Tehnici Moderne de Depoluare a Solului

MEMORIU TEHNIC

Solul este stratul de la suprafaţa pământului, afânat, moale, friabil, care împreună cu atmosfera constituie mediul de viaţă al plantelor.

Solul s-a format din roci, sub influenţa factorilor pedogenetici: clima, microorganisme, vegetaţie, relief. Transformările rocilor în timp au fost profunde, astfel încat solul apare ca un corp natural, distinct, deosebit de roca mamă. Durata de generare este mare, astfel încat pentru a se forma pe cale naturala 3 cm de sol sunt necesari 300-1000 de ani, iar pentru 20 cm de sol, 7000 de ani.

Compoziţia solului este dată de: substanţe minerale rezultate din degradarea şi alterarea rocilor şi mineralelor, ca de exemplu: SiO2, FeOx, CaCO3, CaSO4; substanţe organice specifice, produse prin transformarea chimică a resturilor vegetale. De exemplu: acizi humici, celuloza, hemiceluloza, aldehide, alcooli, fenoli, grăsimi, aminoacizi, albumine. Resturile vegetale şi animale se descompun sub influenţa microflorei şi microfaunei existente în sol, în compuşi simpli (CO2, H2O, NH3), din care microorganismele sintetizează compuşi organici. Compoziţia solului recoltat de pe 1 ha (aproximativ 100 t) este următoarea : rădăcini 2-6 %, microorganisme 1-2 %, substanţe minerale 8-12 % , substanţe organice 80-85 % .

Solul conţine un ansamblu complex de micro şi macroorganisme, aflate într-un echilibru biologic, care acţionează asupra compuşilor. Astfel, macrofauna aerează solul, îl structurează, îi îmbunătăţeşte fertilitatea. Microorganismele (bacterii, alge verzi) transformă compuşii carbonului în CO2 şi CH4, amoniu în nitraţi, sau azot, iar alte microorganisme fixează azotul atmosferic. Ciupercile ajută absorbţia apei şi a microelementelor în rădăcini. Tot microorganismele descompun unele substanţe poluante, inclusiv pesticidele şi fertilizanţii, dar nu în totalitate.

Solurile sunt supuse unor procese continue de degradare şi alterare. Degradarea reprezintă procesul de mărunţire şi dispersare al rocilor şi mineralelor în fragmente mai mici, sub influenţa temperaturii, apei, vântului, gravitaţiei şi vieţuitoarelor. Procesul este irevesibil.

Alterarea reprezintă totalitatea proceselor chimice la care sunt supuse rocile şi mineralele sub acţiunea apei, acizilor minerali sau organici şi ai sărurilor. Degradarea şi alterarea acţionează simultan.

În prezent, şi în România, gospodărirea şi asigurarea unor condiţii de calitate bună a solurilor, a devenit o problemă majoră în contextul alinierii ţării noastre la standardele şi cerinţele impuse pe plan mondial în ceea ce priveşte protecţia mediului şi a resurselor naturale.

De asemenea, poluarea solului cu produse petroliere, face parte dintre cele mai evidente probleme de mediu cu care se confruntă România în ultimii ani, având în vedere ritmul tot mai accelerat şi intensiv de folosire a acestor substanţe (specific ţărilor în curs de dezvoltare) pentru satisfacerea nevoilor de energie. Se observă că atât în România cât şi în lume în fiecare an se raportează o multitudine de deversări accidentale sau deliberate de produse petroliere pe sol sau în ape, ceea ce cauzează probleme economice, sociale şi de mediu.

Asigurarea protecţiei calităţii solurilor, ca mijloc de creştere a resurselor de sol, cât şi pentru protecţia mediului înconjurător, prevede printre altele utilizarea unor procedee şi tehnologii de depoluare menite să neutralizeze sau să blocheze fluxul de poluanţi şi care să asigure eficienţa dorită şi aplicarea legislaţiei privind protecţia calităţii solului.

Figura 1. Factorii ce definesc calitatea solului

Metodele convenţionale de depoluare a solurilor contaminate cu produse petroliere se aplică cu succes la scară internaţională, însă majoritatea acestora prezintă următoarele inconveniente: generarea unor efluenţi lichizi sau gazoşi ce necesită o tratare/depozitare suplimentară, perioade mari de operare, dificultăţi de monitorizare şi control, costuri ridicate de capital şi operare. Dezavantajele menţionate, corespunzătoare tehnologiilor respective, conduc la limitarea sau chiar imposibilitatea aplicării acestor tehnici de depoluare la nivel naţional, în condiţiile economice actuale ale României.

Pe plan mondial se observă tendinţa de dezvoltare a unor metode simple, rapide, ieftine şi eficiente, care să asigure prin aplicarea lor în-situ blocarea migrării poluanţilor din zona deversării de produs petrolier în subteran sau alte zone învecinate, distrugerea poluanţilor şi refacerea cadrului natural. Cercetările realizate de Choi H. şi Cloud R.M. /1992/, Schatsberg P. /1971/, subliniază faptul că metoda folosirii sorbenţilor în cazul unor scurgeri de produse petroliere este foarte eficientă şi nu prezintă riscuri pentru mediu. Materialele sorbente fiind folosite ca materiale de prevenire a propagării şi dispersiei contaminanţilor.

Conform organizaţiei American Society for Testing and Materials (ASTM), materialele sorbente existente pe piaţă se pot clasifica după mai multe criterii: natura lor (natural organice, natural anorganice, sintetice), aspectul fizic (tip I – absorbanţi sub formă de pernuţe, pături; tip II – absorbanţii neţesuţi, polidisperşi; tip III – bariere din materiale absorbante învelite în diferite texturi; tip IV: reţele cu o impedanţă scăzută a migrării fluidelor), modul de aplicare (L-W: sorbenţi recomandaţi pentru absorbţia lichidelor de pe soluri şi apă, L: sorbenţi recomandaţi pentru absorbţia lichidelor de pe soluri, W: sorbenţi recomandaţi pentru absorbţia poluanţilor de pe apă, I-S: sorbenţi recomandaţi pentru absorbţia lichidelor din zonele industriale – substanţe chimice agresive), etc. Studiile făcute de Johnson R.F./1973/, Choi H. /1992/ şi alţii, arată superioritatea sorbenţilor naturali organici faţă de cei sintetici în aplicarea lor pentru depoluarea solurilor, având în vedere capacitatea lor de biodegradare. Dr.Ali Ghalambor /1995/ University of Southwestern Louisiana, arată că sorbenţii naturali dacă sunt folosiţi într-un mod corespunzător, pot fi mult mai eficienţi decât sorbenţii sintetici.