilor efluentul trebuie så con¡inå o cantitate micå de oxigen sau invers (tab. 6.6). O alternativå recentå de måsurare a consumului de substrat sau a formårii produsului de reac¡ie o constituie considerarea inhibårii circuitului de electroni

272

transportat în sistemul de microorganisme, senzorii de acest gen având un råspuns rapid ¿i o sensibilitate bunå. Mediatorii chimici pot fi utiliza¡i la monitorizarea transportului de electrozi la specii de cianobacterii sau enbacterii. Madiatorii chimici de tip fericianurå/ferocianurå se pot utiliza la captura de electroni din sistemul de transport printr-o celulå prevåzutå cu un electrod de platinå ¿i ESC determinându-se aceasta. Prezen¡a unor poluan¡i în apå conduce la perturbarea directå a transportului de electroni (inhibarea enzimelor asociate cu procesele de respira¡ie/fotosintezå) sau indirect prin afectarea integritå¡ii membranei. Func¡ie de natura ¿i concentra¡ia poluantului acesta va conduce la perturbåri acute sau cronice ale activitå¡ii în sistemele de transport de electroni. Douå tipuri de senzori s-au realizat pânå în prezent. Prima variantå are la bazå re¡eaua celulelor pe un disc de filtru ce este apoi montat pe un electrod de lucru, solu¡ia de mediator chimic curgând la suprafa¡a acetuia. În cea de a doua alternativå bacteriile sunt imobilizate într-o coloanå prin care se trece solu¡ia de mediator.

273

7

SISTEME DE AVERTIZARE A POLUÅRILOR ACCIDENTALE

Dupå cum s-a prezentat la capitolele 3 ¿i 4 unul dintre obiectivele urmårite prin sistemele de monitorizare al efluen¡ilor ¿i emisarilor îl reprezintå alarmarea în timp util a poluårilor accidentale în vederea luårii de måsuri operative pentru protec¡ia folosin¡elor. O serie de elemente diferen¡iazå înså sistemele, respectiv re¡elele de avertizare fa¡å de cele de monitoring (tab. 7.1 - 7.2).

Tabelul 7.1

Func¡iuni cheie la sistemele de monitoring ¿i cele de alarmare

Sisteme de monitoring Sisteme de alarmare

Colectare ¿i operare cu un numår mare de date pe o perioadå lungå de timp

Colectare ¿i operare cu un numår limitat de informa¡ii pe o perioadå reduså de timp.

Canalele de intrare sunt create prin re¡eaua proprie de monitoring

Informa¡iile sunt furnizate de:

-utilizatori de apå (industrie, agriculturå);

-transport;

-re¡ele de monitoring.

Manipulare numår larg de date Prelucrare set limitat de informa¡ii.

Opereazå secven¡ial (12-24 ori pe an) Opereazå 24 din 24 ore în caz de alarmå.

Program pe termen lung– planificare Program pe termen scurt, poluårile accidentale nu se prognozeazå.

Func¡iuni urmårite: 9 temporale ¿i 8 spa¡iale

Tip de poluant/concentra¡ie/efecte asupra sånåtå¡ii umane/mediului acvatic

-prognozå deplasare undå de poluare.

Un element esen¡ial îl reprezintå sursele de informare (canalele de intrare) la cele douå sisteme. Astfel, dacå la activitatea de monitoring ponderea principalå (peste 80%) revine re¡elelor din subordine (apele de suprafa¡å, ape subterane) coroborat cu sistemele de automonitoring, pentru alarmarea poluårilor

274

accidentale, informa¡iile sunt furnizate, de regulå, de sursele de poluare sau transporturi, în situa¡ii de incidente transfrontierå apelându-se la proceduri speciale.

Tabelul 7.2

Criterii generale pentru selec¡ionarea sta¡iilor

Nr. crt. Criterii Monitoring Alarmare

1. Importan¡a cursului de apå la nivel local

(na¡ional)/interna¡ional, debit/folosin¡e. + + +

2. Reprezentativitatea sec¡iunii pentru controlul

poluårii la nivel local ¿i transna¡ional. + + +

3. Apå omogenizatå. + + + -

4. Måsuråtori în paralel de debite. + + + +

5. Sta¡ii de referin¡å. + -

6. Sta¡ii terminale. + +

7. Amonte de principalele captåri de apå. - + + +

8. Controlul poluårii difuze. + -

9. Acces. + +

10. Comunica¡ii. - +

Pentru poluårile accidentale elementele de bazå necesare sunt reprezentate de: (1) natura poluantului, (2) proprietå¡i fizico-chimice ¿i toxice, (3) viteza de propagare a undei de poluare ¿i (4) prognoza magnitudinii de poluare la o distan¡å ¿i perioadå de timp. În schimb la activitatea de monitoring frecven¡ele sunt mult mai multe. Pornind de la aceste diferen¡ieri specifice, în cele ce urmeazå se va prezenta sintetic Sistemul de Avertizare pentru situa¡ii de Urgen¡å la nivelul b.h. Dunåre (AEWS) dat în func¡iune cu caracter experimental în aprilie 1997. Se men¡ioneazå cå la elaborarea acestuia s-a considerat experian¡a ¿i solu¡iile adoptate pentru Rin.

7.1. STATISTICA POLUÅRILOR ACCIDENTALE PE DUNÅRE

Conven¡ia privind efectele transfrontierå ale accidentelor industriale, semnatå de cåtre 23 de ¡åri la Helsinki, Finlanda în martie 1992, are ca scop principal promovarea unei cooperåri interguvernamentale pentru prevenirea, pregåtirea ¿i ac¡ionarea fa¡å de efectele cauzate de accidentele industriale. În

275

mod particular, pentru mediul acvatic, Conven¡ia privind protec¡ia ¿i utilizarea cursurilor de apå transfrontierå ¿i a lacurilor interna¡ionale (martie 1992, Helsinki) a detaliat elementele specifice modului de ac¡iune în caz de poluåri accidentale transna¡ionale, o serie de instrumente ¿i documente preparatorii, fiind deja eleboratå la acea etapå de cåtre Comunitatea Economicå Europeanå (Codul de Conduitå referitor la poluarea accidentalå a apelor transfrontierå inferioare, 1990). Toate aceste documente, cu caracter interna¡ional, reprezintå de fapt un råspuns fa¡å de accidentele petrecute anterior, Seveso 1976 (dioxinå), Mexico City 1984 (propan), Bhopal 1984 (metilizocianat), Basel 1986 (insecticide), în sensul prevenirii lor, cât ¿i al controlului situa¡iilor de urgen¡å (în sensul evaluårii riscului ¿i management). Spre deosebire de activitatea de monitoring, sistemele de avertizare a poluårilor accidentale se diferen¡iazå atât în ceea ce prive¿te logistica cât ¿i infra, respectiv suprastructura. Obiectivele, con¡inutul informa¡iilor transmise, modul de prelucrare ¿i transfer de date, atât la nivel local cât ¿i regional, sunt diferen¡iate astfel încât sistemele de monitoring pot så asigure doar o parte din setul necesar de date, urmând ca prin proceduri proprii, sistemele de alarmare, så råspundå obiectivelor fa¡å de care sunt destinate. Începând cu anul 1991 a fost organizat un subgrup de exper¡i pentru problemele legate de realizarea unui sistem de avertizare în caz de urgen¡å ¿i accidente pe Dunåre (AEWS) compatibil cu cel aplicat în prezent pe Rin. Sistemul are în vedere atât cursul major al Dunårii, cât ¿i afluen¡ii principali ai acesteia. Documenta¡iile elaborate pânå în prezent, eviden¡iazå sintetic urmåtoarele aspecte.

7.1.1. FRECVENºA POLUÅRII ACCIDENTALE

Numårul de incidente este diferen¡iat, de la ¡arå la ¡arå, fiind corelat atât cu posibilitå¡ile de control preventiv, cât mai ales cu cele de identificare. Astfel, în Ungaria, în anul 1989, s-au înregistrat 213 poluåri accidentale la nivelul re¡elei hidrografice na¡ionale, din care 27 au fost cauzate de ¡årile din amonte. Pentru fluviul Dunårea, în perioada 1985-1990, se remarcå o frecven¡å maximå (90 incidente în 1986) dupå care tendin¡a este de descre¿tere (69 în 1990). În Republica Slovenia, în perioada 1990-1992, s-au înregistrat peste 200 de poluåri accidentale, tendin¡a fiind de asemenea de descre¿tere a frecven¡ei (60 de incidente în 1992). O statisticå similarå rezultå ¿i în Slovacia (tab. 7.3) la care pentru intervalul 1991– 1992, numårul minim de incidente s-a înregistrat în anul 1981 (87), iar cel maxim, în 1989 (214 incidente). Pentru fluviul Dunårea numårul de poluåri accidentale este cuprins în intervalul 8-19, tendin¡a fiind de descre¿tere (tab. 7.4).

276

Tabelul 7.3

Tipuri de poluåri accidentale (Slovacia)

Numår de incidente Substan¡e periculoase

81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

Produse petroliere

33 45 45 42 55 51 73 90 102 107 76 60

Baze 5 7 7 3 4 4 4 11 10 12 6 5

Pesticide - - 7 - 2 4 1 1 2 1 0 2

Dejec¡ii animale

6 7 8 5 10 12 23 21 17 13 32 22

Detergen¡i 4 3 3 3 6 6 2 5 6 2 5 1

Îngrå¿åminte sintetice

2 4 8 2 1 4 1 2 7 0 0 0

Alte substan¡e toxice

4 6 3 7 2 17 12 7 8 15 11 11

Deficit oxigen

2 6 13 - 1 3 0 1 3 2 4 3

Suspensii ¿i nåmoluri

8 6 7 4 7 2 4 10 1 4 2 10

Ape uzate 6 8 8 10 6 11 5 14 13 15 15 10

Neidentificate 4 5 11 6 7 17 19 32 28 24 25 28

Tabelul 7.4

Grade de control al poluårilor accidentale (Slovacia)

Poluåri accidentale pe Dunåre Cauze An

Numår total Sec¡iunea de grani¡å Identificate Neidentificate

1988 14 13 3 11

1989 16 10 7 9

1990 15 11 3 12

1991 19 15 7 12

1992 8 5 2 6

277

7.1.2. ARII AFECTATE

Ponderea cea mai mare revine râurilor (peste 70%) în ordine urmând lacurile ¿i apele subterane. Astfel pentru Slovenia, poluårile accidentale din perioada 1990-1992, au afectat, în propor¡ie de 81% râurile, 7% apele subterane ¿i 60% lacurile, respectiv apele maritime.

7.1.3. TIPURI DE POLUÅRI ACCIDENTALE

În general ponderea principalå revine poluårii cu produse petroliere, care se situeazå în limitele 40%-70%. O redare mai detaliatå a tipurilor de poluåri accidentale este datå în tabelul 7.3, situa¡ia din Slovacia regåsindu-se în bunå måsurå ¿i în ¡årile din aval. Alåturi de produsele petroliere urmeazå, ca prioritate, pesticidele ¿i îngrå¿åmintele minerale utilizate în agriculturå, dar a cåror frecven¡å a descrescut semnificativ dupå 1989, la ¡årile cu economia în tranzi¡ie. În acela¿i context, de men¡ionat poluarea de la Ismail cauzatå în 1989 de evacuarea în Dunåre (Ucraina) a trei tone de amoniac, ca urmare a unei avarii la conducta de transport, cea de la Reni din 1991 (de douå ori) ca rezultat a unor accidente rutiere la cisterne ce transportau dicloretan ¿.a.

7.1.4. GRADUL DE CONTROL AL POLUÅRII ACCIDENTALE

Se remarcå în general o pondere reprezentativå de poluåri accidentale, fårå identificarea naturii agentului (agen¡ilor) poluan¡å, tendin¡a fiind de cre¿tere a acestei situa¡ii în ultima perioadå de timp. De regulå, aceste poluåri sunt corelate cu eviden¡ierea mortalitå¡ii piscicole în cursul de apå, procentul depå¿ind în unele ¡åri 45% (Slovacia). Acest lucru se råsfrânge asupra operativitå¡ii sistemului de avertizare, necunoscându-se natura poluantului, fiind foarte greu de controlat. La toate acestea se mai adaugå faptul, cå de multe ori poluårile accidentale sunt semnalate cu întârziere (2-3 ore sau mai mult) nu de cåtre organismele responsabile (de regulå autoritå¡ile locale de apå) ci mai ales de utilizatori (crescåtorii piscicole sau public) fapt care îngreuneazå ¿i mai mult identificarea cauzelor ¿i luarea de måsuri operative de protec¡ie a folosin¡elor de apå din aval. Plaja de acoperire a poluårilor accidentale realizatå de cåtre personalul re¡elelor de hidrologie ¿i cel de pisciculturå se situeazå ¿i ea într-un inteval limitat (15-30%).

278

7.1.5. SURSE DE POLUÅRI ACCIDENTALE

Alåturi de evacuårile de produse petroliere care se situeazå în circa 40% din sursele de poluåri accidentale, statisticile din ultimii 10 ani pentru Dunåre eviden¡iazå o pondere de aproximativ 16% a evacuårilor industriale, 4,2% a celor orå¿ene¿ti, 6,4% ca rezultat al spålårii/scurgerii de pesticide ¿i îngrå¿åminte pe terenurile agricole, 18% altele ¿i aproximativ 14% surse neidentificate.

7.1.6. CAUZE GENERATOARE DE POLUÅRI ACCIDENTALE

O statisticå asupra cauzelor generatoare de poluåri accidentale pentru perioada 1982-1991 (Ungaria) eviden¡iazå urmåtoarea pondere: cauze necunoscute 33%, accidente tehnologice 21%, condi¡ii hidrologice nefavorabile 11%, manevråri gre¿ite 16%, altele 19%. O prezentare mai detaliatå este datå în tabelul 7.5 (Slovacia).

Tabelul 7.5

Cauze frecvente generatoare de poluåri accidentale

Cauze generatoare de poluåri accidentale

1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992

1. Tehnologii neadecvate

¿i nerespectåri ale

disciplinei tehnologice

44 54 38 60 47 48 49

18 23 12 29 16 28 13

15 20 25 29 28 18 18

2.Stare nesatisfåcåtoare a

echipamentelor datoritå:

2.1. Între¡ineri, piese de

schimb insufuciente

2.2. Solu¡ii tehnice

neadecvate

2.3. Capacitate de

stocare insuficientå

(bazine de reten¡ie etc.) 9 3 5 1 1 3 4

3. Cazuri de urgen¡å

(incendii, explozii)

2 0 3 3 1

279

Tabelul 7.5 (continuare)

Cauze generatoare de poluåri accidentale

1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992

4. Ploi toren¡iale, topire

de zåpadå

1 0 7 7 4

5. Transport ¿i trafic 11 15 13 26 28 20 26

6. Altele 8 8 29 8 11 9 13

7. Neidentificate 30 35 70 55 58 56 42

Se observå cå o pierdere importantå revine cauzelor neidentificate genera-toare de poluåri accidentale (30-40%).

7.2. DEFINIºII ªI CONCEPTE

A¿a cum existå frecvente confuzii între no¡iunile de supraveghere/ control/inspec¡ie, ¿i în situa¡ia de poluåri accidentale se vehiculeazå termeni ca accident, incident, situa¡ie (stare) de urgen¡å, stare de alarmå ¿.a. În vederea eliminårii de confuzii, prin conven¡iile precizate la paragraful 7.1 se prezintå o serie de defini¡ii dintre care, în cele ce urmeazå, s-au selec¡ionat cele privitoare la termenii cei mai utiliza¡i:

a) incident, semnificå toate accidentele rezultate din activitatea umanå sau toate catastrofele naturale (C.C.);

b) accident, constituie un eveniment care se încadreazå în condi¡ii de activitate normalå, acceptabilå ce poate genera o poluare a apei (C.C.);

c) poluare accidentalå a apelor interioare transfrontierå reprezintå introducerea directå sau indirectå de materii periculoase pentru apele interioare transfrontierå ce genereazå incidente par¡iale sau totale pentru o zonå relevantå a unei ¡åri învecinate provocând afectarea calitå¡ii apelor interioare transfrontierå ¿i/sau pagube importante asupra ecosistemelor acvatice (C.C.);

d) ape interioare transfrontierå, înseamnå toate apele de suprafa¡å ¿i subterane ce formeazå sau traverseazå frontierele comune a douå sau mai multe ¡åri (C.C.);

e) materii periculoase, semnificå toate materialele sau formele de energie ce comportå un risc semnificativ de poluare accidentalå a apelor interioare transfrontierå, cuprinzând materii toxice, persistente ¿i susceptibile de acumulare în organisme vii ¿i microorganisme (C.C.);

280

f) poluarea unui curs interna¡ional de apå, constituie orice alterare în compozi¡ie sau calitatea apelor unui curs de apå interna¡ional ce rezultå direct sau indirect din activitatea umanå (D.I.L.);

g) stare de urgen¡å, reprezintå situa¡ia cauzatå de modificåri naturale bru¿te, cum ar fi inunda¡iile, topirile de ghe¡uri, cutremure sau datorate activitå¡ii umane, spre exemplu în cazul accidentelor industriale (D.I.L.);

h) substan¡e periculoase, înseamnå substan¡ele care sunt toxice, cancerigene, mutagenice, teratogenice sau bioacumulative în special când acestea sunt persistente (C.T.W.);

i) impact transfrontierå, semnificå orice efect aversiv, semnificativ asupra mediului rezultat dintr-o schimbare în condi¡iile apelor transfrontierå, cauzat de activitatea umanå, de origine fiind situatå total sau par¡ial în aria de jurisdic¡ie a unei pår¡i asupra ariei de jurisdic¡ie a altei pår¡i. Astfel de efecte asupra mediului include efectele asupra sånåtå¡ii umane ¿i siguran¡ei florei, faunei, solului, aerului, apei, climei, peisajului, monumentelor istorice sau alte structuri fizice sau interac¡ionând asupra acestor factori; se include de asemenea efectele asupra condi¡iilor culturale sau socio-economice ca rezultat al alterårii acestor factori (C.T.W.).

Dupå cum se observå chiar între defini¡ii, existå nuan¡e diferen¡iate, în func¡ie de cadrul, respectiv contextul dat.

7.3. OBIECTIVE

Sistemul de Avertizare în caz de Accidente ¿i Stare de Urgen¡å (AEWS), are în vedere urmåtoarele scopuri pentru bazinul hidrografic al Dunårii:

− comunicarea informa¡iilor privind schimbårile brusce în caracteristicile apei, cum ar fi de exemplu cele cauzate de poluåri accidentale sau de modificåri neprognozabile în nivelul apei (nu se include inunda¡iile);

− asigurarea unui sistem operativ de avertizare, transna¡ional cuprinzând atât cursul major al Dunårii cât ¿i afluen¡ii.

Pornindu-se de la aceste coordonate generale se desprind o serie de obiective cu caracter global cât ¿i na¡ional specifice sistemului AEWS (transna¡ional) ¿i respectiv sistemelor na¡ionale.

7.3.1. OBIECTIVE CU CARACTER GENERAL

Principalele obiective ale AEWS, ce corespund sistemului transna¡ional (regional) sunt urmåtoarele:

281

− comunicarea promptå de informa¡ii asupra stårilor de urgen¡å ce au loc pe râuri ¿i afluen¡i din bazinul hidrografic Dunåre;

− recep¡ionarea, procesarea ¿i transmiterea promptå de informa¡ii asupra poluårii brusce cauzate de substan¡ele periculoase evacuate accidental în ape de suprafa¡å ¿i care pot cauza un impact transfrontierå; idem în situa¡ia modificårii imprevizibile a nivelelor de apå;

− în situa¡ia poluårilor brusce, sistemul trebuie så aibå capacitatea de alertare a serviciilor responsabile în vederea:

• definirii pericolului; • stabilirii cauzelor; • determinårii factorilor råspunzåtori; • înlåturarea pagubelor; • prevenirea altor consecin¡e.

− când intervin accidente minore care pot provoca riscuri asupra publicului, sistemul trebuie så aibå capacitatea de comunicare corespunzåtoare a informa¡iilor necesare.

Obiectivele precizate mai sus se încadreazå într-o strategie pe termen scurt. Pe termen mai lung sistemul va trebui så confere în caz de necesitate condi¡iile de recep¡ionare, prelucrare ¿i transmitere de informa¡ii asupra altor pericole pentru mediu ¿i popula¡ie.

7.3.2. OBIECTIVE CU CARACTER LOCAL

Sistemul de Alarmare în caz de Poluåri Accidentale pe Dunåre (SAPAD) elaborat de cåtre Ministerul Apelor, Pådurilor ¿i Protec¡iei Mediului prin ICIM Bucure¿ti ¿i R.A. Apele Române ¿i intrat în operare, cu caracter experimental, din noiembrie 1993, are ca obiectiv global prevenirea ¿i ac¡ionarea pentru combaterea poluårilor accidentale pe Dunåre, respectiv:

− institu¡ionalizarea unui cadru de prevenire a poluårilor accidentale de provenien¡å localå ¿i a pagubelor cauzate folosin¡elor de apå;

− pregåtirea unor måsuri operative de interven¡ie în caz de poluåri accidentale, pentru localizarea ¿i limitarea ariei de råspândire a efectelor prin:

• mijloace de interven¡ie in situ (la surse– cauzå ¿i/sau pe Dunåre);

• mijloace ¿i måsuri la nivelul folosin¡elor de apå pentru prevenirea/ diminuarea pagubelor;

• mijloace de interven¡ie la sistemele hidrotehnice (acumulåri) pentru re¡inerea, respectiv diluarea poluan¡ilor.

282

− asigurarea unui sistem operativ de avertizare în timp util a autoritå¡ilor ¿i organismelor responsabile de protec¡ia folosin¡elor aflate în aval, inclusiv transfrontierå, asupra cauzelor generatoare de poluåri accidentale, indiferent de natura ¿i provenien¡a acesteia ¿i de prognoza deplasårii undei de poluare;

− perfec¡ionarea cadrului prevåzut în Declara¡ia de la Bucure¿ti ¿i armonizarea într-o structurå compatibilå cu alte sisteme bilaterale sau regionale de avertizare în caz de poluåri accidentale.

Dupå cum se observå, obiectivele SAPAD se încadreazå în cele ale AEWS, un accent mai mare acordându-se ac¡iunilor cu caracter preventiv, în paralel cu cel de diminuare a pagubelor în caz de poluåri accidentale.

7.4. STRUCTURA

La nivelul bazinului hidrografic al Dunårii, AEWS este format din subsisteme similare organizate la nivelul ¡årilor riverane. Fiecare din acestea sunt prevåzute cu un Centru Principal Interna¡ional de Alarmare (PIAC) care intrå în structura re¡elei transna¡ionale de informare în caz de poluåri sau situa¡ii de urgen¡å.

7.4.1. STRUCTURA AEWS ªI ACTIVITźI

Figurile 7.1-7.3 prezintå sinoptic structura AEWS ¿i fluxurile de informa¡ii/ ordine, respectiv activitå¡i la fiecare nivel, urmåtoarele observa¡ii desprinzându-se în acest sens:

7.4.1.1. Re¡eaua de culegere-transmitere date. Aceasta este de tip piramidal, la nivelul fiecårei ¡åri riverane cuprinzând mai multe nivele: local, districtual ¿i regional. Circula¡ia de informa¡ii se face în general dupå sistemul ierarhic, cu urmåtoarele men¡iuni:

− ordinele respectiv deciziile, se primesc de la nivelul superior spre cel inferior, pe fiecare subnivel; excep¡ie o constituie situa¡ia în care un nivel inferior dintr-o ¡arå a luat legåtura directå cu nivelul similar (sau apropiat) din ¡ara din aval în caz de urgen¡å; în aceastå situa¡ie legåturile informare-ordine se fac direct între nivelurile superior ¿i cel inferior;

− PIAC-urile asigurå, de regulå, legåtura transna¡ionalå;

− este permiså (prevåzutå) pentru operativitate ¿i legåtura directå la nivele inferioare (locale) în caz de urgen¡å; aceastå facilitate de fapt cuprinde ¿i actualele situa¡ii de în¡elegeri bilaterale locale între ¡årile învecinate pentru ac¡ionare-comunicare în caz de poluåri accidentale.

283

PIAC (i) PIAC (ii) PIAC (iii)

NIVEL REGIONAL NIVEL DISTRICTUAL NIVEL LOCAL AEWS ºARÅ (i) AEWS ºARÅ (ii)

Fig. 7.1. Schema bloc a sistemului AEWS b.h. Dunåre, flux de informa¡ii ¿i legåturi.

7.4.1.2. Centrul interna¡ional de alarmare (PIAC). Fiecare dintre sistemele

na¡ionale AEWS, Dunåre este prevåzut cu un centru interna¡ional principal de alarmare care asigurå îndeplinirea urmåtoarelor func¡iuni:

♦ Func¡iunea de comunicare. Principala func¡iune a PIAC o reprezintå recep¡ionarea ¿i transmiterea promptå de mesaje relevante în caz de poluåri accidentale a apelor de suprafa¡å în cadrul bazinului hidrografic Dunåre, fapt ce implicå un regim de dispecerat (24 din 24 func¡ionare).

Comunicårile se concentrazå în principal pe colectarea de date suficiente asupra tipului ¿i con¡inutului în poluan¡i ¿i de transmitere a informa¡iilor, respectiv de alarmare la nivel na¡ional ¿i interna¡ional, autoritå¡i regionale ¿i alte organisme.

♦ Func¡iunea de expertizå. Cea de-a doua func¡iune a PIAC o constituie aprecierea impactului posibil al poluårii raportate, asupra sånåtå¡ii umane ¿i/sau mediului. În plus este necesarå o expertizå specificå pentru avizarea måsurilor ce trebuie luate; acest lucru se asigurå prin luarea legåturii cu o grupå de exper¡i externi PIAC (de regulå institute de specialitate).

O datå cunoscut tipul, concentra¡ia ¿i încårcarea de substan¡e poluante trebuie apreciate efectele posibile legate de utilizarea apei pentru diferite folosin¡e (apå potabilå, iriga¡ii ¿.a.). În esen¡å, dupå cum se va vedea ulterior, func¡ia de expertizå se referå la: asigurarea bazei de date privind substan¡ele chimice poten¡ial toxice ¿i modelarea propagårii poluårii accidentale (la nivel de concentra¡ii, duratå).

284

AEWSI notificare scriså AEWSii notificare scriså

PIACi PIACii PIACiii

Comunicare Comunicare Comunicare evemim. ordine inform. toate inform. Expertizå Decizie inform. raport cer.inform. Exper¡i tehnici Unitate externi supervizare Nivel regional ordine inform. ordine Nivel districtual inform. eveniment ordine inform. Nivel local

info

rm.e

veni

men

t

inform. eveniment

Fig. 7.2. Circula¡ia de informa¡ii între PIAC la diferite AEWS din ¡årile riverane.

285

♦ Func¡iunea de bazå. O datå ce impactul poluårii este bine cunoscut, cea de-a treia func¡iune o reprezintå deciderea ce institu¡ie trebuie så fie informatå sau alertatå ¿i ce ac¡iuni sunt necesare a fi luate.

La nivelul PIAC trebuie så se confirme dacå poluarea raportatå are un impact transfrontierå ¿i în consecin¡å dacå alarmarea interna¡ionalå este necesarå. La nivel na¡ional trebuie så se decidå unde va fi ini¡iat planul de alarmå. De remarcat cå, PIAC poate func¡iona efectiv numai dacå cele trei func¡iuni se executå în mod integrat. În consecin¡å PIAC nu trebuie considerat doar ca unitate de comunicare ¿i schimb de informa¡ii. Implicarea în expertiza ¿i luarea de decizii sunt caracteristicile esen¡iale ale PIAC, cele trei func¡iuni fåcând parte din coordonatele unei activitå¡i umane. O redare detaliatå a fazelor ¿i activitå¡ilor în cadrul PIAC este datå în figura 7.3.

Primire raport / alertare

Inregistrare eveniment

Aprecieri asupra impactului posibil

Prima informare

Notificare autoritati

Decizie asupra impactului transfrontiera

NU

DA

Notificare PIAC (uri) AEWS

ST

OC

AR

E I

NF

OR

MA

ºII

Receptionare sitransmitere mesaje “terminare situatie alarmare”

Fig. 7.3. Activitå¡ile în cadrul PIAC.

286

De precizat cå pentru etapa de notificare se au în vedere, alåturi de autoritå¡ile responsabile, ¿i publicul, respectiv presa.

7.4.2. STRUCTURA SAPAD (AEWS - ROMÂNIA)

ªI ACTIVITźI AFERENTE

Într-o strategie pe termen scurt ¿i mediu, SAPAD are la bazå cele ¿ase sec¡iuni prevåzute în Declara¡ia de la Bucure¿ti cu posibilitate de extindere inclusiv pe principalii afluen¡i, care så asigure îndeplinirea obiectivelor specifice precizate la paragraful 7.2.

7.4.2.1. Organizarea SAPAD, unitå¡i implicate. SAPAD are o structurå piramidalå cu trei nivele: de bazå, cupinzând R.A. Apele Române ¿i Ministerul Apelor, Pådurilor ¿i Protec¡iei Mediului care asigurå ¿i rolul de Centru Interna¡ional de Alarmare în caz de Poluåri Accidentale, CIPA-ROM (PIAC).

♦ Infrastructura. Infrastructura actualå are la bazå ¿ase sec¡iuni opera¡ionale prevåzute în Declara¡ia de la Bucure¿ti la care se pot include în caz de necesitate ¿i alte sec¡iuni de supraveghere pe Dunåre sau limitrofe acestora.

♦ Suprastructura. Suprastructura SAPAD este formatå din CIPA-ROM, cu atribu¡ii diferen¡iate în situa¡ia poluårii accidentale de provenien¡å transfrontierå (fig. 7.4). La necesitate mai sunt impicate ICIM ¿i INMH pentru expertizå.

♦ Logistica. Sistemul de achizi¡ionare a datelor, în structura actualå este bazatå pe: facilitå¡ile laboratoarelor teritoriale (nivelul de bazå), iar în cazuri deosebite facilitå¡ile laboratoarelor ICIM ¿i/sau ale altor unitå¡i specializate în aceastå direc¡ie.

În ceea ce prive¿te sistemul de comunica¡ii pe plan orizontal ¿i vertical, func¡ie de nivelele structurale, acesta este format din: telefon (radio-telefon) la nivelul de bazå; telefon, fax, telex la nivelul imtermedir ¿i telefon, fax, telex, po¿ta electronicå la nivel superior. La baza de date, la nivelul fiecårei unitå¡i locale existå fi¿ierele cu surse poten¡ial poluatoare (tipuri de poluan¡i) ¿i folosin¡e de apå ce pot fi afectate în caz de accident. Pe moment, baza de date legatå de substan¡ele poten¡ial toxice este asiguratå prin legåtura, în caz de necesitate dintre CIPA-ROM ¿i IRPTC (serviciul operativ), ICIM Bucure¿ti.

287

CIPA AM2

CIPA AM1

CIPA-ROM MINIS. APELOR

PÅD. ªI PR.MEDIU D. Ape Dispecerat

CIPA AV1

CIPA AV2

COMISIE EXPERºI

I.C.I.T.A. I.I.S.P.

alte inst.

NIVEL SUPERIOR

R.A. APELE ROMÂNE

I.N.M.H.

FT1 FT2 FT3 FT4 FT5

NIVEL INTERMED

F T Rez

UL1 UL2 UL3 UL4 UL5 UL6

NIVEL BAZÅ

UL Rez

Fig. 7.4. Structura de ansanblu a SAPAD, nivelele ¿i unitå¡ile implicate.

7.4.2.2. Fluxuri de informa¡ii ¿i decizii. SAPAD este format din douå tipuri de unitå¡i locale: cele corespunzåtoare controlului la intrarea/ie¿irea din ¡arå, respectiv pentu tronsoanele comune cu Serbia, Bulgaria ¿i Ucraina ¿i cele de rezervå (18 sec¡iuni pe Dunåre ¿i ¿apte pe afluen¡ii principali). În general, se disting fluxuri de informa¡ii pe verticalå de la un nivel la altul ¿i pe orizontalå de tranzitare a datelor la unitå¡ile din aval. De asemenea, în func¡ie de provenien¡a ¿i efectele poluårii, se diferen¡iazå patru sta¡ii posibile:

♦ Poluari de provenien¡a ¿i cu efect local. Schematizatå în figura 7.5, aceastå situa¡ie corespunde urmåtorului flux de informa¡ii:

− Unitatea localå (de exemplu) depisteazå o poluare accidentalå,

sursa de poluare fiind cunoscutå; anun¡å (din aval) ¿i Filiala

teritorialå la care este subordonatå ( ).

2UL

2UL 3UL

2FT

288

UL1 FT1

CIPA AM

SESIZARE UL2 FT2 POLUARE

~

~

UL3 FT3

I NSTI TUTE

UL4 FT4

UL5 FT5

UL6 FT Rez

RA A P E L E

CIPA ROM M A P P D DISP

I R P T C

UL

Rez

.

R O MÂ N E ~

~

D U

N

Å

R

E

R.B.D.

DUNÅRII

COM

EXP

CIPA AV

Fig. 7.5. Fluxuri de informa¡ii în situa¡ia unor poluåri accidentale

de provenien¡å ¿i cu influen¡a localå (FAZA INIºIALÅ).

− decide dacå mai este necesar a se ini¡ia ¿i alte UL-uri din rezervå ¿i

transmite informa¡ia la FT din aval, respectiv la Regia Autonomå Apele Române.

2FT

− R.A. Apele Române stabile¿te restul de UL din rezervå necesar a fi incluse în sistem, transmite la decizia ¿i informeazå CIPA-ROM. REZFT

− Func¡ie de amploarea poluårii, CIPA-ROM mobilizeazå:

• comisia de exper¡i;

• institutele de specialitate;

• dacå se cunoa¿te natura poluantului ¿i se impune ob¡inerea de elemente de detaliu legate de efectele toxicologice, proceduri de

289

protec¡ie, elemente pentru care nu existå informa¡ii disponibile în ¡arå se apeleazå la IRPTC (în lipsa altei baze de date).

Se observå cå: nu a fost mobilizat, ie¿ind de sub inciden¡a poluårii,

dacå din prognozå se estimeazå afectarea Deltei Dunårii, R.B.D.D., legåturi cu centrele similare din aval ¿i respectiv amonte.

1UL

De precizat cå aceastå situa¡ie corespunde, de regulå unor poluåri accidentale pe afluen¡ii Dunårii, amonte confluen¡a ¿i/sau pe tronsonul aval Chiciu, amonte Reni (Dunårea fiind în exclusivitate pe teritoriul românesc).

♦ Poluåri de provenien¡å transfrontieråcu efect local ¿i poten¡ial transfrontierå. Prezentatå în figura 7.6, aceastå situa¡ie corespunde urmåtorului flux de informa¡ii:

− CIPA-ROM este notificat (verbal ¿i scris) de PIAC amonte asupra unei poluåri; se mobilizeazå comisia de exper¡i, institute de specialitate, se apreciazå locul unde este situatå unda de poluare ¿i se anun¡å R.A. Apele Române. Dacå se cunoa¿te natura poluantului se solicitå la IRPTC datele precizate anterior. Se avertizeazå PIAC din aval ¿i se ¡ine legåtura cu PIAC-ul amonte pentru informa¡ii suplimentare.

− R.A. Apele Române stabile¿te unitå¡i (FT) ¿i transmite acestora alarma ¿i datele cunoscute.

− Prin FT (inclusiv cele de rezervå dacå este cazul) se alarmeazå unitå¡ile locale.

− Dacå accidentul s-a petrecut pe tronsonul se intereseazå

la asupra deplasårii frontului de poluare ¿i transmite mai departe

în aval.

332 UL,U/U

2UL

♦ Poluåri locale cu efect local ¿i transfrontierå. Se disting douå situa¡ii pentru acest caz:

a) poluarea a fost sesizatå de cåtre o unitate localå ( de exemplu).

Schema fluxului de informa¡ii este similarå cu cea descriså în figura 7.5, cu urmåtoarele diferen¡ieri: apeleazå la , la ¿.a.m.d. pentru a

se sesiza exact locul de provenien¡å; func¡ie de amploarea poluårii CIPA-ROM avertizeazå ini¡ial telefonic, iar ulterior prin notificare scriså CIPA-Aval;

4UL

4UL 3UL 3UL 2UL

b) poluarea a fost sesizatå de cåtre PIAC paralel cu România (Bulgaria de exemplu) care anun¡å CIPA-ROM. Schema fluxului de informa¡ii ¿i decizii este în acest caz similarå cu cea descriså în figura 7.6.

290

UL1 FT1

CIPA AM

UL2 FT2

UL3 FT3

I NSTI TUTE

UL4 FT4

UL5 FT5

UL6 FT Rez

RA A P E L E

CIPA ROM M A P P D DISP

I R P T C

UL

Rez

.

R O MÂ N E

D U N Å R E

R.B.D.

DUNÅRII

COM

EXP

CIPA AV

Fig. 7.6. Fluxuri de informa¡ii în situa¡ia unor poluåri accidentale

de provenien¡å transfrontierå (FAZA INIºIALÅ).

♦ Poluåri accidentale de geneza ¿i tip necunoscut la momentul detectårii. Func¡ie de sursa de informa¡ii, se disting douå situa¡ii: avertizarea este fåcutå de una din unitå¡ile locale UL. Se urmåre¿te schema prezentatå în figura 7.5 cu deosebirea cå, într-o primå etapå, prin se stabile¿te dacå poluarea

este localå sau de provenien¡å transfrontierå neanun¡atå; avertizarea este facutå de PIAC-Aval CIPA-ROM. Se urmåre¿te fluxul redat în figura 7.6. Dacå rezultå o poluare de provenien¡å localå se aplicå procedura descriså la mai sus. În caz contrar se aplicå fluxul redat la paragraful 7.4.2.2.

61 UL...UL

7.4.2.3. Notificåri ¿i eviden¡e. Formele de notificare scriså ¿i cele de comunicare telefonicå corespund unui con¡inut standard diferen¡iat, func¡ie de nivelele de contractare (UL, FT, R.A. Apele Române ¿i CIPA-ROM), o redare detaliatå a acestora fiind datå în Regulamentul de organizare ¿i func¡ionare a sistemului de alarmare în caz de poluåri accidentale pe Dunåre-SAPAD-CIPA-ROM.

291

7.5. ELEMENTE CU CARACTER PROSPECTIV

Indiscutabil cå asigurarea unor sisteme operative de avertizare în caz de poluåri accidentale ¿i alte situa¡ii de urgen¡å la nivelul bazinul hidrografic Dunåre, reprezintå o condi¡ie primordialå pentru diminuarea pagubelor cauzate folosin¡elor atât la nivel local cât ¿i regional (transfrontirå).

Sistemul SAPAD-CIPA-România, promovat cu caracter experimental din noiembrie 1993, se încadreazå din punct de vedere al obiectivelor, structurii ¿i logisticii în sistemul transna¡ional AEWS, unele din elemente servind de fapt la proiectarea celui din urmå.

Coordonatele care definesc fiabilitatea SAPAD ¿i de altfel ¿i al AEWS sunt concentrate la nivelul PIAC prin trei func¡iuni principale ce asigurå un tot unitar: comunicare, decizie, expertizå.

Douå probleme urmeazå a se dezvolta în perioada: asigurarea la nivelul ¡årilor riverane a unei baze de date legate de subs¡antele chimice poten¡ial toxice ¿i realizarea unui model de prognozå a propagårii poluårii principale pe Dunåre. O serie de aspecte particulare urmeazå a fi abordate în acest sens: dispersia poluan¡ilor pe cursul major ¿i prin afluen¡ii principali, modelarea la nivelul lacului de acumulare Por¡ile de Fier 1 ¿i în Delta Dunårii ¿.a.

Optimizarea AEWS impune, cu toate limitårile ce decurg din costurile ridicate, prevederea cå sta¡iile automate de avertizare în caz de poluåri accidentale, într-o structurå de tip modular extensibilå în timp.

Pentru România existå deja institu¡ionalizat sistemul AEWS (SAPAD) ¿i PIAC (CIPA) din noiembrie 1993, fapt care a facilitat în bunå måsurå armionizarea dezvoltårii sistemului transna¡ional atât la nivelul Dunårii superioare cât ¿i a celei inferioare.

O etapå importantå în implementarea sistemului AEWS o va reprezenta asigurarea unor mecanisme de con¿tientizare a comunitå¡ii, APELL poate servi ca model în aceastå direc¡ie, aceasta având la bazå dreptul popula¡iei, respectiv necesitatea de a fi informatå pentru a ac¡iona în deplina cuno¿tin¡å de cauzå în situa¡iile specifice unui accident industrial. Baza ¿i con¡inutul informa¡ional sunt asigurate de cåtre industrie iar distribuirea lor, inclusiv a måsurilor ce se impun în caz de urgen¡å sunt fåcute cunoscute de cåtre autoriza¡iile locale.

292

8

ELEMENTE PRIVITOARE LA ACTIVITATEA DE LABORATOR

Pentru obiectivele urmårite prin prezenta lucrare, în cele ce urmeazå se vor prezenta succint elementele legate de: (1) indicatorii fizico-chimici uzuali urmåri¡i ¿i nivelele de interes, (2) metode analitice adaptate ¿i (3) sistemul de calitate a datelor analitice.

8.1. INDICATORI DE CALITATE AI APEI

FRECVENT URMÅRIºI ªI NIVELELE DE INTERES

Tabelul 8.1 prezintå sinoptic principalii indicatori fizico-chimici urnåri¡i frecvent la ape de suprafa¡å (inclusiv sedimente ¿i materii în suspensie) cu urmåtoarele no¡iuni:

1. nivelul minim de interes reprezintå cea mai micå concentra¡ie consideratå a fi întocmitå în programul de monitoring;

2. nivelul principal de interes este reprezentat de concentra¡ia ce se anticipå a se gåsi de cele mai multe ori în programul de monitoring;

3. limita de detec¡ie necesarå este limita urmåritå a fi atinså pentru determinårile de laborator. Aceasta se situeauzå, unde este practicabil, la 1/3 din nivelul minim de interes. Este de asigurat ca så se atingå cea mai bunå precizie posibilå la nivelul principal de interes; dacå analizele curente nu asigurå posibilitatea unei limite de detec¡ie egalå cu 1/3 din cel mai scåzut nivel de interes aceasta trebuie revåzutå fa¡å de tehnicile analitice cele mai bune (*);

4. toleran¡a indicå eroarea analiticå permisibilå cea mai largå care este consideratå la interpretarea datelor furnizate de metode analitice curente, fiind exprimatå ca x unitå¡i de concentr¡ie sau P%; valoarea P se aplicå la orice concentra¡ie. De exemplu dacå concentra¡ia este de 20 mg/l o eroare de 20% corespunde la 4mg/l, în timp ce la 100 mg/l ajunge la 20 mg/l.

De men¡ionat cå cele mai multe din valorile precizate în tabelul 8.1, inclusiv parametrii urmåri¡i au fost adoptate cu caracter experimental pentru programul de monitoring al calitå¡ii apelor din b.h. Dunåre (re¡eaua transna¡ionalå).

293

Tabelul 8.1

Indicatori de minitorizare ¿i nivele de interes

Indicatori - apå Nivelul minim de interes (1) Nivelul principal de interes (2) Acurate¡ea analiticå urmåritå Indicatori fizici Limita de detec¡ie (3) Toleran¡a (4)

Temperatura Co - 0 – 25 - 0,1 Co

Suspensii mg/l 1 10 1 1 mg/l sau 20%* Oxigen dizolvat mg/l 0,5 50 0,2 0,2 sau 10% pH - 7,5 - 0,1

Conductivitate s/cm 20 Co 30 300 5 5 sau 10%

Alcalinitate nmol/l 1 10 0,1 0,1 Nutrien¡i +− 4NHN 0,05 0,5 0,002 0,02 sau 20%

−− 2NON 0,005 0,02 0,005 0,005 sau 20%

−− 3NON 0,2 1 0,1 0,01 sau 20%

( )4j NHNKN −− 0,2 2 0,1 0,01 sau 20%

OX4T NNHN += 0,2 2 0,5 0,5

Fosfor Solubil Reactiv P mg/l 0,02 0,2 0,005 0,005 sau 20%

TP mg/l 0,05 0,5 0,01 0,01 sau 20%

294

Tabelul 8.1 (continuare)

Indicatori – apå Nivelul minim de interes (1) Nivelul principal de interes (2) Acurate¡ea analiticå urmåritå Indicatori fizici Limita de detec¡ie (3) Toleran¡a (4)

Metale +Na mg/l 1 10 0,1 0,1 sau 10%

+K mg/l 0,5 5 0,1 0,1 sau 10% +Ca mg/l 2 20 0,2 0,1 sau 10% +Mg mg/l 0,5 5 0,1 0,2 sau 10%

−Cl mg/l 5 50 1 1 sau 10% −2

4SO mg/l 5 50 5 5 sau 20%

Fe mg/l 0,05 0,5 0,02 0,02 sau 20%Mn mg/l 0,05 0,5 0,01 0,01 sau 20%

+2Zn mg/l 0,01 0,1 0,003 0,003 sau 20% +2Cu mg/l 0,01 0,1 0,003 0,003 sau 20%

Cr mg/l 0,01 0,1 0,003 0,003 sau 20%Pb mg/l 0,01 0,1 0,003 0,003 sau 20%Cd mg/l 0,001 0,01 0,0005 0,0005 sau 20%Hg mg/l 0,001 0,01 0,0003 0,0003 sau 20%

+2Ni mg/l 0,01 0,1 0,003 0,003 sau 20%

As mg/l 0,01 0,1 0,003 0,003 sau 20%+3Al mg/l 0,01 0,1 0,01 0,01 sau 20%

295

Tabelul 8.1 (continuare)

Indicatori - apå Nivelul minim de interes (1) Nivelul principal de interes (2) Acurate¡ea analiticå urmåritå Indicatori fizici Limita de detec¡ie (3) Toleran¡a (4)

Compu¿i organici

5CBO mg/l 0,5 5 0,5 0,5 sau 20%

CCO-Cr mg/l 10 50 10 10 sau 20% CCO-Mn mg/l 1 10 0,3 0,3 sau 20% Carb.O.D.z. mg/l 0,3 3 0,3 0,3 sau 20% Index fenoli mg/l 0,005 0,05 0,005 0,005 sau 20% Detergen¡i anionici mg/l 0,1 1 0,03 0,03 sau 20% Hidrocarburi petroliere mg/l 0,02 0,2 0,05 0,05 sau 20% AOX mg/l 0,01 0,1 0,01 0,01 sau 20% Lindan mg/l 0,00005 0,0005 0,00001 0,00001 sau 30% pp′ DDT mg/l 0,00005 0,0005 0,00001 0,00001 sau 30% Antrazin mg/l 0,0001 0,001 0,00002 0,00002 sau 30%

3CHCl mg/l 0,0001 0,001 0,00002 0,00002 sau 30%

4CCl mg/l 0,0001 0,001 0,00002 0,00002 sau 30%

Tricloretilena mg/l 0,0001 0,001 0,00002 0,00002 sau 30% Tetracloretilena mg/l 0,0001 0,001 0,00002 0,00002 sau 30%

Indicatori în sedimente Frac¡iune sub 63 microm N organic mg/kg 50 500 10 10 sau 20%

TP mg/kg 50 500 10 10 sau 20%

296

297

Tabelul 8.1 (continuare)

Indicatori - apå Nivelul minim de interes (1) Nivelul principal de interes (2) Acurate¡ea analiticå urmåritå Indicatori fizici Limita de detec¡ie (3) Toleran¡a (4)

Ca mg/kg 1000 10000 300 300 sau 20% Mg mg/kg 1000 10000 300 300 sau 20% Fe mg/kg 50 500 20 20 sau 20% Mn mg/kg 50 500 20 20 sau 20% Zn mg/kg 250 500 50 50 sau 20% Cu mg/kg 2 20 1 1 sau 20% Cr mg/kg 2 20 1 1 sau 20% Pb mg/kg 2 20 1 1 sau 20% Cd mg/kg 0,05 0,5 0,05 0,05 sau 20% Hg mg/kg 0,05 0,5 0,01 0,01 sau 20% Ni mg/kg 2 20 1 1 sau 20% As mg/kg 2 20 1 1 sau 20% Al mg/kg 50 500 50 50 sau 20%

Sedimente Limita de detec¡ie Toleran¡å

COT mg/kg 50.000 500.000 10.000 10.000 sau 20% Hidr. petroliere mg/kg 10 100 1 1 sau 20% Extractibile mg/kg 100 1000 10 10 sau 20%

6PAH mg/kg 0,01 0,1 0,003 0,003 sau 20%

Lindan mg/kg 0,01 0,1 0,003 0,003 sau 20% pp′ DDT mg/kg 0,01 0,1 0,003 0,003 sau 20% PCB-7 mg/kg 0,01 0,1 0,003 0,003 sau 20%

298

8.2. METODE ANALITICE

În tabelul 8.2 se prezintå metodele analitice utilizate frecvent la determinarea unor indicatori de calitate ai apei inclusiv cu limitele de detec¡ie proprii, urmåtoarele nota¡ii folosindu-se în acest sens:

HPLC - cromatografe lichide de înaltå presiune; GC - gaz-cromatografie; MS - spectrometrie de maså; AAS - spectrometire cu absorb¡ie atomicå; GF - cuptor cu grafit; ICP - plasmå cuplatå inductiv; ECD - detector cu capturå de electroni; FID - detector cu ionizare în flacårå; NPD - detector pentru compu¿i cu fosfor ¿i azot; PPD - detector flam-fotometru.

8.3. CONTROLUL ªI ASIGURAREA CALITźII

DATELOR ANALITICE

Sistemul de calitate al datelor analitice, respectiv Asigurarea Calitå¡ii ¿i Controlul Calitå¡ii se reflectå în toate etapele unui program de monitoring începând cu recoltarea probelor ¿i terminând cu prelucrarea/diseminarea datelor, respectiv informa¡iilor. În cele ce urmeazå se vor puncta succint elemente de bazå legate de QA/AQC.

8.3.1. CONTROLUL CALITźII DATELOR

Trei elemente sunt considerate în cadrul acestui proces: (1) manipularea datelor, (2) detectarea datelor intrate incorect ¿i (3) limite de detec¡ie ¿i valori pierdute.

8.3.1.1. Manipularea datelor. Prima fazå în asigurarea calitå¡ii datelor colectate o reprezintå asigurarea unui format de stocare potrivit care så permitå accesul la detalii relevante privitoare la probe (data ¿i timpul de recoltare, locul etc.) pe aceastå cale fåcându-se ¿i o primå analizå a posibilelor erori de intrare. A doua cerin¡å, alåturi de formatul de date o constituie notarea tuturor informa¡iilor privitoare la proba prelevatå de la început, ulterior fiind practic imposibil de a adåuga, retrospectiv informa¡ii pierdute, element inportant la validarea datelor.

Tabelul 8.2

Metode analitice utilizate frecvent în analiza fizico-chimicå a apelor

Indicator Limita de detec¡ie Precizia Descrierea succintå a metodei 1 2 3 4

temperaturå - + 0,08oC/rez.ot Termometre, termocuple, rezisten¡e de Pt pH - < + 0,02 u Electrochimie, calorimetrie, hârtie de pH conductivitate func¡ie de celulå 1,5% Electrometrie oxigen dizolvat 0,08 -0,46 mg/l 0,5 - 5% Titrimetrie Winkler - Alsberg; electrochimie culoare - - Måsuråtori de absorb¡ie spectralå 400-700 nm materii în suspensie 2 mg/l 5 - 10% Gravimetrie, nefelometrie turbiditate 0,1 NTU < 3% Nefelometrie, standard formazinå

5CBO 2 mg/l 1 - 5% 20oC - titrimetrie/electrochimie

COT 0,1 - 10 mgC/l < 5% Oxidare UV/persulfat, determinare IR sau combustie cataliticå, IR/0,1ng alcalinitate 3,2 mg /l 3CaCO < 1% Titrare cu HCl pentru pH 8,3 ¿i 4,5

calciu 0,38 mg/l < 10% Probå acidulatå + sare de lantan + AAS; sau cromatografie ionicå potasiu 0,08 mg/l 4% Flamfotometrie magneziu 0,06 mg/l < 5% Probå acidulatå + sare de lantan + AAS; sau cromatografie ionicå sodiu 0,03 mg/l 1% Flamfotometrie cloruri Titrimetrie, EIS, conductometrie sulfa¡i 0,1 mg/l < 10% - ICP - OES 180,7 mm 0,1 mg/l < 5% - cromatografie ionicå 2 mg/l < 10% - colorimetrie automatå, albastru de metilen

299

Tabelul 8.2 (continuare)

Indicator Limita de detec¡ie Precizia Descrierea succintå a metodei 1 2 3 4

aluminiu 0,01 - 0,1 µg/l 0,5 - 3% - ICP - MS 13 µg/l 1 - 20% - colorimetrie violet de pirocatecol fosfor total 0,003 mg/l < 1% - tratare cu persulfat + spectrofotometrie cu molibdat 0,04 mg/l < 5% - ICP - OES azot Kzeldahl 0,1 mg/l 1 - 10% Digestie cu conc./peroxid - determinare amoniu 42SOHazota¡i/azoti¡i 0,02 - 0,56 mg/l 1 - 5% - reducere coloanå de Cd-αnaftil aminå + acid sulfonic 0,02 - 0,36 mg/l 1 - 5% - reducere hidrazinå--αnaftil aminå + acid sulfonic azot amoniacal 0,009 mg/l 0,5 - 3% Metoda cu salicilat silice 0,03 mg/l 2,5% Spectrofotometrie, molibdat 0,01 mg/l < 5% ICP - OS clorofilå a 1 mg/l 10% Extrac¡ie cu acetonå/metanol, spectrofotometrie/fluorimetrie cadmiu 0,01 - 0,1 µg/l 0,5 - 3% ICP - MS 0,1 µg/l 5 - 10% GF - AAS crom 0,01 - 0,1 µg/l 0,5 - 3% ICP - MS 0,44 - 7,4 µg/l 1 - 5% GF - AAS cupru 0,01 - 0,1 µg/l 0,5 - 3% ICP - MS 0,52 µg/l < 5% GF - AAS fier 0,1 - 10 µg/l 0,5 - 3% ICP - MS mercur 2 ng/l 10% la 25 ng/l AAS fårå flacårå mangan 5 µg/l 1 - 5% ICP

300

Tabelul 8.2 (continuare)

Indicator Limita de detec¡ie Precizia Descrierea succintå a metodei 1 2 3 4

nichel 0,01 - 0,1 µg/l 0,5 - 3% ICP-MS 1 µg/l < 10% GF - AAS plumb 1,0 µg/l 3 - 20% Extrac¡ie + AAS/GF - AAS 0,01 - 0,1 µg/l 1 - 5% ICP-MS zinc 0,01 - 0,1 µg/l 0,5 - 3% ICP - MS 2 µg/l < 5% AAS -PAH 0,02 - 0,2 µg/l 5 - 10% - fenantren/naftalinå - extrac¡ie pentan - clåtire fluorisil – GC - FIS -PCB 1 – 2 ng/l 4% la 10 ng/l - extrac¡ie ciclohexan HPLC fluorimetrie -clorfenoli 0,1 - 0,9 mg/l 1 - 5% - extractie – derivatizare – GC -pesticide organoclorurate 0,02 0,1 µg/l < 10% - derivatizare cu ester PFB-extrac¡ie GC-ECD endosulfan - - Extrac¡ie în hexan, spålare coloanå – GC-ECD sau GC - MS simazin 6,8 µg/l - Extrac¡ie DCM GC-ECD sau GC-MS atrazin 2,4 µg/l - Extrac¡ie DCM GC-ECD sau GC-MS malation 0,13 µg/l 10 - 20% Extrac¡ie hexan/GC - MS paration 0,1 µg/l 10 - 20% Extrac¡ie hexan – DCM – GC - FPD/GC - MS metilparation < 0,1 µg/l Extrac¡ie haxan/DCM – GC - MS DDT 15 ng/l pânå la 50% Extrac¡ie hexan-coloanå spålare – GC - ECD tricloretilenå 1,0 µg/l 10% GC - ECD tetracloretilenå 1,6 µg/l 10% GC - ECD triclorbenzen < 0,1 µg/l < 20% Extrac¡ie – GC - ECD/GC - MS

301

302

Tabelul 8.2 (continuare)

Indicator Limita de detec¡ie Precizia Descrierea succintå a metodei 1 2 3 4

1,2 dicloretan < 1 µg/l < 20% Erapå criogenå GC - ECD 1,1,1 tricloretan 0,6 µg/l 10% GC - ECD dioxine 0,01 ng/l 20% Extrac¡ie – GC - MS HCH 12 ng/l 50% Extrac¡ie hexan-coloanå spålare – GC - ECD HCB 0,6 ng/l 20% Separare pe coloanå capilarå GC - ECD tetraclorurå de carbon 0,13 µg/l 10% GC - ECD cloroform 0,66 µg/l 10% GC - ECD

În vederea prevenirii erorilor cauzate de transferul de date de la un utilizator la altul este necesar a se adopta un format universal de transfer (de exemplu ASCII).

8.3.1.2. Detectarea datelor intrate incorect. Modul cel mai simplu de verificare al datelor de intrare o constituie identificarea valorilor ce nu se înscriu în domeniul anticipat. Pentru date determinate, valorile care depå¿esc de trei ori devia¡ia standard fa¡å de valoarea medie pot fi considerate drept posibile identificåri de probe gre¿ite.

O modalitate similarå o constituie înlåturarea valorilor maxime ¿i minime într-o anumitå propor¡ie (p ≈ 1% de exemplu).

De multe ori datele gre¿ite sunt înregistrate la pornirea sau încheierea unui program de monitoring.

Controlul statistic este cel mai indicat pentru verificarea calitå¡ii analitice.

8.3.1.3. Limite de detec¡ie analiticå ¿i valori pierdute. De la început trebuie specificatå modalitatea de marcare a datelor ce nu se înscriu în limita de detec¡ie (concentra¡ii mai mici) printr-un semn (de exemplu, LoD).

8.3.2. PERFORMANºE ANALITICE

Metodele descrise în tabelul 8.2 reflectå posibilitå¡ile medii ale unui laborator de måsuråtori specializat în analiza de apå. La un program la care participå mai multe laboratoare este de dorit a se folosi aceea¿i procedurå (metodå de referin¡å) fiind înså posibil a se apela ¿i la alte metode (metode tentatie) cu men¡iunea cå acestea trebuiesc specificate, inclusiv precizate caracteristicile primare (sensibilitate, selectivitate etc.).

8.3.3. CONTROLUL CALITźII ANALITICE (AQC)

Termenul de AQC este utilizat pentru a descrie procedurile adoptate în vederea asigurårii de måsuråtori analitice adecvate atingerii scopurilor propuse, fiind principala componentå a sistemului de asigurare a calitå¡ii.

8.3.3.1. Etape aferente. Urmåtoarele etape secven¡iale trebuiesc considerate la analizele de rutinå:

a) adoptarea de standarde de analizå cu performan¡e analitice clare pentru determinarea compusului urmårit (erori, domenii de concentra¡ie, detalii procedurale);

b) estimarea devia¡iei standard totale la nivelul laboratorului pentru componentul urmårit la nivele de concentra¡ii ¿i matricii reprezentative probelor ce urmeazå a fi analizate;

303

c) aprecierea regåsirii prin tehnica adaosului cunoscut la probe cu matrice corespunzåtoare celei de analizat;

d) elaborarea unei documenta¡ii pentru AQC de rutinå (grafice de control) în care så se specifice måsurile de remediere luate;

e) participarea în paralel la programe externe de intercomparare a datelor cu alte laboratoare.

8.3.3.2. Controlul calitå¡ii în interiorul laboratorului. De regulå acest lucru se realizeazå pentru analizele de rutinå prin grafice de control, cel pu¡in o probå de control fiind analizatå la fiecare serie nouå de analize. Probele de control trebuiesc astfel selec¡ionate încât så fie supuse acelora¿i surse poten¡iale de erori, la nivele de concentra¡ii apropiate de cele ale probelor de analizat. De regulå circa 5 pânå la 20% din numårul de probe analizate reprezintå probe de control. În situa¡ia în care se lucreazå la domenii scåzute de concentra¡ie trebuiesc fåcute determinåri duble ale probelor oarbe pentru fiecare serie nouå de analize, limitele de detec¡ie trebuind a fi estimate la fiecare 11 intevale de serii de måsuråtori. Graficele de control trebuiesc revizuite periodic pentru aducerea la zi a limitelor de control.

8.3.3.3. Controlul calitå¡ii interlaboratoare. Programele locale ¿i/sau interna¡ionale de intercalibrare au la bazå distribuirea ¿i analizarea de probe sintetice ¿i/sau naturale la care se urmåresc, pentru diferite matrici ¿i poluan¡i a se determina acurate¡ea ¿i comparabilitatea rezultatelor analitice. Alåturi de controlul intern, programele de comparare interlaboratoare asigurå o privire de ansamblu asupra måsurilor de îmbunåtå¡ire necesar a fi luate la nivelul unei re¡ele de monitoring prevåzutå cu mai multe laboratoare de analizå.

8.3.4. ACREDITAREA LABORATOARELOR

Existå o serie de standarde interna¡ionale privitoare la condi¡iile de acreditare a laboratoarelor (EN 45001, ISO/IEC 25, ISO 9000) în care sunt prezentate criteriile privitoare la echipamente, reactivi, personal, condi¡ii de lucru, proceduri de calibrare ¿i testare, materiale de referin¡å, validare date etc.

304

9

ELEMENTE LEGATE DE MANAGEMENTUL DE DATE

Dupå cum s-a precizat la capitolul 3 un model de monitoring al mediului constå în 14 elemente legate între ele pentru ob¡inerea de date, respectiv informa¡ii:

1 - proiectare (reproiectare); 8 - analize de laborator;

2 - plan de lucru; 9 - transmitere de date;

3 - protocoale; 10 - validare date;

4 - preparare lucråri; 11 - aprobare date;

5 - recunoa¿teri pe teren; 12 - stocare date ¿i arhivare;

6 - recoltare probe; 13 - analize statistice, ob¡inere informa¡ii;

7 - manipulare probe; 14 - raportåri.

Fiecare din aceste etape se înscrie într-o procedurå proprie de asigurare a calitå¡ii (QA/QC) conform unor protocoale stabilite ini¡ial.

9.1. ETAPE AFERENTE PROCESULUI

DE MANAGEMENT AL DATELOR

Enumerate sintetic acestea sunt: (1) validarea datelor, (2) analiza, interpretarea ¿i transformarea datelor în informa¡ii, (3) elaborarea de rapoarte pentru utilizatori (factori de decizie, evaluåri asupra activitå¡ii manageriale), (4)stocarea datelor pentru utilizåri ulterioare ¿i (5) schimb de date/informa¡ii la nivel local/na¡ional/interna¡ional.

9.1.1. VALIDAREA DATELOR

Validarea datelor constituie o parte intrinsecå a manipulårii datelor, ea având la bazå: (1) detectarea valorilor ce nu se înscriu în ecarturile anticipate, a valorilor pierdute ¿i în general a gre¿elilor, (2) verificarea închiderilor de

305

balan¡e (balan¡a ionicå), (3) analiza de incompatibilitå¡i în mediul acvatic (prezen¡a concomitentå a speciilor oxidante ¿i reducåtoare, specii chimice dizolvate în prezen¡a de agen¡i de precipitare) ¿i (4) analiza de intercorela¡ii (rapoartele dintre conductivitate/reziduu fix, /CCO etc.). 5CBO

9.1.2. ANALIZA ªI INTERPRETAREA DATELOR

Procedeele de analizå ¿i interpretare a datelor au la bazå obiectivele de monitorizare, respectiv: (1) caracterizarea evolu¡iei în timp ¿i spa¡iu a calita¡ii apei; (2) evaluarea debitelor masice tranzitate; (3) stabilirea modului de încadrare în criterii ¿i obiective de calitate, o prezentare detaliatå fiind datå în acest sens la capitolul 11.

9.1.3. PREZENTAREA DATELOR – INFORMAºIILOR

Aceasta constituie partea finalå de procesare, ea incluzând comparåri, prelucråri statistice, detectori de tendin¡e, calcule de încårcåri etc., apelându-se în acest sens la urmåtoarele forme de prezentare:

− tabele cu datele måsurate;

− valori statistice primare (maxime, medii, minime, percentile) ¿i distribu¡ia lor spa¡io-temporalå;

− grafice: serii de timp, varia¡ii sezoniere, corela¡ii interparametrice, comparåri spa¡io-temporale.

9.1.4. STOCAREA DATELOR

În vederea folosirii ulterioare a datelor acestea trebuiesc stocate într-o manierå care så asigure accesul ¿i complectarea perioadicå. În general se stocheazå urmåtoarele elemente de bazå.

a) locul de prelevare − coordonate geografice; − numele cursului de apå; − bazin hidrografic (sub-bazin); − jude¡, municipalitate etc.; − tipul apei (râu, lac, efluent etc.).

b) informa¡ii asupra probei − locul de prelevare;

306

− data ¿i ora recoltårii; − mediul prelevat (apå, materii în suspensie, sedimente etc.); − tipul probei: instantanee, compuså (în timp, la diferite adâncimi)

propor¡ionalå cu debitul, martor, cu adaos cunoscut etc.; − metoda/tipul aparatului de prelevare; − adâncimea de la care s-a recoltat proba; − metoda de fixare/conservare; − titråri prealabile (filtrare, centrifugare, extrac¡ie etc.); − numele persoanei ce arecoltat proba; − proiect; − la sedimente: origine (vechime).

c) rezultatele måsuråtorilor

− variabile måsurate; − unde s-au pornit determinårile (in situ, pe teren, în laborator); − metoda analiticå utilizatå, echipament folosit; − rezultate ob¡inute, inclusiv unitå¡i de exprimare.

9.2. ELEMENTE SPECIFICE

În aceastå categorie trebuiesc considerate: (a) måsurile de protec¡ie a bazei de date (virusåri) ¿i de între¡inere perioadicå a acesteia ¿i (b) condi¡ii de distribuire selectivå a informa¡iilor în conformitate cu protocoalele stabilite ini¡ial cu utilizatorii.

307

10

ÎNCADRAREA ACTIVITźII DE MONITORING AL APELOR ÎN SISTEMUL DE MONITORING

INTEGRAT AL MEDIULUI AMBIANT DIN ROMÂNIA

Cunoa¿terea calitå¡ii apelor se încadreazå în sistemul general de monitoring al calitå¡ii factorilor de mediu, reprezentând o componentå de bazå al acestuia servind la fundamentarea din punct de vedere tehnico-¿tiin¡ific a politicilor de mediu în ansamblu ¿i a celor de gospodårire a apelor în particular ¿i oferind un mijloc activ de control asupra eficien¡ei måsurilor adoptate, în aceastå direc¡ie, la o anumitå perioadå de timp. Dintre cele trei caracteristici principale, vectori de propagare a poluårii, interfe¡e de contact ¿i medii de bioacumulare/bioconversie, monitoringul calitå¡ii apelor le acoperå practic pe toate prin diversitatea proceselor fizico-chimice, biochimice ¿i biologice ce au loc în sistemele acvatice. Dupå cum s-a subliniat la capitolul 2, în pezent pe plan mondial se urmåre¿te o abordare integratå a monitoringului mediului hidric, prin considerarea interdependen¡elor calitate/cantitate, efluen¡i/emisar, biotopi/biocenoze, surse punctiforme/surse difuze, apå/suspensii/sedimente lucru ce se referå în abordarea datelor conferite de monitoringul chimic cu cel biologic. Mai mult, cel pu¡in în ceea ce prive¿te monitoringul mediului hidric, acesta este exploatat ¿i dezvoltat prin considerarea interdependen¡elor dintre calitatea apelor de suprafa¡å de cele subterane în strânså corela¡ie cu factorul de aer ¿i sol. Sistemul Na¡ional de Supraveghere a Calitå¡ii Apelor, opera¡ional din anul 1975 se încadreazå în procedurile practicate pe plan interna¡ional atât din punct de vedere al obiectivelor, structurii, func¡iunilor cât ¿i al modului de organizare råspunzând criteriilor de reprezentativitate privind densitatea spa¡io-temporalå ¿i cel al con¡inutului de informa¡ii. Prin cele cinci subsisteme aferente, ape de suprafa¡å curgåtoare, lacuri, ape subterane, ape uzate ¿i ape litorale, organizate la nivel de bazin hidrografic, sistemul informatic cu cele douå fluxuri, lent ¿i rapid, se asigurå acoperirea necesitå¡ilor de control (evaluare de risc ¿i management) la nivelul calitå¡ii apelor, atât pentru problemele locale/reginale cât ¿i cu caracter transfrontierå, activitå¡ile derulate în cadrul Declara¡iei de la Bucure¿ti (1985) privind protec¡ia calitå¡ii apelor fluxului Dunårea, fiind un exemplu elocvent în acest sens.

308

10.1. SISTEMUL DE MONITORING INTEGRAT

AL CALITźII FACTORILOR DE MEDIU DIN ROMÂNIA

Definit sintetic, Sistemul de Monitoring Integrat al Calitå¡ii Factorilor de Mediu din România (SMIR) reprezintå un sistem complex de achizi¡ionare a datelor ¿i informa¡iilor privind calitatea mediului, ob¡inute pe baza unor måsuråtori ¿i observa¡ii sistematice, care asigurå posibilitatea controlului poluårii (evaluare de risc ¿i management). Existen¡a unui sistem de monitoring integrat al mediului, perfec¡ionarea ¿i optimizarea lui prin extindere calitativå ¿i cantitativå, rezultå din urmåtoarele necesitå¡i actuale pe plan mondial, în general, ¿i în România, în mod particular:

− necesitatea cunoa¿terii evolu¡iei calitå¡ii componentelor de mediu în scopul stabilirii ¿i impunerii måsurilor de protec¡ie, conservare, reconstruc¡ie, a celor de retehnologizare a aprecierii raportului cost/beneficiu, a verificårii eficien¡ei måsurilor luate;

− necesitatea gruparii, selectårii ¿i ordonarii informa¡iilor a corelarii lor cu Informa¡ii de altå naturå (teledetec¡ie, zonare ecologicå, zonare pedologicå, stare de sånåtate a popula¡iei ¿.a.);

− necesitatea ob¡inerii de informa¡ii comparabile cu cele la scarå regionalå sau globalå pentru utilizarea în cadrul programelor proprii sau a celor interna¡ionale la care România ia parte (climatul mondial, stratul de ozon, transportul de poluan¡i la lungå distan¡å, reducerea emisiilor de

- -VOC, protec¡ia Dunårii ¿i Mårii Negre etc.); xSO xNO

− necesitatea cunoa¿terii ¿i evaluårii rapide a situa¡iei în caz de accidente sau incidente antropice cu impact asupra mediului;

− necesitatea dezvoltårii bazei de cuno¿tinte pentru stabilirea ¿i fundamentarea unor ac¡iuni de protec¡ia mediului, de reconstruc¡ie ecologicå, de evaluare a impactului ¿i pentru eviden¡ierea unor efecte încå necontrolate asupra biodiversitåtii, a sånåtå¡ii ¿i bunurilor materiale.

10.1.1. OBIECTIVELE SISTEMULUI

SMIR are ca obiectiv global concentrarea ¿i sinteza datelor ¿i informa¡iilor privind starea factorilor de mediu, ca urmare a activitå¡ii antropice sau/¿i a unor fenomene naturale, precum ¿i cunoa¿terea în timp real a evenimentelor deosebite, în vederea luårii deciziilor, elaborårii de rapoarte ¿i studii ¿i stabilirea politicii de mediu. În conformitate cu Legea protec¡iei mediului 137/1995, SMIR reprezintå cadrul structural de bazå al sistemului de surpaveghere integratå de fond ¿i de

309

impact, asigurând monitorizarea, avertizare, interven¡ia, prognoza ¿i evaluarea sistematicå a calitå¡ii factorilor de mediu, în scopul cunoa¿terii stårii acestora ¿i adoptårii måsurilor de protec¡ie. Dacå la nivelul anilor 1990 obiectivele se refereau în esen¡å la perfec¡ionare activitå¡ii de cunoa¿tere a calitå¡ii diferi¡ilor factori de mediu, în rela¡ie cu impactul antropogen, definirea tendin¡elor de evolu¡ie în scopul fundamentårii unor strategii de protec¡ie adecvatå. În prezent acestea sunt abordate dintr-un unghi mai larg decât cel de agregare de date ¿i informa¡ii, în esen¡å ele ancorându-se în controlul interac¡iunilor ¿i interdependen¡ei cauzå/efect la nivel intersectorial. În ansamblu se pot defini trei clase de obiective ale SMIR:

1. obiective cu caracter general, care au în vedere omogenizarea legisla¡iei locale cu cele regionale de protec¡ia mediului din punct de vedere al calitå¡ii de monitoring;

2. obiectivele cu caracter tehnic;

3. obiectivele cu caracter prospectiv care decurg în esen¡a din necesitatea integrårii sistemelor locale (na¡ionale) de monitoring integrat la nivel regional (într-o primå etapå).

10.1.1.1. Obiective cu caracter general:

• Integrarea supravegherii calitå¡ii factorilor de mediu prin sistemele informa¡ionale sectoriale (apå, aer, sol, radioactivitate, de¿euri ori protejate etc.) în flux lent ¿i rapid de transmitere de date ¿i informa¡ii.

• Dezvoltarea setului de date ¿i informa¡ii necesare caracterizårii calitå¡ii factorilor de mediu, inclusiv a conexiunilor dintre acestea, a tendin¡elor de evolu¡ie spa¡io-temporalå.

• Fundamentarea tehnicå necesarå elaborårii, selec¡ionårii ¿i adoptårii deciziilor ¿i måsurilor de protec¡ia mediului în situa¡ii normale sau excep¡ionale (poluåri accidentale), respectiv:

− gospodårirea ¿i conservarea resurselor naturale pe principii ecologice;

− stabilirea ¿i urmårirea obiectivelor strategice de mediu din România;

− încadrarea în prevederile conven¡iilor interna¡ionale;

− ¡inerea la curent a publicului cu privire la starea mediului.

• Controlul periodic al efectelor aplicårii måsurilor strategice, tactice ¿i de ac¡iune în protec¡ia mediului, în scopul reajustarii lor în raport cu obiectivele propuse.

• Asigurarea ¿i dezvoltare schimbului interna¡ional de date ¿i informa¡ii privind starea mediului, inclusiv în context transfronierå.

310

10.1.1.2. Obiective cu caracter tehnic:

• Raportare calitå¡ii factorilor de mediu la prevederile actelor normative (plan na¡ional) în scopul stabilirii prioritå¡ilor de interven¡ie.

• Evaluarea periodicå a stårii mediului ¿i elaborarea prognozelor sectoriale ¿i na¡ionale.

• Reevaluarea periodicå a inventarului surselor de poluare.

• Consolidarea ¿i extinderea programelor de monitoring intersectorial.

• Ridicarea capabilitå¡ii tehnice, calitatea datelor analitice.

10.1.1.3. Obiective cu caracter prospectiv:

• Armonizarea criteriilor, obiectivelor ¿i func¡iunilor sistemelor de monitoring, în special legate de:

− proiectare re¡elelor de monitoring;

− activitate de laborator (AQC, programe interna¡ionale de intercalibrare);

− managementul de informa¡ii la nivel na¡ional ¿i interna¡ional (schimb periodic de informa¡ii).

• Fundamentarea tehnico-¿tiin¡ificå a criteriilor ¿i obiectivelor de calitate pentru factorii de mediu, în context transfrontierå ¿i urmårirea acestora.

• Dezvoltarea la nivel regional a unor strategii privind calitatea mediului, elaborarea ¿i armonizarea de standarde ¿i norme interna¡ionale, evaluarea impactului antropogen, stabilirea de prioritå¡i (plan na¡ional), urmårirea îndeplinirii obiectivelor interna¡ionale în domeniul protec¡iei mediului.

• Monitorizare în cazuri de accidente ¿i/sau incidente de mediu de provenien¡å ¿i/sau un efect transfrontierå.

10.1.2. FUNCºIUNI ALE SISTEMULUI

Enumerate într-o ordine corelatå cu obiectivele prezentate anterior, principalele func¡iuni ale SMIR sunt urmåtoarele:

• Analizarea ¿i integrarea datelor ¿i informa¡iilor furnizate de cåtre sistemele sectoriale de monitoring, inclusiv asigurarea legåturilor în situa¡ii de evenimente deosebite cu alte ministere sau organe centrale.

• Furnizarea ¿i transmiterea datelor/informa¡iilor organismelor care iau decizii strategice, de control, administrarive, operative, inclusiv informarea publicului.

• Agregarea condi¡iilor de bazå ecologice ¿i climatice, precum elaborarea situa¡iei globale de calitate a mediului înconjuråtor.

311

312

• Elaborarea prognozelor de scurtå duratå ¿i duratå medie privind evolu¡ia calitå¡ii mediului înconjurator sau a efectelor producerii unor evenimente deosebite cu impact asupra mediului.

• Asigurarea evaluårii periodice al efectelor aplicårii, deciziilor ¿i måsurilor adoptate (feed back) precum ¿i a structurii proprii de organizare, în scopul men¡inerii sistemului în permanentå stare de veghe.

• Evaluarea ¿i analiza periodicå a re¡elelor de monitoring al calitå¡ii factorilor de mediu ¿i propunerea îmbunåtå¡irii lor.

• Participarea la activitå¡i ¿i exercitii de intercomparare ¿i intercalibrare la nivel na¡ional ¿i interna¡ional în scopul asigurårii calitå¡ii datelor.

• Stabilirea indicatorilor de caracterizare sectorialå globalå a calitå¡ii mediului, pentru zone urbane ¿i zone deschise pe sectoare (aer, apå, sol, radioactivitate, de¿euri, arii protejate etc.).

10.1.3. STRUCURA ªI ORGANIZAREA SISTEMULUI

Pentru caracterizarea structurii SMIR trebuie considerate cel pu¡in douå elemente:

1. arii sectoriale de investiga¡ie;

2. sisteme subordonate.

10.1.3.1. Conceptul general de organizare a SMIR. Plecând de la necesitå¡i ¿i scopuri, ¡inând seama de componentele de mediu, de conceptele general valabile în domeniu ¿i practicate pe plan mondial, un sistem de monitoring integrat al mediului trebuie structurat în baza unui program gândit la scarå na¡ionalå, program diferen¡iat în subprograme la scarå localå, func¡ie de caracteristicile specifice zonelor conform schemei prezentate în figura 10.1. Din analiza schemei rezultå, pe de o parte complexitatea ¿i numårul mare de elemente ce trebuie considerate pentru a avea un sistem de monitoring integrat func¡ional ¿i pe de altå parte existen¡a unei modalitå¡i unitare de abordare a problemei cunoa¿terii fiecårui component al mediului. în ansamblu se distinge o structurå piramidalå, cu o dezvoltare verticalå pe cinci nivele cu posibilitå¡i de comunicare ¿i colaborare pe orizontalå. Schematic structura cuprinde:

1. nivelul strategic ¿i de management la care alåturi de Ministerul Apelor, Pådurilor ¿i Protec¡iei Mediului, coparticipå Ministerul Agriculturii ¿i Alimenta¡iei, Ministerul Sånåtå¡ii, Ministerul Industriilor ¿i alte ministere sau departamente, la definirea nevoilor de monitoring, coordonarea pe verticalå a activitå¡ilor desfå¿urate de unitå¡ile proprii din subordine, în acest sens ¿i elaborarea raporturilor la nivel na¡ional;

313

Activitå¡iantropice cu impact asupra mediului (industrietransport, agricul-turå)

Clima Meteoro- logie

Sånå-tate publi-cå

Aer, emisii, imisii

Apåsubteranå, râuri, lacuri, uzatå, mare, ¡årm

Sol,de¿euri, zone de-gradate

Påduri,vegeta¡iesol

Resursenaturale, zone

umede, biodiver-sitate

Radio-activita-tea na-turalå a compo- nentelor de mediu

Recoltare; Måsuråtoare; Analizå;Asigurare calitate date

Baza de date; Procesare;

Analiza statisticå; Evaluare

Fig. 10.1. Structura sistemului de monitoring al mediului.

Strategie; Decizie; Prognozå; Legisla¡ie; Evaluare; Reajustare.

2. nivelul de punct focal format din Regii Autonome, institute de cercetare în subordinea ministerelor de mai sus ¿i având ca rol asigurarea suportului tehnic ¿i ¿tiin¡ific în elaborarea de norme, ghiduri, instruc¡iuni, metodologii, formare ¿i instruire personal;

3. nivelul de punct opera¡ional speciaizat, format din unitå¡i reprezentative teritoriale ale fiecarui minister sau departament ¿i subordonat acestuia având ca atribu¡ii suplimentare fa¡å de cele de bazå asigurarea pentru zone largi, a unor activitå¡i specializate de monitoring, abordarea unor probleme cu caracter regional, asigurarea unor controale cu caracter regional;

4. nivel opera¡ional de bazå, format ¿i subordonat în acela¿i mod cu cel specializat, având ca atribu¡ii desfå¿urarea activitå¡ii de monitoring de bazå în elaborarea de rapoarte locale;

5. nivel sectorial format din unitå¡i teritoriale productive ale diferitelor ministere sau departamente, ce controleazå calitatea unor factori de mediu, pentru nevoi func¡ionale proprii.

10.1.3.2. Elemente componente ¿i de flux informa¡ional. Restrângând problema la o componentå de mediu, modul de ob¡inere a informa¡iei privind calitatea este redat în schema prezentatå în figura 10.2. Analiza acestei scheme prezintå etapele ce trebuie parcurse de la realitatea existentå în mediu la informa¡ia ce o define¿te. Sunt eviden¡iate cele douå metode de ob¡inere a informa¡iei prin evaluare-inventariere sau prin recoltare-analizå în ambele cazuri, ¡inând cont de numeroasele etape ce se parcurg de la realitate la informa¡ia ce o define¿te, fiecare etapå fiind o posibilå surså de eroare sau erori ce se pot cumula, apare în final posibilitatea så nu descrie realitatea. Rezultå evident necesitatea tratarii fiecarei etape, a fiecarui element constituent al acesteia în redarea unei abordåri sistematice în corela¡ie cu elementele amonte-aval ale fluxului. De men¡ionat cå în etapa actualå existå elemente standardizate sau reglementate, elemente în curs de standardizare ¿i reglementare în toate componentele fluxului, dar toate acestea trebuie analizate critic, completate ¿i interconectate, o sistematizare a acestui proces fiind datå în continuare.

10.1.3.3. Arii sectoriale investiga¡ie. În conformitate cu procedura practicatå pe plan mondial måsuråtorile sistematice se efectueazå la circa 12 arii de investiga¡ie, respectiv:

− meteorologie/climå; − aer (imisii/emisii/fond/precipita¡ii); − apå (râuri, lacuri, ape subterane, ape uzate, ape maritime); − activitå¡i antropice (industrie, transport, agriculturå, popula¡ie); − sol (agricol, forestier);

314

CALITATEA REALÅ A UNEI COMPONENTE

DE MEDIU

PRELEVARE

Tehnici de prelevare Måsuråtori Conservarea probelor Transportul probelor

ANALIZE DE LABORATOR

Proceduri de programare ¿i opera¡ionale Proceduri de analize de laborator Controlul calitå¡ii laboratorului Înregistrarea datelor

MANIPULAREA DATELOR Verificare de date Sistem de administrare a bazei de date Stocare ¿i recuperare

MANIPULAREA DATELOR Verificare de date Sistem de administrare a bazei de date Stocare ¿i recuperare

ANALIZA DATELOR

Proceduri statistice cu software Modelare deterministicå Index de calitate

RAPORTARE DATE

Formare Frecven¡å Distribu¡ie

UTILIZAREA INFORMAºIEI

Public Politic Administrativ Tehnic

Fig.10.2. Faze care intervin în ob¡inerea informa¡iilor privind calitatea unei componente de mediu.

315

− de¿euri; − påduri, vegeta¡ie, animale, påsåri, insecte (ecologie terestrå); − faunå/flora acvaticå (ecologie acvaticå); − sånåtate publicå; − radioactivitate de mediu; − resurse naturale, zone umede, biodiversitate.

Enumerarea de mai sus nu are la bazå arii de investiga¡ii prioritare sau medii cu o importan¡å mai mare sau mai micå. Fiecare dintre acestea au re¡ele, parametrii ¿i frecven¡e proprii din punct de vedere al monitoringului. Caracterizarea biodiversitå¡ii de exemplu are o reparti¡ie spa¡ialå ¿i frecven¡a de supraveghere inferioarå monitorizarii impactului asupra principalilor vectori de propagare a poluårii (aer, apå). O observa¡ie similarå este valabilå ¿i la monitorizarea mediilor de bioacumulare etc. Pentru o grupare a ariilor de investiga¡ie, în ideea creerii unui sistem de abordare integratå, s-a adoptat drept criteriu de diferen¡iere procesele fizico-chimice/biochimice predominante la nivelul fiecarui sector. Dupå cum rezultå din figura 10.3, cele 12 arii de investiga¡ie pot fi grupate în trei categorii:

1. vectori de propagare a poluårii (în spe¡å apa ¿i aerul) la care parametrii specifici de monitorizre se referå la concentra¡ie, debit mediu asociat, coeficien¡i de dispersie;

2. interfe¡e de contact (sol, sedimente, de¿euri) în directå legaturå cu aerul ¿i apa (de suprafa¡å ¿i subteranå); alåturi de parametrul concentra¡ie se desprind o serie de caracteristici specifice: timpi de reten¡ie, capacitate de absorb¡ie, schimb ionic; sedimentele trebuie corelate ¿i cu mediile de bioacumulare, dar considerate ¿i ca vector difuz de propagare a poluårii (apa);

3. medii de bioacumulare ¿i biotransformare prin ratele de acumulare (conversie), eliminare, coeficien¡ii de reten¡ie ¿i în mod deosebit, caracteristicile ecotoxicologice.

De¿i are unele limitåri schema descriså în figura 10.3 prezintå o serie de avantaje, creionând nu numai ariile sectoriale de investiga¡ie dar ¿i procesele fundamentale ¿i interdependen¡ele de bazå dintre acestea. Figura 10.4 prezintå sinoptic punctele de måsurå (densitate) respectiv sta¡iile de monitorizare aferente principalelor sectoare de investiga¡ie din cadrul SMIR la nivelul anului 1997.

316

317

VECTORI DE PROPAGARE A POLUÅRII

INTERFEºE

DE CONTACT

MEDIU DE BIOACUMULARE

ªI BIO-TRANSFORMARE

1.METEOROLOGIE CLIMÅ

5. SOL

8. PÅDURI, VEGETAºIE (ecologie terestrå)

2.AER (imisii/emisii) 6. SEDIMENTE 9. ECOLOGIE ACVATICÅ

3.APÅ: râuri, lacuri, ape de suprafa¡å, ape uzate, mare

7.DEªEURI 10. SÅNÅTATE PUBLICÅ

4.ACTIVITźI ANTROPICE: ind., trans., agric., popula¡ie

11. RADIOACTIVITATE

12. RESURSE NATURALE, ZONE UMEDE, BIODIVERSITATE

• concentra¡ii • debite masice • dispersie

• timpi de reten¡ie • schimb ionic/parti¡ie • ab/adsorb¡ie

• rate de bioacumulare • rate de bioconversie • coeficien¡i de reten¡ie • ecotoxicitate

SURSE PUNCTIF

DIFUZE

Recoltare, masuratori, analize, asigurarea

calitå¡ii datelor

REºELE FOND

IMPACT

subsist. MONITO-RING

•

SUBSISTEM

LABORATOR ••

• densitate • frecven¡e • parametri

Automoni-toring

REFE-RINºÅ

SPECIA-LIZAT

DE BAZÅ

Q.A. A.Q.C. DISPECERAT SUBSISTEM BAZÅ DE DATE;

FLUX LENT

FLUX RAPID

MANAGEMENT INFORMATIC •••

PROCESARE analiza statisticå; evaluare

STRATEGIE LEGISLAºIE

DECIZIE EVALUARE

PROGNOZÅ REAJUSTARE

Fig. 10.3. Structura generalå de monitoring integrat al mediului din România.

318

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

120

153

1415

670

1976

270

534

46

1850

41

CLIMÅ

METEO-ROLOGIE

AER

APE*

SOL

AGRICOL*

DEªEURI

PÅDURI

BIO-

DIVE-RSITATE

RADIOAC-TIVITATE

ACTIVI-

TATE ANTRO-

PICÅ auto-

monitoring

sÅnÅta-te publicÅ

Fig.10.4. Re¡eaua de monitoring integrat al mediului.

Notå : * numai sec¡iuni de ordinul

• AER. Prin intermediul celor 41 de Agen¡ii de Protec¡ia Mediului (APM) din cadrul Ministerului Apelor, Pådurilor ¿i Protec¡iei Mediului (MAPPM) se monitorizeazå calitatea aerului ambiental (imisii), a precipita¡iilor ¿i calitatea aerului în zonele de fond. Lunar, APM-urile elaboreazå rapoarte privitoare la mediile lunare, valorile maxime, minime, frecven¡ele de depå¿ire a Concentra¡iilor Maxim Admisibile (CMA) poluårile accidentale, avarie/accident ¿i episoadele de poluare (tab. 10.1).

Tabelul 10.1

Re¡eaua de monitoring al calitå¡ii aerului

MONITORING CALITATE AER: Agen¡ii de Protec¡ia Mediului

Tipul re¡elei Nr. puncte

Poluare de fond 4

Precipita¡ii 141

Imisii 405

Anual se raporteazå emisiile de poluan¡i ¿i caracteristicile fizico-chimice la nivelul surselor punctiforme. Re¡eaua este organizatå având ca element structural de bazå jude¡ul, fiind opera¡ionalå din 1982.

• APA. Sistemul Na¡inal de Supraveghere a Calitå¡ii Apelor (SNSCA) este opera¡ional din anul 1977 ¿i are la bazå 5 subsisteme: (1) râuri, (2) lacuri, (3) ape subterane, (4) ape litorale, (5) ape uzate, frecven¡ele de supraveghere fiind date în tabelul 10.2, pentru fluxul lent de date. ¥n paralel, prin SNSCA se mai efectuezå analizele zilnice (flux rapid de date) la 63 sec¡iuni de ordinul I ¿i såptåmânal la alte 21 de sec¡iuni.

Tabelul 10.2

Re¡eaua de monitoring al calitå¡ii apelor

MONITORING CALITATE APE:

Regia Autonomå Apele Române

Sistemul Na¡ional de Supraveghere a Calitå¡ii Apelor Nr. puncte (sect. ord. I)

Râuri lunar 320

Lacuri trimestrial 117

Ape subterane trimestrial 3300

Ape litorale lunar 14

Ape uzate lunar 110

319

Din anul 1992 au început så se investigheze ¿i sedimentele din lacuri ¿i râuri din punct de vedere al poluårii asociate cu metale grele ¿i micropoluan¡i organici (insecticide organoclorurate ¿.a.). Alåturi de analizele fizico-chimice pentru râuri se mai efectueazå determinåri saprobice iar pentru lacuri determinåri ale gradului trofic. Din anul 1985 România asigurå rolul de secretariat al Declara¡iei de la Bucure¿ti privitoare la monitoringul ¿i protec¡ia calitå¡ii apelor fluviului Dunårea. Începând cu anul 1995 a fost instituit Sistemul de Alarmare în caz de Poluåri Accidentale (SAPA-Rom), cuprinzând douå subsisteme, cel na¡ional ¿i interna¡ional, ultimul fiind destinat poluårilor de provenien¡å ¿i/sau cu efect transfrontierå (Program PHARE-EPDRB).

• RADIOACTIVITATE (tab.10.3). Urmårirea sistematicå a radio-nuclizilor artificiali în factori de mediu din România a început în anul 1962 o datå cu înfiin¡area Re¡elei Na¡ionale de Supraveghere a Radioactivitå¡ii Mediului. Determinårile de concentra¡ii a radionuclizilor gamma emi¡åtori din probe de mediu existå din ultimii ani ai decadei 70 ¿i primii ani ai decadei 80.

Tabelul 10.3

Re¡eaua de monitoring al radioactivitå¡ii

RADIOACTIVITATE: Agen¡iile de Protec¡ia Mediului

Structura

Sta¡ii cu program de 24 h 32

Sta¡ii cu program de 11 h 15

Puncte de prelevare 325

În prezent sta¡iile Re¡elei Na¡ionale de Supraveghere a Radioactivitå¡ii Mediului (RNSRM) func¡ioneazå în cadrul Agen¡iilor de Protec¡ie a Medilui (APM) din fiecare jude¡. Dintre acestea, 42 de sta¡ii sunt sta¡ii jude¡ene, douå sta¡ii sunt situate în imediata apropiere a centralelor nucleare Kozlodui ¿i Cernavodå (Bechet, respectiv Cernavodå), iar trei sta¡ii sunt situate în zone geografice deosebite: Sf. Gheorghe în Delta Dunårii ¿i douå sta¡ii de altitudine (Babele ¿i Ceahlåu Toaca). Întrucât måsuråtorile beta globale sunt un indicator sensibil al radioactivitå¡ii factorilor de mediu, sta¡iile RNSRM func¡ioneazå dupå un program standard de prelevåri, pregåtiri ¿i måsuråtori beta globale a cinci factori de mediu: aerosoli atmosferici, depuneri ¿i precipita¡ii atmosferice, ape (potabile ¿i de suprafa¡å, de adâncime), sol necultivat ¿i vegeta¡ie spontanå.

320

Zilnic se fac rapoartåri cåtre MAPPM ¿i Laboratorul de Radioactivitate a Mediului (LRM)-ICIM. La depå¿irea valorilor obi¿nuite ale radioactivitå¡ii factorilor de mediu este notificat LRM, conform unei proceduri specifice.

• SOL. Datoritå degradårii tot mai accentuate a învelisului edafic a aparut necesitatea instituirii unui sistem de monitoring al stårii de calitate a solului, a cårui implementare a început în ¡ara noastrå în anii 1975 -1977 pe baza recomandarilor UNEP. În vederea îmbunåtå¡irii ¿i modernizårii procesului de supraveghere a stårii de calitate a solurilor începând cu anii 1991-1992 s-au pus bazele unui nou sistem de monitoring al solurilor agricole ¿i forestiere, sistemul de monitoring integrat al solurilor din România, SIMSR. Noul sistem are trei nivele de detaliere:

− nivelul I, constând din efectuarea unui minim de investiga¡ii în toate punctele unei grile fize de 16x16 km, precum identificarea arealelor cu soluri afectate de diferite procese de degradare;

− nivelul II, care constå în detalierea investiga¡iilor din puncte ale re¡elei de nivel I în puncte suplimentare reprezentative (studii intensive), pentru identificarea cauzelor care produc procesele de degradare a solurilor;

− nivelul III, care constå în investiga¡ii suficient de detaliate pentru verificarea ipotezelor ¿i analize amånun¡ite ale proceselor dåunåtoare calitå¡ii solurilor, efectuarea prognozelor ¿i recomandarea måsurilor de remediere necesare. Periodicitatea determinårilor este de patru ani pentru întreaga re¡ea de nivel I ¿i de un an pentru punctele cu probleme deosebite (poluare industrialå, eroziune etc.). În cadrul nivelului I sunt prevåzute 940 puncte (situri) pentru întreaga ¡arå, din care 670 puncte pentru soluri agricole ¿i 270 pentru soluri forestiere.

10.1.4. ACTIVITźI - SUBSISTEME SUBORDONATE

Indiferent de aria de investiga¡ie, la nivel integrat cât ¿i sectorial, pe plan mondial se diferen¡iazå trei subsisteme subordonate:

a) subsistem de monitoring;

b) subsistem de laborator;

c) subsistem, management de informa¡ii.

Aceastå stucturå este aplicatå cu caracter experimental în România din anul 1993, atât la Programul de Monitoring Integrat, cât ¿i prin Programul de Mediu al bazinului hidrografic al Dunårii.

321

a) Subsistemul de monitoring. În esen¡å acesta are în vedere proiectarea ¿i

¡inerea la zi a re¡elelor de supraveghere, specifice din punct de vedere tehnic fiecårei arii de investiga¡ie respectiv:

− densitate;

− frecven¡a de supraveghere;

− medii de investiga¡ie;

− parametrii urmåri¡i;

− structurå sta¡ii;

− procedee de recoltare probe ¿i analize de teren. În general, se deosebesc cel pu¡in douå tipuri de re¡ele la nivelul SMIR: (1) de fond ¿i (2) de impact, ultimele fiind grupate în re¡ele pentru monitoringul imisiilor ¿i re¡ele de control al emisiilor (automonitoring). Indiferent de tipul re¡elei s-a urmårit a fi atinse o serie de corela¡ii minimale (coroborare date de calitate cu cele de cantitate, urmårirea surselor difuze alåturi de cele punctiforme de poluare, legatura intersetorialå cu alte arii de investi-ga¡ie) câteva exemple privind modul de abordare fiind date la paragraful 10.2.

b) Subsistemul de laborator. Aceasta asigurå circuitul ¿i activitå¡ile necesare ob¡inerii de informa¡ii respectiv: prelucrarea prealabilå a probelor, analize (fizico-chimice, biochimice, radiochimice etc.), validare date, prelucrare statisticå primarå. Pentru asigurarea condi¡iilor de calitate a datelor analitice subsistemul de laborator are o structurå piramidalå fiind format din:

− Laboratoare Na¡ionale de Referin¡å penru fiecare componen¡i de mediu, cuprinse de regulå în re¡elele transna¡ionale de monitoring ¿i care au în esen¡å rolul de elaborare standarde de analizå (armonizate cu cele practicate pe plan mondial) ¿i asigurarea imlpementårii la nivel na¡ional ¿i al urmåririi sistemului de calitate al datelor (QA/AQA/QC/GLP);

− Laboratoare de specialitate regionale (rol de sintezå);

− Laboratoare de bazå locale (rol operativ).

c) Sistemul de management al informa¡iilor. Aceasta are ca principalele

activitå¡i:

− Agregarea ¿i integrarea datelor;

− Intercorelarea cauzå/efecte intersectoriale;

− Realizarea ¿i dezvoltarea bazelor de date proprii sectorului;

− Schimb interna¡ional de informa¡ii.

322

10.2. ELEMENTE CU CARACTER SPECIFIC MONITORINGULUI

INTEGRAT AL MEDIULUI HIDRIC

Asigurarea unei abordåri intersectoriale la nivelul Sistemului de Monitoring Inegrat, impune ca cel pu¡in la nivel sEctorial, elementele så fie tratate sistematic, un exemplu semnificativ în acest sens constituindu-l mediul acvatic (hidric).

10.2.1. OBIECTIVELE URMÅRITE

Ca ¿i în cadrul SMIR, cel aferent sectorului ape, într-o abordare integratå, comportå douå tipuri generale de obiective cu caracter specific.

10.2.1.1. Obiective cu caracter de ansamblu. În general, se disting cinci obiective de ansamblu pentru monitoringul calitå¡ii apelor:

a) descrierea situa¡iei existente la un moment dat ¿i a tendin¡elor de evolu¡ie;

b) descrierea problemelor existente la o etapå ¿i a celor de urgen¡å în mod deosebit;

c) proiectare programelor de management al apelor (calitate/cantitate);

d) evaluarea eficacitå¡ii programelor;

e) råspuns/ac¡ionare în situa¡ii de urgen¡å.

De¿i activitate de monitoring poate varia ca intensitate, raportatå la cele cinci obiective, existå un cadru de ac¡iune ¿i implementare comun care în esen¡å are în vedere urmåtoarele elemente:

1. Coordonate ¿i colaborare;

2. Obiective de monitoring;

3. Proiectarea programului de monitoring;

4. Indicatori de mediu ¿i parametrii ai condi¡iilor acvatice ¿i riverane;

5. Condi¡ii de referin¡å;

6. Linii ghid pentru selec¡ionarea sta¡iilor de monitoring;

7. Metode comparabile de teren ¿i laborator;

8. Linii ghid pentru asigurarea calitate(QA)/control calitate (AQA);

9. Sisteme de stocare ¿i schimb de date;

10. Date anterioare necesare pentru interpretare;

11. Tehnici de analizå a datelor;

12. Raportare informa¡ii privind monitoringul calitå¡ii apelor;

13. Pregåtire personal;

323

14. Participare la elaborare strategii;

15. Resurse suport pentru programele de monitoring;

16. Elaborare programe de monitoring.

10.2.1.2. Obiective cu caracter specific. Monitoringul general al calitå¡ii apelor, poate fi divizat în trei categorii, respectiv: (1) monitoring de transport (balan¡å masicå-încårcåri), (2) monitoringul nivelelor de concentra¡ii/condi¡ii ecologice ¿i (3) urmårirea modului de încadrare în obiective ¿i norme (na¡ionale/interna¡ionale) de calitate, din care decurg trei tipuri de obiective cu caracter particular:

a) obiective pentru monitoringul de transport/încårcåri:

− estimare condi¡ii de fond-monitoring de fond;

− estimare intråri/transfer la ecosistemele din aval;

− studii privind evolu¡ia spa¡io-temporalå a debitelor masice de încårcåri tranzitate;

− prognoze, modele matamatice.

b) obiective pentru monitoringul nivelului de concentra¡ii/condi¡ii ecologice acvatice:

− caracterizare condi¡ii (poluare) de fond;

− studii de bazå în rela¡ie cu standardele de calitate;

− analize de evolu¡ie;

− studii de impact;

− prognoze/modele matematice;

− alarmare/averizare situa¡ii de urgen¡å (inclusiv poluåri accidentale).

c) obiective pentru monitoringul de conformare:

− definirea ariilor sensibile, respectiv hot spot-uri;

− analize locale, zonale la nivel de raporturi imisii, emisii din punct de vedere al încadrårii în criterii ¿i obiective de calitate;

− eviden¡ierea ¿i fundamentarea måsurilor tehnico-economice de control a poluårii.

De men¡ionat ca unele din aceste obiective, nu necesitå în mod obligatoriu proiectare unor programe de monitoring, dupå cum la altele sunt necesare re¡ele speciale cu obiective multiple (protec¡ie captåri, pisciculturå, control surse de poluare punctiformå etc.). Din aceasta cauzå ¿i re¡elele aferente diferå din punct de vedere al amplasamentelor, densitå¡ii, parametrilor urmåri¡i (fizici, chimici, biologici etc.), metodele de prelucrare, frecven¡a de urmårire ¿i timpului de råspuns al datelor.

324

10.2.2. APROBARE SISTEMICÅ

1. abordare sistemicå a monitoringului mediului acvatic, implicå considerarea a cel pu¡in ¿ase elemente (fig. 10.5):

2. raport cauzå-analizå; emisii/imisii; 3. arii de investiga¡ii: apå, suspensii, sedimente, biotop. biocenoze; 4. surse punctiforme/surse difuze; 5. cantitate/calitate; 6. circula¡ia poluan¡ilor în mediul acvatic; 7. managementul apei ca resurså ¿i ca ecosistem.

10.2.2.1. Raport cauzå– efect. Raportul de cauzalitate trebuie privit din punct de vedere al monitoringului integrat, atât la nivelul grupelor ¡intå cât ¿i al raportului emisii/imisii.

♦ Poluan¡i prioritari, grupe ¡intå, probleme de mediu, func¡iuni ale mediului acvatic. Figura 10.6 prezintå sinoptic corela¡ia cauzå-efect ¿i modul de monitorizare al acesteia. Pornind de la poluan¡ii prioritari, indiferent de natura sursei (punctiformå sau difuzå), se efectueazå o prima apreciere a circula¡iei acestora în mediul acvatic (date de imisii). Se ¡ine apoi cont de grupa ¡intå generatoare de poluan¡i, în spe¡å industrie, agriculturå, transportul, energeticå ¿i popula¡ie, atât din punct de vedere calitativ cât ¿i ca ponderi. Astfel, o statistcå recentå efectuatå la nivelul b.h. Dunårea, a scos în eviden¡å faptul ca pentru nutrien¡i (N,P), grupele ¡intå se situeazå în scara agriculturå, popula¡ie, industrie, o redare detaliatå fiind prezentatå în balan¡ele na¡ionale. Ca rezultat al poluan¡ilor evacua¡i în mediul acvatic, se produc dezechilibre, respectiv probleme de mediu (acidifiere, eutrofizare, såråturare etc.), fiecare din acestea afectând diferen¡iat func¡iuni specifice de mediu (alimentåri cu apå, pisciculturå, iriga¡ii ¿.a.m.d.). O abordare integratå la nivelul cauzå/efect implicå deci într-o primå fazå, identificarea celor patru grupe, poluan¡i prioritari/grupe ¡intå/probleme de mediu ¿i func¡iuni de mediu, cu cracterizarea interdependen¡elor specifice, urmå¡i de o a II-a fazå de cuantificare a intercondi¡ionarilor reciproce, atât la nivelul local (bazin hidrografic), cât ¿i na¡ional.

♦ Emisari/efluen¡i. Din punct de vedere tehnic, îndeplinirea obiectivelor redate la paragraful 10.2.2.1, impune organizarea a cel pu¡in douå programe specifice de monitoring: (1) emisii ¿i (2) imisii, parametrii de proiectare fiind net diferen¡iati (densitate, frecven¡å, indicatori, nivele de concentra¡ii).

10.2.2.2. Arii de investiga¡ii. Pentru mediul acvatic, pânå nu de mult, programele de monitoring erau proiectate cu predominan¡å pentru componente de apå (cu sau fårå suspensii). în prezent se disting cel pu¡in patru componente de monitorizare într-un sistem intagrat: (1) apå; (2) sedimente; (3) suspensii ¿i (4) biocenoze.

325

ARII DE INVESTIGAºIE • APÅ

CIRCULATIE • SUSPENSII POLUANºI ÎN • SEDIMENTE MEDIU • COMUNICAºII ACVATICE ACVATIC BIOTOP BIOCENOZE

CAUZÅ / EFECTE REºEA EMISII IMISII

DE • POLUANºI PRIORITARI MONITORING • GRUPE ºINTÅ

• densitate spa¡ialå • PROBLEME MEDIU ACVATIC

• frecven¡a de • FUNCºIUNI DE MEDIU supraveghere • Indicatori

• procedee SURSE POLUARE prelevare • procedee analizå

LEGATURA CU MONITORINGUL

A

PUNCTIFOR-

ME

DIFUZE

• procesare date • debite

ALTOR FACTORI DE MEDIU

CONCENTRAºIE / DEBIT CANTITATE

CALITATE

CRITERII / OBIECTIVE APÅ=

RESURSA APÅ= ECOSISTEM

Fig.10.5. Abordarea integratå a monitoringului calitå¡ii apelor.

a) Apa. Reprezentând din punct de vedere al biotopului, principalul vector de propagare al poluårii, re¡elele de monitorizare au în vedere o densitate spa¡io-temporalå ridicatå, iar måsuråtorile (cantitate/calitate), se referå la o gamå largå de indicatori (20-75, la nivelul CEE). Pentru scopuri de alarmare, se utilizeazå måsuråtori în timp real.

326

SURSE DIFUZE SURSE PUNCTIFORME • Încårcare organicå 1 POLUANºI • salinitate PRIORITARI • aciditate • nutrien¡i (N,P)

CIRCULAºIE ÎN MEDIU • metale grele • Ecotoxicitate • produse petroliere • Bioacumulare

• Conversie • micropoluan¡i

organici(pesticide, PCB, AOX)

• industrie • agriculturå

2 GRUPE ºINTÅ • transport

• energeticå • popula¡ie • acidifiere • eutrofizare • bioacumulare 3 PROBLEME • saturare DE MEDIU • bioconversie • poluare

sedimente, sol, apå subteranå • reducere

capacitate autoepurare • alimentåri cu apå • iriga¡ii 4 FUNCºIUNI • pisciculturå DE MEDIU • recreere • arii de protec¡ie • construc¡ii hidro • transport naval

Fig. 10.6. Abordare integratå a problemelor de monitoring

din punct de vedere al rela¡iei cauzå-efect.

327

b) Sedimentele. Constituind din punct de vedre al biotopului un mediu de acumulare ¿i o interfa¡a de contact, monitoringul sedimentelor (în spe¡å poluarea asociatå acestora) se caracterizeazå prin frecven¡e mai scåzute de supraveghere (o datå pe an) ¿i o densitate spa¡ialå limitatå. De subliniat cå informa¡iile nu se referå la o perioadå scurtå de timp ci ele integreazå poluårile de lungå duratå (punctiforme ¿i difuze).

c) Suspensiile. În ansamblu, monitoringul acestora este apropiat de cel al sedimentelor cu observa¡ia cå, informa¡ia se referå la integrarea poluårilor recente pe o perioadå de timp mai scurtå, astfel încåt frecven¡a de supraveghere este de 2-3 ori pe an. Unele ¡åri (Germania) considerå cå monitoringul suspensiilor este mai reprezentativ din punct de vedre al comparabilitå¡ii datelor fa¡å de cel al sedimentelor.

d) Biocenoze. Acestea se referå la monitorizarea mediilor de bioacumulare ¿i bioconversie fiind foarte apropiat ca semnificativitate, obiective ¿i mod de organizare de cel aferent sedimentelor (integrare informa¡ii pe termen lung, impact de lungå duratå din punct de vedere al ecotoxicitå¡ii acvatice).

10.2.2.3. Surse punctiforme/surse difuze. O statisticå recentå a eviden¡iat faptul cå, la nivelul fluviului Dunårea, ponderea surselor difuze de poluare cu fosfor este de circa 55%, iar azot de aproximativ 45% în consecin¡å, monitoringul integrat al mediului acvatic impune controlul deopotrivå a surselor difuze alåturi de cele punctiforme.

10.2.2.4. Cantitate/calitate. Coroborarea datelor de calitate cu cele de cantitate este indispensabilå unui monitoring integrat, cel pu¡in la nivelul supravegherii transportului masic, prelevårile de probe fiind completate prin måsuratori de debite (în aceea¿i sec¡iune ¿i la momentul recoltårii). Concentra¡iile echivalente, concentra¡iile medii ponderate, debite masice asociate, sunt numai câ¡iva parametrii în acest sens.

10.2.2.5. Controlul circula¡iei poluan¡ilor în mediul acvatic. Coroborarea datelor ¿i informa¡iilor obtinute prin monitoringul calitå¡ii apelor, suspensiilor, sedimentelor ¿i biocenozelor are în final în vedere controlul circula¡iei unor poluan¡i în mediul acvatic, reparti¡ie între faze, bioacumulåri bioconversii, concentråri în sedimente; figura 10.7 prezentând o schemå generalå de abordare în acest sens.

10.2.2.6. Apa ca surså/apa ca ecosistem. Monitoringul integrat al apelor se referå atât la determinarea gradului de încårcare (ca resurse) în condi¡ii specifice unor grupe de utilizatori conform standardelor proprii (apå potabilå, pisciculturå, iriga¡ii ¿.a.), cât ¿i ca ecosistem în sine, indiferent de folosin¡ele adiacente.

328

Surse de poluare Factori de mediu Factori de sånåtate

Atmosfera Gaze

dizolvate Mediu

biotic acvatic

Mediu biotic

terestru

Surse de

poluare

Poluan¡i dizolva¡i

Cursuri

de apå

Omul

Poluan¡i particulari Soluri

Fig.10.7. Cåi poten¡iale de poluare a mediului acvatic.

10.2.3. ANALIZA MATRICIALÅ CA SUPORT AL MONITORINGULUI

INTEGRAT AL MEDIULUI ACVATIC

Eviden¡ierea ¿i cuantificarea unor interdependen¡e reciproce nivelului ecosistemelor acvatice (biotop/biocenoze, apå/suspensii/sedimente etc.) se poate face prin exprimåri matriciale, pe plan mondial în prezent, aceasta solu¡ie fiind frecvent utilizatå în cele ce urmeazå, se vor prezenta câteva din principalele analize matriciale la monitoringul integrat al calitå¡ii mediului acvatic.

10.2.3.1. Caracterizare suportabilitå¡ii ecosistemelor acvatice la impact antropic. Prezentatå în figura 10.8 aceastå matrice face legåturå dintre clasele specifice de poluan¡i - biotop (apå/suspensii/sedimente) ¿i biocenoze, la acestea din urmå considerându-se: (1) raport fotosintezå/respira¡ie, (2) biodiversitate (fitoplancton, zooplancton ¿i zoobentos) ¿i (3) func¡iunile ecosistemului (energeticå, de circula¡ie a materie ¿i de autoreglare). De men¡ionat cå aceastå analizå matrcialå are în vedere ¿i criteriile, respectiv obiectivele de calitate practicate la nivelul unei resurse de apå.

10.2.3.2. Matrice de coroborare probleme de mediu acvatic, grupe ¡intå ¿i func¡iuni. Pornind de la modul de abordare integratå cauzå-efect descris la SMIR, în figurile 10.9 ¿i 10.10 se descriu func¡iunile de corelare: (1) probleme ale mediului acvatic/grupe ¡intå, (2) poluan¡i prioritari/grupe ¡intå, (3) func¡iuni de mediu/poluan¡i prioritari ¿i (4) func¡iuni de mediu/probleme ale mediului acvatic, cu aplica¡ii la fluviu Dunårea. O intercorelare la nivel de ansamblu este redatå în matricea prezentatå în figura 10.11.

329

MONITORING INTEGRAT

Q.C.

Q.O.

POLUANT ECOSISTEME ACVTICE BIOTOP BIOCENOZE

Apå Susp Sed F/T Biodiversitate Func¡iuni 1 2 3 A B C

- H+/OH-

- T.D.S. - ToC - S.S. - N,P - CBO5

- O2

- Me - Tox.organicå - pr.petroliere

Direct

Indirect

• capacitate tamponare • faze • reac¡ii • timp reten¡ie

F/S - fotsintezå/respira¡ie (1) - fitoplancton A - func¡iune energeticå B - func¡iune circula¡ie materie C - func¡iune autoreglare Q.C. - criterii de calitate Q.O. - obiective de calitate

Fig. 10.8. Caracterizare suportabilitate ecosistem; Matrice abordare sistematicå.

330

1. PP = f (G.T.) - poluan¡i prioritari/grupe ¡intå;

2. PM = f (P.P.) - probleme de mediu/poluan¡i prioritari;

3. FM = f (P.P.) - func¡iuni de mediu/poluan¡i prioritari;

4. PM = f (G.T.) - probleme de mediu/grupe ¡intå;

5. FM = f (P.M.) - func¡iuni de mediu/probleme de mediu;

6. FM = f (G.T.) - func¡iuni de mediu/grupe ¡intå.

PROBLEME DE MEDIU / GRUPE ºINTÅ

(aplica¡ii Dunåre)

Probleme Grupe ¡intå

de mediu Agriculturå Popula¡ie Energeticå Industrie Transport

Eutrofizare x x x x x Substan¡e toxice x x - x x Poluare sol, ape subterane ¿i sedimente x x x x x Secetå x x x - - Canalizåri - x - x - Eroziune x - x - -

POLUANºI PRIORITARI/GRUPE ºINTÅ

(aplica¡ii Dunåre)

Probleme Grupe ¡intå

de mediu Agriculturå Popula¡ie Energeticå Industrie Transport

Azot x x x x x

Fosfor x x - x -

Metale ( )1x - - ( )2x ( )3x

Bacterii ¿i viru¿i x x - - -

Pesticide x - - x -

Al¡i poluan¡i - - - - -

(1) - Cadmiul din îngrå¿aminte cu fosfor; (2) - Cadmiu ¿i plumb din depuneri atmosferice; (3) - Plumb de la benzinå.

Fig. 10.9. Func¡iuni de intercorelare cauzå-efecte-exemple

de aplicare analizå matricialå.

331

Func¡iuni Nutrien¡i Metale Bacterii ¿i viru¿i

Pesticide Al¡i micro- poluan¡i

Apå potabilå x (3) x x (2) Ecosisteme x x - x (2) Recreere x - x - - Pisciculturå x x - x (2) Structuri hidraulice - x - x x

332

POLUANºI PRIORITARI/GRUPE ºINTÅ (General)

Poluan¡i Industrii minerit

Popula¡ie Agricul

turå Rafinårii

Energe ticå

Transport naval

1. Nutrien¡i x x x - - - 2. Petrol x x - x - x 3. Metale x x x x x - 4. Micropo- luan¡i organici

x x x x x -

5. Bacterii ¿i viru¿i -

x - - - -

6. 5CBO x x x - - -

7. Pesticide x - x - - -

FUNCºIUNI PRIORITARE DE MEDIU / POLUANºI PRIORITARI

x – poluan¡i ce afecteazå viabilitatea (durabilitatea) func¡iunii; (1) – PAH, PCB etc.; (2) – func¡ie de situa¡ii specifice; (3) – doar la alimentåri cu apå potabilå fårå tratare prealabilå.

FUNCºIUNI PRIORITARE DE MEDIU/PROBLEME DE MEDIU

Probleme de mediu Func¡iuni (Dunåre)

Eutrofizare

Ch. toxice

Pol. sol, sed. ape

subterane

Evapora¡ie

(secetå)

Canali- zare

Eroziune

Apå potabilå x x x x x - Ecosisteme x x x x x x Recreere x - x - x - Pisciculturå x x x x x - Structuri hidraulice -

x x - -

x

- - probleme ce afecteazå imediat viabilitatea func¡iunii x - probleme ce afecteazå viabilitatea func¡iunii;

Fig. 10.10. Aplica¡ii ale analizei matricilor de coroborare cauzå-efect la fluviu Dunårea.

Probleme de mediu Grupe ¡intă Func¡iuni de mediu

Efe

ct d

e se

ră

Afe

ctar

e st

rat o

zon

Aci

difi

ere

Eut

rofi

zare

Pol

uare

cu

subs

tant

e to

xice

Rad

ioac

tivita

te

Tra

tare

des

euri

Can

aliz

are,

epu

rare

apă

Pol

uare

sol

, sed

. si a

pe

subt

eran

e

Agr

icul

tura

Tra

fic

si t

rans

port

Ele

ctri

cita

te

Raf

inar

ii

Indu

stri

e si

min

erit

Con

sum

ator

i

Agr

icul

tura

si s

ilvic

ultu

ra

Pis

cicu

ltura

Rec

reer

e

Apa

pot

abilă

Eco

sist

eme,

tere

nuri

um

ede

Con

stru

ctii

hidr

oteh

nice

1.Ape subterane • 2.Calitate aer • • • • • 3. Agriculturå/sol • • • • • 4. Sedimente • 5. Canalizåri • 6. Tratare de¿euri • 7. Minerit, industrii • • • • 8. Pisciculturå • • 9. Transport • 10. Ecologie/toxic. • • 11. Legisl. de mediu • • • • • • • • • • • • • • • 12. Economie • • • • • • • • • • • • • • 13. Sociologie • • 14. Constr. hidro. struct. hidraulice

•

15. Alimentåri cu apå •

Fig.10.11. Matrice de experizå necesarå la monitoring integrat.

333

10.2.3.3. Matrice de coroborare categorii de obiective de management al apelor ¿i grupe de indicatori. Trei categorii principale de indicatori de mediu sunt utiliza¡i în monitoringul integrat al calitå¡ii apelor:

1. sånåtate umanå; 2. sånåtate ecologicå; 3. indicatori economici corela¡i cu ¿ase grupe de folosin¡e de apå.

Aceste categorii de indicatori sunt corelate de fapt cu måsuri specifice multiple; astfel, måsuråtorile specifice la categoria de monovertebrate provin din date legate de comunitå¡ile acvatice, popula¡ie acvaticå, date de toxicitate letalå ¿i subletalå. Al¡i indicatori biologici se referå la pe¿ti, fitoplancton, zooplancton, plante acvatice ¿i semiacvatice. Categoria de expunere chimicå/chimism ape include starea de oxidare, tårie ionicå, nutrien¡i, chimicale poten¡ial periculoase în (1) apå, (2) sedimente ¿i (3) organisme acvatice (bioacumulare). Indicatorii privitori la habitat includ cantitatea de apå, temperatura apei, suspensii solide/turbiditate, sedimente, geomorfologie, vegeta¡ie riveranå. În ceea ce privesc agen¡ii de stresare a sistemelor acvatice, ace¿tia includ utilizarea de terenuri, aplicarea de chimicale, de¿euri menajere, depuneri acide, modificari de scurgere ¿.a.

10.2.3.4. Schema logicå de gestiune a ecosistemelor acvatice fluviale. Pornind de la elementele redate anterior, în figura 10.12 se prezintå sinoptic o schemå generalå de gestiune a ecosostemelor acvatice fluviale, cu fazele aferente (documentare, planificare, interven¡ie), urmåtoarele analize matriciale fiind adoptate:

a) Matrice de intercorelare fenomene naturale ¿i compozi¡ia ecosistemelor fluviale. Redatå în figura 10.13, aceastå matrice coreleazå apa, sedimentele ¿i habitatele cu procesele pluviometrice, evapora¡ie, evapotranspira¡ie ¿i ero-ziuni/sedimentare.

b) Matrice de intercorelare dintre compozi¡ia ecosistemelor fluviale ¿i utilizatori (folosin¡e). În esen¡å, aceastå matrice (fig. 10.14) redå interdepen-den¡a dintre folosin¡e (ape potabile, ape uzate, agriculturå, silviculturå, pisciculturå, transport, sånåtate) ¿i mediul acvatic (apå /sedimente /habitate).

c) Matrice de intercorela¡ie dintre activitå¡i umane ¿i ecosisteme fluviale. Pornindu-se de la aceea¿i stucturå a ecosistemului acvatic (apå /sedimente/ habitate), figura 10.15 prezintå o matrice mai detaliatå de intercorela¡ii cu impactul antropogen, cauzat de diferite activitå¡i (prelevåri de apå, agriculturå, minerit, silviculturå, industrie ¿.a.).

334

CONTROL

MODIFI-CÅRI

INTEGRARE ªI

DIAGNOSTIC

FENOMENE NATURALE

ACTIVITźI UMANE

PROBLEME IDENTIFICAREA

STRESULUI

COMPONENTELE

ECOSISTEMULUI

A B SS S

INDICATORI

FOLOSINºE ªI RESURSE

PUNCT DE PLECARE

URMÅRI CRITERII

IDENTIFICAREA LEGÅTURILOR

SCHIMBÅRI (tendin¡e)

CONSULTAºIE

GARANºII CONSULTAºIE

Q.O. Q.C.

CONCENTRAºIE

LEGENDÅ

- INTERVENºIE - DOCUMENTARE

PLAN - PLANIFICARE

PROIECTE MIJLOACE DE ACºIUNE

- SECVENºA PROCEDURII

- DIRECºIA EFECTULUI

- REACºIE INVERSÅ

Fig. 10.12. Schema etapelor unei proceduri de gestiune a ecosistemelor fluviale.

335

336

Pluviometre Evaporare Evapora¡ie transpira¡ie

Eroziune sedimenta¡ie

APÅ Cantitate • • • • Calitate • • • •

SEDIMENTE Cantitate • - - • Calitate • - - •

HABITATE Macrofite • • • • Insule/ostrovuri • • • • Terenuri inundabile • • • • Påduri • • • •

Fig. 10.13. Matricea de rela¡ii între fenomenele naturale ¿i componen¡ii ecosistemului fluvial.

APÅ SEDIMENTE HABITATE FOLOSINºE

Can

titat

e

Cal

itat

e

Can

titat

e

Cal

itat

e

Mac

rofi

te

Insu

le

Zon

e um

ede

Pad

uri-

gale

rie

Apa potabilå • • • • - - • - Evacuåri (ape industriale)

• - - - - - • -

Agricultura irigatå

natural artificial

•

• •

• •

• •

- -

• •

• •

- -

Balastiere • • - - • • • - Påduri

expolatåri agro-forestiere

silvicultura fructe

- • • -

- • • -

- • • -

- • • -

- - - •

- • • •

- • • •

• • • •

Pe¿te • • • • • • • • Piscicluturå • • • • • - • - Transport

naviga¡ie Apicultura tradi¡ionalå

• -

- -

• -

- -

• -

• •

• •

• •

Prelevåri de materiale

cariere brichete

• •

- -

• •

• •

• •

• -

- •

- •

Sånåtate • • - • • • • •

Fig. 10.14. Matricea de legåturå între componen¡ii unui ecosistem fluvial ¿i anumi¡i utilizatori.

337

Pre

leva

ri d

e ap

a

Eva

cuar

i

Irig

atii

natu

rale

Irig

atii

art

ific

iale

Agr

icul

tura

irig

atå

Bal

asti

ere

Exp

oatå

ri f

ores

tier

e

Pep

ieni

ere

Sil

vicu

ltura

Fru

cte

Ince

ndiu

for

estie

r

Pes

cuit

Pis

cicu

ltur

å

Tra

nspo

rt-n

avig

atie

Flo

tati

e

Dra

gare

Dig

uri,

bara

je

Ard

eri

Api

cult

urå

trad

i¡io

nalå

Urb

anis

m

Indu

stri

aliz

are

Car

iere

Bri

chet

e

APA Cantitate • • - • • • • • • - • - • • - - • - - • • - • Calitate • • • • • • • • • - • • • • • • • • - • • • •

SEDIMENTE Cantitate - • • • • • • • • - • - - • • • • - - • • • • Calitate - • • • • • • • • - • - - • • • • - - • • • •

HABITAT Macrofite • • • • - - - - - - - - - • • • • • - • • • -

Insule • • • • - • - - - - • - - • • • • • - • • • • Zone

inundabile • • • • • • • • • - • - • • • - • • - • • - •

Påduri galerie • • • • - - • • • • • - - • • - • • • • • - -

Fig. 10.15. Matricea de legåturå între activitå¡ile umane ¿i componen¡ii ecosistemului fluvial.

10.3. SISTEMUL NAºIONAL DE SUPRAVEGHERE

A CALITźII APELOR

În baza unui studiu de fundamentare elaborat între anii 1971-1972 a fost organizat Sistemul Na¡ional de Supraveghere a Calitå¡ii Apelor din România (SNSCA) format din cinci subsisteme diferen¡iate din punct de vedere al obiectivelor de monitorizare, frecven¡elor de supraveghere ¿i func¡iunilor urmårite: (a) ape de suprafa¡å curgåtoare, (b) lacuri (naturale, artificiale), (c) ape subterane, (d) ape uzate ¿i (e) ape maritime. Sistemul este opera¡ional din anul 1975 ¿i se încadreazå în ceea ce prive¿te concep¡ia ¿i modul de organizare ¿i criteriile practicate în prezent pe plan mondial, în general ¿i la nivel European în particular, respectiv:

− re¡elele de supraveghere aferente au la bazå ca structurå de referin¡å bazinul hidrografic;

− datele de calitate sunt coroborate cu cele de cantitate;

− este asiguratå o abordare unitarå emisii (efluen¡i) imisii (emisari), cât ¿i la nivel al monitoringului ambiental (fizico-chimic, biologic ¿i bacteriologic);

− densitatea spa¡io-temporalå se încadreazå în procedura uzitatå de Uniunea

Europeanå (o sta¡ie de supraveghere la 100 2km ).

10.3.1. STRUCTURA INFORMATICÅ A SISTEMULUI

Monitoringul calitå¡ii apelor este structurat dupå modelul unui graf arborescent, în care nodurile, situate pe mai multe nivele, sunt reprezentate de punctele de colectare (producere) ¿i prelucrare a datelor, iar arcele orientate, de canalele (cåile) de transmitere (circula¡ie) a datelor. Astfel, au fost stabilite 4 nivele informa¡ionale, în structurå de piramidå, având la bazå nodurile de nivelul 3 (sursa de genezå) iar la vârf nodul de nivelul 0 (nivelul decizional) cu urmåtoarea componen¡å:

− nivelul 3: sec¡iunile (sta¡iile) de supraveghere a calitå¡ii apelor;

− nivelul 2: laboratoarele teritoriale ale autoritå¡ii de gospodårire a apelor;

− nivelul 1: unitå¡i teritoriale ale autoritå¡ii de gospodårire a apelor cu rol de coordonare ¿i sintezå, pe unul sau mai multe bazine hidrografice;

− nivelul 0: autoritatea centralå de gospodårire a apelor.

Activitatea de monitoring se desfå¿oarå în cadrul a douå tipuri de flux informa¡ional, lent ¿i rapid, fiecare cu structura ¿i obiectivele lui specifice dar având la bazå aceea¿i organizare informaticå.

338

10.3.2. ETAPE CE INTERVIN ÎN FUNDAMENTAREA

STRUCTURII UNEI REºELE DIN CADRUL SNSCA

Dupå cum s-a precizat obiectivele urmårite prin SNSCA se referå la: (1) cunoa¿terea calitå¡ii apei la un moment dat ¿i a tendin¡ei de evolu¡ie (monitoring de trend), (2) evaluarea fluxurilor de tranzitare a debitelor masice asociate poluan¡ilor (încårcåri) la nivel regional ¿i na¡ional (inclusiv transfrontierå, monitoring de flux), (3) caracterizarea modului de încadrare al apelor în criterii ¿i obiective de calitate (monitoring de conformare) ¿i (4) alarmarea în cazul detectårii unor poluåri accidentale, obiective similare cu cele avute în vedere pe plan interna¡ional. Concentra¡iile ( ) ¿i debitele ( ), figura 10.16, permit stabilirea func¡iilor

spa¡io-temporale = f (t, d) ¿i a prognozårii acestora P = f (t, d), x reprezintå

concentra¡ia, t ¿i d constituind timpul, respectiv distan¡a.

ic iQ

ix ix

În final se pot caracteriza func¡iile de corela¡ie = f ( ) între debit ¿i

concentra¡ie, evolu¡ia spa¡io-temporalå a încårcårilor cât ¿i alte informa¡ii

relevante pentru bazinul hidrografic considerat.

ic iQ

ic iQ

Pornind de la aceste obiective cu caracter general, urmeazå a se adopta strategia de amplasare a sta¡iilor (punctelor) de monitoring ¡inându-se cont de: distribu¡ia surselor de impurificare ¿i a folosin¡elor, existen¡a de posturi hidro, condi¡ii tehnice (fig. 10.17). În baza acestei faze rezultå sec¡iunile de ordinul I ¿i respectiv II, cât ¿i fluxurile specifice ce urmeazå a fi asigurate prin fiecare sta¡ie (flux lent/flux rapid). Natura surselor de impurificare cât ¿i caracteristicile specifice tronsonului supravegeat conduc la aprecierea preliminarå a parametrilor semnificativi ( )

pentru activitatea de protec¡ie, concentra¡iile acestora ¿i posibilele ecarturi

de oscila¡ie ( ).

ix

ii xC

iN În baza studiilor hidrochimice de teren ¿i a måsuråtorilor de laborator se definitiveazå lista de indicatori, cât ¿i posibilitå¡ile de analizå automatå (A) ¿i

respectiv de laborator (L).

Dacå re¡eaua urmeazå a fi dotatå cu sta¡ii automate sunt necesare ¿i studii specifice de teletransmisie dupå care, pentru o perioadå de circa trei luni este experimentatå la nivel de model pentru definitivare din punct de vedere tehnic ¿i al costurilor.

339

Alarmare propagare Supraveghere continuå Conformare poluåri accidentale efluen¡i uza¡i.Surse norme pe cursuri de ape impurificare Prevenire pagube Prevenire pagube acc. Prognozå Tym pred. propagare undå poluare Frepet ym

Qi; Ci disponib. Cunoa¿terea mai Fundamentare preciså a calitå¡ii investi¡ii p.c.a. xi = f(t,d) dinamicå resurselor de apå ¿i tendin¡e de Pxi = f(t,d) prognozå evolu¡ie Diminuare costuri Diminuare costuri tratare Perfec¡ionarea Set Controlul calitå¡ii - pisciculturå activitå¡ii de relevant de apei la captare -iriga¡ii analize date de diferite folosin¡e -alimentåri popula¡ie -industrie Cre¿tere pondere analize in situ evit. transp. ¿i påstrare probe INFORMAºII -Ci = f(Qi) b. masic -ciQi = f(t,d)

-încadrare “ C” -prognozå Ci=f(t)Qidif. -caracterizare procese fizice, dinamice ¿i echilibre -caracterizare factori fizico- chimici de echilibru

Fig. 10.16. Principalele obiective pentru SNSCA.

340

Stabilire obiective re¡ea SNSCA la nivel de b.h. hidrografic Distribu¡ie Adoptare strategie Distribu¡ie folosin¡e amplasare sta¡ii surse impurificare Criterii ordin tehnic Sec¡iuni p. hidro Stabilire sec¡iuni Sec¡iuni ordinul I de monitoring din cadrul SNSCA reprezentative • flux lent • flux rapid Ni

xi Apreciere preliminarå Ci

xi

parametri semnificativi xi

Stabilire propagare St. sta¡ii automate undå;timp recoltare hidrochimic fund. sec¡. ΣXi

semnif.

Alegere variantå St. Alegere variantå stocare date teletransmisie transmisie date STE sist. Monitoring existente sau realizabile Fiabilitate sistem Model Condi¡ii utilizare experimental calibrare sistem

Fig. 10.17. Principalele etape care intervin la realizarea unei re¡ele din cadrul SNSCA.

341

10.3.3. FUNCºIUNI CHEIE URMÅRITE LA O REºEA

DE SUPRAVEGHERE BAZINALÅ

Se disting cinci tipuri principale de func¡iuni urmårite la nivelul unei re¡ele de supraveghere a calitå¡ii apelor de suprafa¡å curgåtoare:

10.3.3.1. Func¡iuni specifice la nivel de sta¡ie. Acestea se referå în principal la: (1) varia¡ii temporale, (2) corela¡ii interparametrice, (3) încadrarea în limite de calitate.

Func¡ie Relevan¡å Cod func¡ie

( )tfxi = = varia¡ia temporalå a concentra¡iei; (10.1)

( )di tfR = = varia¡ia temporalå a amplitudinii; (10.2)

( )di tfN = = varia¡ia temporalå a frecven¡ei; (10.3)

( )dmaxVx tfT = = varia¡ia temporalå a perioadelor predominante

din punctele de vedere al valorilor extreme; (10.4) ( ) d,tii yfx = = corela¡ii interparametrice; (10.5)

( ) d,tii Qfx = = corela¡ii cu debitul; (10.6)

( )dimax tfL/Y = = varia¡ia temporalå a depå¿irilor unor limite

prestabilite; (10.7) ( ) ( )∑ == di tfL/xA = varia¡ia temporalå a indicelui global de calitate;

( )dii tfQC = = varia¡ia temporalå a debitelor masice asociate; (10.8)

unde: reprezintå timpul; t - distribu¡ia; d - concentra¡ia în indicatorul x; ix - concentra¡ia determinatå la indicatorul y; iy - amplitudinea de varia¡ia (într-o primå aproxima¡ie iR

reprezentând raportul dintre valoarea maximå ¿i cea minimå înregistratå pe o perioadå prestabilitå de timp);

iN - frecven¡a de varia¡ie (într-o primå aporxima¡ie numårul

total de valori ce depå¿esc cu +25% valoarea medie);

- perioada predominantå de timp (zilnic, såptåmânal, lunar) maxVxT

când se înregistreazå valori extreme (maxime ¿i minime); - debitul apei la momentul recoltårii probei; iQ - limita de concentra¡ie stipulatå în iL

criterii/ norme/ standarde/ autoriza¡ii de calitate; - numår de determinåri. N

342

10.3.3.2. Func¡iuni specifice la nivel de re¡ea. Acestea sunt similare celor redate anterior cu deosebirea cå se considerå dinamica spa¡ialå, t reprezintå timpul de parcurgere al undei de apå.

Func¡ie Relevan¡å Cod func¡ie

( )ti dfx = = - varia¡ia spa¡ialå a concentra¡iei; (10.10)

( )ti dfR = = - varia¡ia spa¡ialå a amplitudinii; (10.11)

( )ti dfN = = varia¡ia temporalå a frecven¡ei; (10.12)

( )tmaxVx dfT = =

varia¡ia temporalå a perioadelor predominante din punctele de vedere al valorilor extreme; (10.13)

( )timax dfL/Y = =

varia¡ia spa¡ialå a încadrårii sau depå¿irii de limite prestabilite; (10.14)

( )tii dfQx = = dinamica spa¡ialå a încårcårilor; (10.15)

( ) (∑ )== ti dfL/xA =

dinamica spa¡ialå a indicelui de calitate Globalå. (10.16)

10.3.3.3. Varia¡ia spa¡io-temporalå a ponderii surselor difuze de poluare.

psds PP ,, 100 −= . (10.17)

10012/

3/

12

1

3

1, ⋅=

∑

∑

ii

mi

mi

psQC

QCP , (10.18)

unde:

reprezintå ponderea anualå a surselor difuze globale d,sP pentru indicatorul considerat; - ponderea anualå a surselor punctiforme globale p,sP pentru indicatorul considerat;

- suma celor mai mici valori ale concentra¡iei ∑3

13/m

imi QC

¿i debite înregistrate într-un an;

- suma tuturor valorilor de debite masice asociate ∑12

112/iiQC

înregistrate pe an ¿i raportate lunar.

343

10.3.3.4. Func¡iuni de corelare cauzå/efecte . Acestea se referå la analizele matriciale de caracterizare a interdependen¡elor dintre poluan¡i prioritari (P.P), grupe ¡intå generatoare de poluare (TG), probleme ale solului acvatic (ET) ¿i func¡iuni ale mediului hidric (EF) la nivel local/zonal/regional, pentru o perioadå de timp:

PP = f (TG) (10.21)

ET = f (PP) (10.20)

EF = f (PP) (10.21)

EF = f (TG) (10.22)

EF = f (ET) (10.23)

EF = f (TG) (10.24)

De men¡ionat cå pentru obiective legate de alarmarea unor poluåri accidentale, caracterizarea poluantului, concentra¡iei, prognoza vitezei de propagare (timpului de ajungere la o sec¡iune consideratå) ¿i a magnitudinii de poluare spa¡io-temporalå, din cele 24 de func¡iuni descrise mai sus numai 9 sunt relevante, respectiv: (10.1), (10.2), (10.4), (10.6), (10.9), (10.10), (10.15), (10.21) ¿i (10.24). Figura 10.18 prezintå sinoptic ansamblul de func¡iuni cheie urmåri¡i la o re¡ea de monitoring bazinal.

10.3.4. ORGANIZAREA MONITORINGULUI CALITźII APELOR

CURGÅTOARE DE SUPRAFAºÅ ÎN FLUX INFORMAºIONAL LENT

ºinând cont cå apele de suprafa¡å curgåtoare reprezintå vectorul cel mai rapid de propagare al poluårii subsistemul aferent se caracterizeazå prin urmåtoarele elemente:

10.3.4.1. Structura subsistemului. Pe baza unui studiu al gradului de semnifica¡ie al diferen¡ierilor între grupårile de date de calitate a apei, s-a estimat cå numårul minim optim de sec¡iuni, pe cursurile de apå de suprafa¡å din România este de circa 300, aceastå concluzie stând la baza realizårii unei re¡ele na¡ionale alcåtuite din peste 310 de sec¡iuni denumite sec¡iuni de ordinul I, alese în raport cu criteriile prezentate la paragraful 10.3.4.2. În afarå de sec¡iunile principale stabilite pentru monitoringul calitå¡ii apelor curgåtoare de suprafa¡å la nivel na¡ional, au fost considerate ¿i alte sec¡iuni, numite sec¡iuni de ordinul II, amplasate, de regulå, pe cursuri de apå de importan¡å minorå, dar solicitate de anumite interese regionale sau locale.

344

Fig. 10.18. Func¡iuni cheie urmårite la o re¡ea de supraveghere bazinalå.

345

10.3.4.2. Criterii de adoptare a sec¡iunilor de ordinul I. Pentru a fi semnificative, sec¡iunile de ordinul I, care constituie nodurile re¡elei spa¡iale a subsistemului de supraveghere a calitå¡ii apelor curgåtoare de suprafa¡å, trebuie så fie amplasate pe cele mai importante râuri, în punctele (zonele) în care se deceleazå schimbåri calitative ale calitå¡ii apei. Ca atare, la alegerea sec¡iunilor de ordinul I s-au avut în vedere urmåtoarele criterii:

1. importan¡a cursului de apå, la scarå na¡ionalå, în func¡ie de mårimea lui (debit, lungime), de folosin¡ele dominante etc.;

2. gradul de reprezentativitate referitor la eviden¡ierea zonårilor semnificative de calitate pe cursul de apå;

3. gradul de omogenizare al apei;

4. posibilitatea de måsurare (estimare) a debitelor asociate determinårilor calitative (produse în momentul recoltårii probelor de apå);

5. prevederea unor sec¡iuni de supraveghere amonte de captårile principale de apå;

6. prevederea unor sec¡iuni de monitorizare în aval de principalele evacuåri de ape uzate;

7. prevederea unor sec¡iuni de intrare, respectiv ie¿ire pentru o anumitå arie;

8. existen¡a unor condi¡ii corespunzåtoare de acces ¿i de lucru.

În afarå de aceste criterii, trebuie så se ¡inå seama de necesitate de a dispune de informa¡ii asupra calitå¡ii apei neinfluen¡ate de activitå¡ile umane, monitoring de fond. Rezultå cå, pentru a se putea evalua calitatea apei în lungul unui râu, trebuie så existe minimum douå sec¡iuni de monitoring: una în amonte sau la intrarea în ¡arå, sec¡iune martor, ¿i cealaltå în aval, aproape de vårsarea în râul de ordin superior sau la ie¿irea din ¡arå. Pentru apele transfrontierå care formeazå grani¡a dintre România ¿i ¡ara vecinå s-au adoptat douå sec¡iuni: cea de intrare ¿i respectiv cea de ie¿ire de pe tronsonul comun. Astfel în programul Declara¡iei de la Bucure¿ti, pentru tronsonul comun româno-bulgar sunt prevåzute sec¡iunile Pristol/Novoselo ¿i respectiv Chiciu/Silistra.

10.3.5. ORGANIZAREA MONITORINGULUI CALITźII APELOR

DE SUPRAFAºÅ CURGÅTOARE ÎN FLUX INFORMAºIONAL RAPID

Într-o primå etapå, ¡inând seama de prioritå¡i ¿i de posibilitå¡i de ac¡ionare, fluxul informa¡ional rapid a fost organizat pentru susbsistemul ape curgåtoare de suprafa¡å.

346

10.3.5.1. Structura sistemului. În raport cu necesitå¡ile impuse de func¡io-narea dispeceratului apelor ¿i fa¡å de posibilitå¡ilor tehnico-materiale existente, fluxul informa¡ional rapid a fost conceput pentru ob¡inerea ¿i transmiterea zilnicå a unor informa¡ii concise privind calitatea apei curgåtoare de suprafa¡å. Una dintre condi¡iile esen¡iale care a trebuit så fie avutå în vedere se referå la amplasarea sec¡iunilor de supraveghere la o distan¡å convenabilå fa¡å de laboratoarele de hidrochimie abilitate, care så permitå transportul probelor de apå ¿i efectuarea analizelor în prima jumåtate a aceleia¿i zile, când trebuie transmise ¿i rezultatele ob¡inute.

Astfel s-a pus la punct un sistem mixt bazat pe o structurå spa¡ialå alcåtuitå din trei tipuri de elemente:

− sec¡iuni de supraveghere amplasate în zona ora¿elor (municipiilor) re¿edin¡å de jude¡, administrate de unitå¡ile teritoriale ale autoritå¡ilor în domeniul apelor;

− sec¡iuni de supraveghere dotate cu sta¡ii de control automat al calitå¡ii apei, administrate, de asemenea, de unitå¡ile teritoriale care gospodåresc apa;

− sec¡iuni de supraveghere amplasate în zona unor folosin¡e (utilizatori) de apå, administrate de beneficiarii respectivi.

S-a ajuns astfel, ca re¡eaua fluxului informa¡ional rapid så includå circa 60 sec¡iuni de supraveghere a calitå¡ii apei.

10.3.5.2. Ob¡inerea ¿i circula¡ia informa¡iilor. În cazul fluxului rapid, informa¡iile privind calitatea apelor sunt date valorice rezultate din analiza fizico-chimicå a probelor de apå recoltate în sec¡iunile de supraveghere ale re¡elei specifice, urmårindu-se un numår relativ restrâns de indicatori reprezentativi, care pot fi determina¡i în maximum 2-3 ore, deci în aceea¿i zi (H,

oxigen dizolvat, reziduu fix, cloruri, CCO-Mn, , , , fenoli,

cianuri).

+4NH −

3NO −2NO

Pentru a fi interpretate corect, concentra¡iile indicatorilor de calitate trebuie înso¡ite ¿i de valoarea debitului asociat care se måsoarå în sec¡iunea de monitoring, în momentul recoltårii. Valorile ob¡inute se comunicå, în aceea¿i zi, unitå¡ii care coordoneazå activitatea de gospodårire a apelor pe bazin sau grup de bazine, în vederea întocmirii unui buletin centralizator cu datele pentru toate sec¡iunile aferente.

10.3.6. CARACTERIZAREA CALITźII

APELOR DE SUPRAFAºÅ CURGÅTOARE

Unul din principalele scopuri urmårite prin prelucrarea datelor analitice primare constå în stabilirea unor valori globale, de sintezå, pentru caracterizarea

347

calitå¡ii apelor într-o anumitå perioadå, pe sec¡iuni ¿i pe ansamblul sistemului, râu, bazin, ¡arå. Caracterizarea globalå sau de sintezå a calitå¡ii apei, care se ob¡ine deci prin prelucrarea sirului de valori momentane (concentra¡ii ale constituien¡ilor) måsurate în campanii periodice ¿i care constituie, totodatå, corolarul activitå¡ii de cunoa¿tere a calitå¡ii apelor, se realizeazå diferen¡iat, în func¡ie de categoria constituien¡ilor consideratå.

10.3.6.1. Caracterizarea calitå¡ii apelor dupå proprietå¡ile fizico-chimice.

Datele analitice primare de calitate a apei pot fi considerate un e¿antion derivat, prin selec¡ie aleatoare, dintr-o popula¡ie originarå cu o distribu¡ie normalå a frecven¡elor (de regulå). Ca atare, cel mai simplu procedeu de sintetizare a informa¡iilor furnizate de aceste date ar consta în estimarea mediei aritmetice a valorilor måsurate într-o perioadå de timp datå, pentru fiecare indicator de calitate ¿i, bineîn¡eles, în fiecare sec¡iune de supraveghere. Aceastå modalitate, pentru a conduce la rezultate cât mai corecte, presupune existen¡a unui volum foarte mare de date, ob¡inut prin campanii cu frecven¡å de desfå¿urare foarte ridicate (ca de exemplu, zilnice). Dar având în vedere, pe de o parte dificultatea realizårii unui astfel de program în condi¡ii obi¿nuite de desfå¿urare a cunoa¿terii calita¡ii apelor, iar pe de altå parte, dependen¡a calitå¡ii fa¡å de regimul hidrologic al râului, prelucrarea datelor primare trebuie astfel dirijatå, încât exprimarea calitå¡ii într-o sec¡iune de monitoring så fie raportatå la acest element. Problema poate fi rezolvatå estimând, fie media ponderatå cu debitul, fie concentra¡ia echivalentå la debitul etalon sau de referin¡å, pe baza curbei de ajustare a varia¡iei constituientului în func¡ie de debit. Media ponderatå cu debitul poate fi echivalatå cu concentra¡ia care se ob¡ine ca rezultat al dilu¡iei ¿i amestecului unor concentra¡ii momentane, în timpul perioadei considerate; deci, poate fi admiså ca valoare de sintezå ¿i se calculeazå cu ajutorul rela¡iei (10.1).

( )

( )∑

∑=

ni

nii

Q

QCc

1

1 , (10.1)

unde:

iC este concentra¡ia momentanå a constituientului considerat;

- debitul asociat concentra¡iei momentane. iQ

348

Concentra¡ia echivalentå la debitul de referin¡å este o mårime conven¡ionalå care poate estima valoarea de sintezå a concentra¡iilor unui indicator de calitate, pe o anumitå perioadå de timp ¿i se ob¡ine cu ajutorul rela¡iei care exprimå curba de ajustare a datelor experimentale. Se pune, deci, problema gåsirii exprimårilor matematice ale corela¡iilor dintre debit ¿i un parametru de calitate, folosind modelarea statisticå. Pentru caracterizarea calitå¡ii apei într-o perioadå de un an ¿i în vederea asigurårii comparabilitå¡ii datelor de la un an la altul, apare re¡ional så se considere ca debit etalon (de referin¡å), debitul mediu multianual. În func¡ie de scopul urmårit, debitul de referin¡å poate fi un debit cu o anumitå asigurare, de exemplu debit de dilu¡ie. În cazul decelårii corela¡iei între un constituient ¿i debit, prin anumite transformåri ¿i substituiri se poate realiza o conversie a datelor primare în vederea ajustårii punctelor experimentale transformate cu o dreaptå. Cele mai frecvente tipuri de curbå care exprimå varia¡ia c = f (Q) sunt urmåtoarele:

Q/bac += ; (10.2)

bQac ⋅′= ; (10.3)

bQQac ⋅′= . (10.4)

Oricare din aceste trei ecua¡ii poate fi transformatå în ecua¡ia unei drepte, deci de forma y = a + bx. Calculul concentra¡iei echivalente se efectueazå atât pentru caracterizarea calitå¡ii apelor într-o anumitå perioadå, cât ¿i pentru prezicerea unor valori care trebuie luate în considerare la tratarea problemelor specifice ale gospodåririi calitå¡ii apelor (ca de exemplu la elaborarea planurilor de protec¡ia calitå¡ii apelor sau a obiectivelor de calitate). Adoptarea unuia din cele douå procedee pentru aprecierea valorii de sintezå a unui indicator fizico-chimic trebuie fåcutå în func¡ie de raportul dintre avantajele ¿i dezavantajele fiecåruia, astfel încât så se ob¡inå o solu¡ionare optimå privind caracterizarea calitå¡ii apei. Astfel, media ponderatå cu debitul reprezintå o estimare destul de convenabilå a valorii de sintezå a unui constituient de calitate, pe o anumitå perioadå, apropiatå de situa¡ia medie care se înregistreazå în acel interval de timp. De¿i procedeul tinde så elimine influen¡a regimului hidrologic, valoarea rezultatå påstreazå, totu¿i, o oarecare dependen¡å fa¡å de debitele asociate (din campaniile de recoltare a probelor de apå) ¿i, ca atare, în cazul unor diferen¡ieri

349

mari din punct de vedere hidrologic, între perioade succesive, se pot produce unele distorsionåri la compararea situa¡iilor respective. Referitor la concentra¡ia echivalentå la debitul de referin¡å se eviden¡iazå o mai mare rigurozitate la eliminarea influen¡ei regimului hidrologic al râului ¿i, totodatå, se poate ob¡ine o valoare de sintezå raportatå la acela¿i debit de referin¡å, deci cu un grad ridicat de comparabilitate de la o perioadå la alta. Procedura este aplicabilå cu bune rezultate în special în cazul constituien¡ilor conservativi, ca de exemplu reziduul fix, clorurile, sulfa¡ii etc. ¿i pentru debite de referin¡å incluse în (sau nu prea depårtate de) domeniul debitelor asociate (efectiv måsurate). În cazul constituien¡ilor neconservativi, precum ¿i la debite de referin¡å care se abat mult de la domeniul debitelor asociate, procedura studiului statistic al curbelor de ajustare poate conduce la rezultate eronate. Deci, aceastå metodå trebuie aplicatå cu mult discernåmânt ¿i este recomandabilå, mai ales pentru rezolvarea unor dimensionåri la proiectarea lucrårilor de gospodårire a calitå¡ii apelor. Având în vedere cele rel atât e mai sus, determinarea concentra¡iilor caracteristice ale indicatorilor de calitate fizico-chimici, pentru redactarea sintezelor anuale privind calitatea apelor de suprafa¡å curgåtoare se face prin calculul mediei ponderate cu debitul. Concentra¡ia echivalentå la debitul de referin¡å mai poate fi estimatå folosind ¿i rela¡ia:

mmi Q/QCC = , (10.5)

unde:

este media concentra¡iilor; mC mQ - media debitelor momentane;

- debitul mediu multianual. mQ

Caracterizarea calitå¡ii apei se poate face ¡inându-se cont de urmåtoarele situa¡ii:

a) situa¡ia cea mai nefavorabilå, chiar dacå se referå la un singur indicator, cu o frecven¡å relativ scåzutå (20%);

b) frecven¡a de apari¡ie a unor valori, pe clase de indicatori;

c) considerarea efectului ponderat al tuturor constituien¡ilor.

Ultima alternativå este folositå ¿i la elaborarea sintezei calitå¡ii apelor din România, fiind un procedeu global de eveluare, care reflectå mai judicios ¿i mai corect starea de sånåtate a apei. Se utilizeazå în acest sens un parametru adimensional dat de raportul dintre concentra¡ia efectiv determinatå ¿i valoarea limitå prevåzutå (admisibilå) pentru o anumitå categorie de calitate.

350

Pentru ca valoarea unui indicator de calitate så se înscrie într-o anumitå cât egorie de calitate, mårimea adimensionalå L/CA m= (unde reprezintå

valoarea determinatå prin måsuråtori, iar L, valoarea limitå admisibilå) trebuie så fie cel mult egalå cu 1: A

mC

< 1. Dacå aceastå condi¡ie nu este îndeplinitå, se trece la verificarea urmåtoarei categorii de calitate, înlocuind termenul de la numitor cu valoarea corespunzåtoare ¿.a.m.d. Extinså la un ansamblu de parametri, condi¡ia de încadrare într-o categorie de calitate se ob¡ine luând în considerare efectul mediu al tuturor elementelor, conform rela¡iei:

(∑=

=≤n

iiA

nAA

1

1;1 ) . (10.6)

Ca ¿i în cazul unui singur indicator, condi¡ia se aplicå pânå la îndeplinirea ei în raport cu o categorie de calitate. Dacå în nici una din categoriile de calitate normate inegalitatea nu este satisfåcutå, se considerå cå apa este degradatå calitativ. Încadrarea sec¡iunii de supraveghere într-o categorie de calitate, respectiv caracterizarea calitå¡ii apei în acea sec¡iune se face, pornind de la ansamblul tuturor constituien¡ilor, urmatå pe grupe de indicatori pânå la component indiviual. Procedeul este înså mai limitat în cazul când proprietå¡ile toxice sunt amplificate de efectele sinergice cauzate de prezen¡a simultanå a mai multor poluan¡i. În ceea ce prive¿te frecven¡a de apari¡ie a unor concentra¡ii, pentru caracterizarea calitå¡ii apei se aplicå aceea¿i procedurå, cu considerarea unor valori cu anumite grade de asigurare. Astfel, de exemplu, dacå 70% din totalul valorilor de sintezå ale indicatorilor sunt în limitele unei categorii de calitate, se poate admite cå sec¡iunea se încadreazå în acea categorie cu condi¡ia, înså, ca 90% din valori så se afle în limitele cât egoriei imediat inferioare. Rangul I al unei valori de o anumitå asigurare, într-un ¿ir ordonat descrescåtor poate fi calculat cu rela¡ia:

( )[ ] 3,0100/4,0 ++= npI . (10.7)

unde p este asigurarea (%), iar n volumul total de date. De la calculul numårului total de sec¡iuni care se încadreazå într-o anumitå claså de calitate (STAS 4706/88) se calculeazå lungimile de tronsoane cu aceea¿i calitate ¿i se cumuleazå la nivel de bazin hidrografic ¿i respectiv de ¡arå.

351

10.3.6.2. Caracterizarea calitå¡ii apelor din punct de vedere biologic. Interpretarea caracteristicilor biocenotice eviden¡iate prin analizele efectuate pe un curs de apå, permit, în final, ob¡inerea unor aprecieri privind calitatea apei, pe baza indicelui de saprobitate care definind capacitatea organismelor de a vie¡ui într-un mediu bogat în substan¡e organice biodegradabile, include ¿i no¡iunea de poluare a apei. Procedura este înså mai pu¡in relevantå în situa¡ia unor micropoluan¡i de tipul metalelor grele ¿i/sau a pesticidelor când se apeleazå la al¡i indicatori ca: bioindici, metoda de determinare a stårii de curå¡enie relativå sau metoda deficitului de specii. Pentru bazine hidrografice dotate cu lucråri hidrotehnice (acumulåri) relevant este indicele de biodiversitate calculat din rela¡ia:

( )2

1∑=

−=s

iiPID , (10.7)

unde:

D reprezintå indicele de biodiversitate;

iP - propor¡ia în care respectiva specie I este prezentå

în biocenozå; s - numårul de specii.

Pe aceastå cale se eviden¡iazå nu numai influen¡a surselor de poluare dar ¿i a construc¡iilor hidrotehnice cu efecte negative asupra structurii cantitative ¿i calitative a comunitå¡ii biologice (tab. 10.4).

Tabelul 10.4

Valorile densitå¡ii numerice, biomasei ¿i indicelui de biodiversitate ale fitoplanctonului – râu Olt

Sec¡iunea Densitate/sec¡iune/ organisme/l

Biomasa/sec¡iune

mg/l

Indice de biodiversitate

Amonte flota¡ie Bålan 27.000 0,098 0,946

Aval flota¡ie Bålan 38.000 0,101 0,863

Amonte confluen¡å Bårsca, Ghimbocel, Vulcåni¡a

753.000

5632

0,912

Aval confluen¡å Bårsca, Ghimbocel, Vulcåni¡a

252.000 0,93 0,794

Amonte confluen¡å Homorod

592.000 3358 0,926

Aval confluen¡å Homorod

1.058.000 5375 0,870

352

De men¡ionat cå monitoringul biologic conferå date de ansamblu privind efectul de lungå duratå al prezen¡ei unor poluan¡i în apå, pe un tronson considerat, la ecosistemele acvatice, fårå a se putea identifica pe aceastå cale cauzele generatoare ale unor eventuale perturbåri. Sunt necesare în acest sens måsuråtori fizico-chimice care dupå coroborare cu cele biologice pot permite ob¡inerea de informa¡ii legate de calitatea apei ¿i cauzele (natura poluan¡ilor) generatoare de poluare, cu observa¡ia cå acestea se referå la infleun¡e relativ constante (nu ¿ocuri) ¿i de lungå duratå (nu poluåri accidentale). Eviden¡ierea de compu¿i persietn¡i implicå determinåri asupra bioacumulårii acestora în mediul acvatic (biotop/biocenoze) fårå a se confunda aceste proprietå¡i cu cele legate de toxicitate directå.

10.3.6.3. Caracterizarea calitå¡ii apei din punct de vedere bacteriologic. Determinarea indicatorilor bacteriologici generali se face în scopul eviden¡ierii stårii igienice globale a apei ¿i avertizårii asupra posibilei prezen¡e a unei infectåri bacteriene cu germeni patogeni, virusuri patogene, ouå de parazi¡i etc. Pentru caracterizarea bacteriologicå a calitå¡ii apei se utilizeazå metoda numårului probabil, ob¡inut pe baza unor tabele furnizate de literatura de specialitate ¿i apoi se calculeazå media aritmeticå a rezultatelor par¡iale din campaniile desfå¿urate în perioada analizatå.

353

Car¡i editate în seria

INGINERIA RESURSELOR DE APÅ

Aurelia BUCUR ELEMENTE DE CHIMIA APEI

Aurel VARDUCA MONITORINGUL INTEGRAT AL CALITźII APELOR ISBN : 973-98954-1-7