Știința mediului

Capitolul I

Obiectivul chimiei apei

1.1. Generalităţi

Apa reprezintă cel mai important factor de mediu, fără de care nu există viaţă pe Terra. Apa în acelaşi timp este şi mediu de viaţă şi o componentă a tuturor vieţuitoarelor şi o componentă indispensabilă susţinerii vieţii, este mediul în care cu milioane de ani în urmă a apărut viaţa.

Cel mai grandios proces natural, ce are ca sursă de energie Soarele, reprezintă circuitul apei în natură – o uriaşă roată hidraulică a Terrei cu rigurosul său ciclu anual şi cu consecinţa acestuia – reglarea climei.

Din cele mai vechi timpuri dar mai ales în ultimul secol omenirea a avut dreptul să utilizeze liber apa, ca pe un dar care vine din cer. Acest timp a trecut, deoarece ecosistemele ne spun clar şi răspicat acest lucru.

Utilizarea raţională a apei în perspectiva unei dezvoltări durabile la nivel planetar în general şi la nivel local în particular este o datorie a societăţii umane. În vederea protejării resurselor de apă, la nivel european au fost elaborate peste 70 de reglementări şi directive, la care a aderat şi România.

Dezvoltarea societăţii umane a dus la apariţia unui număr tot mai mare de tehnologii şi produse chimice, necesare menţinerii şi ridicării nivelului de trai, fenomene care la rândul lor au dus la creşterea vulnerabilităţii mediului înconjurător, respectiv a resurselor de apă.

Dezvoltarea ştiinţei a dus la posibilitatea detectării unui număr foarte mare de componente chimice atât în apă, sol, aer cât şi în organismele vii, componente, care chiar şi în concentraţii foarte scăzute pot conduce la efecte nedorite, chiar periculoase. Din cauza biodisponibilităţii crescute a acestor substanţe au fost impuse metode noi de detectare şi determinare a lor, s-a mărit continuu numărul parametrilor ce se urmăresc cât şi limitarea concentraţiei lor în apa potabilă, apele uzate şi în receptorii naturali.

Din cele menţionate mai sus se impune necesitatea cunoaşterii proprietăţilor apei, a funcţiilor sale în mediu, modul de poluare a apei cât şi protecţia împotriva poluării.

Principalele funcţii ale apei sunt:

• Funcţia socială: apa reprezintă un indicator al calităţii vieţii şi este indispensabilă vieţii. Apa este o componentă a corpului tuturor vieţuitoarelor, fără de care viaţa este imposibilă (omul poate rezista doar 3-4 zile fără apă). Pentru satisfacerea nevoilor biologice şi de igienă, astăzi omul are nevoie de cca 150 l de apă zilnic. De asemenea bunăstarea unei naţiuni se măsoară şi în cantitatea de apă utilizată. Peste o treime din locuitorii Terrei (2,4 miliarde) nu dispun de resurse minime de apă pentru satisfacerea necesităţilor zilnice igienico – sanitare. Apa a constituit şi constituie un factor generator de conflicte regionale şi internaţionale.

• Funcţia economică:

o Materie primă în multe procese tehnologice;

o Indispensabilă în agricultură (irigaţii, adăpat, piscicultură, aquacultură etc);

o Pescuit;

o Mijloc de transport;

o Purtător de energie;

o Element de răcire;

o Cale de transport;

o Agrement, turism, sport etc.

• Funcţia ecologică: pe tera nici un organism nu poate trăi fără apă. Toate resursele de apă (râurile, lacurile, acviferele, zonele umede şi luncile inundabile) sunt esenţiale pentru susţinerea ecosistemelor şi a biodiversităţii. În ultima perioadă, din cauza amenajării neraţionale a bazinelor hidrografice, au dispărut numeroase biohabitatele, ducând la dispariţia definitivă a multor specii de plante şi animale, altele fiind în pragul dispariţiei. Ecosistemele acvatice au nevoie de o anumită cantitate şi calitate a apei pentru supravieţuire.

• Funcţia culturală: Elementele triadei apă – om – civilizaţie sunt strâns legate între ele. Apa este leagăn al vieţii şi acţionează direct asupra civilizaţiei. Acolo unde nu există apă nu există nici civilizaţie. Marile civilizaţii s-a dezvoltat de a lungul unor răuri ca Nilul, Tigrul, Eufratul, Indul, Gangele, fluviul Galben, în jurul unor mări: Meditarana (grecii etc), creind civilizaţii antice ce înfluenţează şi astăzi civilizaţia umană. Dacă în trecut oamenii au avut nevoie de apă, în viitor apa are nevoie de oameni.

1.2. Răspândirea apei în natură

Apa, în natură se regăseşte în toate cele trei stări de agregare: gazoasă, lichidă şi solidă.

Atmosfera conţine apa sub formă de vapori de apă în concentraţii, ce depind de temperatura şi presiunea aerului. Apa din atmosferă provine din evaporarea apei de pe Pământ. În anumite condiţii vaporii de apă pot condensa (apa din nori) sau chiar îngheţa (zăpadă, grindină).

Apa pe planeta noastră este foarte răspândită şi se găseşte atât la suprafaţă (mări, oceane, lacuri, ape curgătoare, gheţari) cât şi în scoarţa pământului (ape freatice sau de mare adâncime). Astfel din suprafaţa totală a Terrei, 71 % este ocupată de apă. Din suprafaţa uscatului aproximativ 10 % este ocupată de gheţari, a căror grosime maximă, în Antarctica, atinge peste 4200 m. Topirea acestor gheţari ar duce la ridicarea nivelului actual al oceanelor cu cca 80 m.

Din totalul apei de pe planetă, în oceane se regăsesc 97 %, în calote glaciale 2 %, în subteran 0,9 % iar în apele de suprafaţă doar 0,1 %. Din aceste resurse de apă doar o parte foarte mică poate fi utilizată de om. Din cauza a numeroşi factori, resursele utilizabile de apă sunt repartizate neuniform pe suprafaţa globului:

• Media mondială: 5 000 m3/loc/an

• Media europeană: 3 000 m3/loc/an

• Media României: 1 700 m3/loc/an (0,22 % din rezerva mondială şi 0,37 % din populaţia globului)

• Canada: 110 000 m3/loc/an

• Australia: 21 800 m3/loc/an

• Rusia: 16 000 m3/loc/an

• SUA: 10 000 m3/loc/an

• China: 2 800 m3/loc/an

• Egipt: 90 m3/loc/an

În România resursele de apă se regăsesc atât în apele de suprafaţă cât şi în cele subterane.

În categoria apelor de suprafaţă, ca resurse de apă, sunt incluse:

1. Râurile interioare:

• Lungime totală: 79 000 km

• Volum mediu: 40 mld m3

• Debit mediu: 1 250 m3/s

• Debit specific: 1 700 m3/loc/an

2. Dunărea:

• Volum mediu: 170 mld m3 din care 20 mld m3 revin României

3. Lacuri naturale: 122 la număr fiind nesemnificative ca resurse utilizabile de apă.

Apele subterane în România reprezintă un volum total de 9.109 mii m3 din care doar 6.106 mii m3/an sunt utilizabile.

Apa Mării Negre este utilizată nesemnificativ în tehnologii (procese de răcire, desalinizare) fiind mai ales o resursă de apă pentru folosinţe neconsumatoare de apă (agrement, pescuit, navigaţie etc) respectiv receptor pentru ape uzate.

În funcţie de anumite caracteristici apele de pe Terra se deosebesc între ele. Anumite ape se caracterizează printr-un conţinut scăzut de săruri minerale (ape oligominerale), altele în schimb conţin cantităţi ridicate de săruri dizolvate.