Zone umede by Octavian Turcu

EPURAREA APELOR UZATE PRIN METODA ZONELOR UMEDE ÎN CONTEXTUL DEZVOLTĂRII DURABILE

DEFN DEF NITIA ZONELOR UMEDE Zonele umede sunt “întinderi mlăştinoase şi/sau turboase cu ape naturale sau artificiale, permanente sau temporare, stătătoare sau curgătoare, dulci, salmastre sau sărate, la care se adaugă întinderile marine a căror adâncime, la maree joasă, nu depăşesc 6 m”. m”.

ORGANIZAŢIA COOPERĂRII ŞI DEZVOLTĂRII ECONOMICE (OCDE) ţinând cont de factorii “amplasării” (ţărm sau interiorul uscatului), salinităţii (apă dulce sau sărată) şi “vegetaţia dominantă” (terenuri mocirloase, mlaştini sau turbării) distinge următoarele categorii de “zone umede”: 1. 2. 3. 4. 5.

Mlaştini interioare de apă dulce. 6. Mlaştini împădurite. Mlaştini interioare de apă sărată. 7. Preerii umede, Turbării. 8. Mlaştini costiere sărate Tundre 9. Mangove Mlaştini cu arbuşti 10. Mlaştini costiere de apă dulce



 



Pe plan mondial tehnica “ZONELOR UMEDE” a fost folosită pentru prima dată în deceniul al şaselea al secolului trecut în Europa şi în deceniul al optulea în SUA. Aşadar există, în acest domeniu, o experienţă de circa 40 de ani în care au fost efectuate numeroase studii şi cercetări şi ss-au realizat un număr mare de aplicaţii pe tot cuprinsul mapamondului. Practica mondială a metodei „zonelor umede” a pus în evidenţă posibilitatea folosirii acestei metode pentru: Epurarea apelor uzate menajer; Decontaminarea levigatului din depozitele de deşeuri urbane; Decontaminarea apelor provenite din exploatările miniere de cărbuni şi de metale.



Aplicabilitatea metodei zonelor umede este susţinută de un argument deosebit de important al protecţiei mediului natural: păstrarea terenurilor naturale cu pământuri umede a căror frecvenţă şi suprafaţă, datorită dezvoltării agriculturii şi a necesităţilor tot mai mari de spaţiu construibil şişi-au redus, în ultima sută de ani, în mod esenţial valorile cantitative. Al doilea argument îl constituie necesitatea reducerii consumurilor de resurse, de energie şi de forţa de muncă în paralel cu întoarcerea la natură şi la valorile ei tradiţionale fapt pentru care biotehnologiile vor avea, în viitor, un rol esenţial şi decisiv în activitatea inginerească.

La ora actuală sunt cunoscute două tipuri de sisteme

inginereşti cu denumirea „zone umede” folosite pentru epurarea apelor uzate:  

Zone umede prin curgere de suprafaţă; suprafaţă; Zone umede prin curgere în substrat (stratul suport).

„Zonele umede” prin curgere de suprafaţă reprezintă bazine superficiale care conţin, la partea inferioară, o umplutură de sol, turbă sau orice alt fel de material, în care se pot dezvolta plantele cu rădăcini. În aceste „zone umede” apa curge, în cea mai mare parte, în zona situată deasupra stratului suport. suport.

„Zonele umede” bazate pe curgerea de suprafaţă mai sunt denumite zone cu apă liberă sau „zone umede” aerobe. Apa se deplasează cu o viteză mică pe toată suprafaţa zonei umede, deasupra stratului suport. Stratul de apă de la suprafaţa curgerii se găseşte în condiţii aerobe de curgere iar stratul de apă inferior, inclusiv cel din substrat, se găseşte în condiţii anaerobe.

„Zonele umede” prin curgere în substrat sunt constituite, constituite, pe toa toată înălţimea dintrdintr-un material permeabil (un amestec de pământ, nisip, pietriş şi eventual piatră spartă) ca substrat de creştere a plantelor hidrofile şi de circulaţie a apelor uzate.

Datorită curgerii apelor uzate, printrprintr-o zonă anaerobă, procesele de epurare vor fi, în principal, de tip anaerob (fermentare). În acelaşi timp însă, vegetaţia de suprafaţă, suplimentează oxigenul din substrat prin intermediul rădăcinilor, furnizând astfel oxigen microorganismelor aerobe aflate în zona rădăcinilor. În acest fel, se va forma şi o zonă de epurare de tip aerob. Acţiunea cumulată a proceselor anaerobe şi a celor aerobe vor conduce la creşterea intensităţii şi eficienţei epurării apelor uzate (Dusel şi Pawlewski 2004) faţă de „zonele umede” cu curgere de suprafaţă.

 • •

• •

•

 •

•

„Zonele umede” pot reduce: conţinutul de particule solide în suspensie (MS); consumul biochimic de oxigen (CBO5); consumul chimic de oxigen (CCO); cantitatea de compuşi organici (resturi alimentare, materii fecale), inclusiv hidrocarburi polimerice şi produse petroliere; compuşi anorganici (ca de exemplu metalele).

Obiectivul “zonelor umede”este: Respectarea limitelor înscrise în HG 188 188/200 /2002 2; Respectarea limitelor înscrise în HG 352/2005. 352/2005.

Tabel 1 Valori limită admisibile conform HG 352/2005 Indicatorul de calitate

Nr. crt.

U.M.

Valorile limită admisibile

Metoda de analiză4)

unităţi pH

6,5-8,5

SR ISO 10523-97

A. Indicatori fizici

Temperatura1)

B. Indicatori chimici 2.

pH Pentru Fluviul Dunărea

Materii în suspensie (MS)2)

6,5-9,0

mg/dm3

35,0 (60,0)

STAS 6953-81

Consum biochimic de oxigen la 5 zile (CBO5)2)

mg O2/dm3

25,0

SR EN 1899-2/2002

Consum chimic de oxigen - metoda cu dicromat de potasiu (CCOCr-)2

Mg O2/dm3

125,0

SR ISO 6060-96

Azot amoniacal (NH4+)6)

mg/dm3

2,0(3,0)

SR ISO 5664:2001 SR ISO 7150-1/2001

Azot total (N)6)

mg/dm3

10,0(15,0)

SR EN ISO 13395:2002

Azotaţi (NO3-)6)

mg/dm3

25,0(37,0)

SR ISO 7890-2:2000; SR ISO 7890-3:2000 SR ISO 7890/1-98 pentru apa de mare: STAS 12999-91

Azotiţi (NO2-)6)

mg/dm3

1 (2,0)

SR EN 26777:2002 pentru apa de mare: STAS 12754-89

10.

Sulfuri şi hidrogen sulfurat (S2-)

mg/dm3

0,5

SR ISO 10530-97 SR 7510-97

11.

Sulfiţi (SO32-)

mg/dm3

11,0

STAS 7661-89

12.

Sulfaţi (SO42-)

mg/dm

600,0

STAS 8601-70

13.

Fenoli antrenabili cu vapori de apă (C6H5OH)

mg/dm3

0,3

SR ISO 6439:2001; SR ISO 8165/1/00

14.

Substanţe extractibile cu solvenţi organici

mg/dm3

20,0

SR 7587-96

15.

Produse petroliere5)

mg/dm3

5,0

SR 7877/1-95 SR 7877/2-95

Procese fizice, chimice şi microbiologice cu caracter epurator care se petrec în zonele umede “prin curgere de suprafaţă”.

Procese fizice, chimice şi fitologice cu caracter epurator care se petrec în “zonele umede prin curgere în substrat”



„Zonele umede pentru epurarea apelor uzate” reprezintă construcţii inginereşti proiectate şi realizate în scopul folosirii condiţiilor hidrologice, biologice, fizice şi chimice oferite de mediul umed, mlăştinos, turbos, în scopul obţinerii, la ieşire, a unei ape cu calităţi cât mai apropiate de cele naturale.

Tub PVC riflat Tub PVC Intrare

Spre Emisar Camin de prea - plin

Pietris si piatra sparta

Vegetatie submersa

Secţiune şi vedere în plan printrprintr-o „zonă umedă” cu curgere în substrat

SPECIILE DE PLANTE În “zona umedă” se vor semăna plantele ce urmează să constituie elementul biologic ce realizează epurarea apei. Desimea acestor plante se află în relaţie direct proporţională cu eficienţa epurării. Principalele plante care trebuie cultivate sunt următoarele: Phragmites communis (stuf)

Euphorbia palustris (alior de baltă)

Typha angustifolia şi Typha latifolia (papură)

Polygonum lapathifolium şi Polygonum amphibium (troscut de apă),

Carex acutiformis şi Carex riparia Sparganium ramosum (buzdugan) (rogoz) Scirpus lacustris (pipirig)

Butomus umbellatus (roşăţea)

Glyceria aquatica (mana de apa)

Valeriana officinalis (odolean)

Mentha aquatica (menta de apă)

Equisetum arvense (coada calului)

ARANJAREA SPECIILOR DE PLANTE ÎN “ZONA UMEDĂ”

Curgerea trebuie asigurată fie prin imprimarea unei pante „zonei umede”, fie prin crearea unui gradient hidraulic utilizând o structură variabilă a substratului (de exemplu prin creşterea permeabilităţii substratului către zona de ieşire sau prin scăderea, în aceiaşi zonă, a desimii plantelor) fapt care face ca nivelul apei să fie mai mic la ieşirea din patul zonei umede.

Concentraţiile medii ale afluentului şi procentul de depoluare pentru trei tipuri de ape uzate. Apă uzată menajer Poluant

Apă uzată în urma exploatărilor miniere

Levigat din depozit de gunoaie menajere

Concentraţia afluentului

Procent de depoluare

Concentraţia afluentului

Procent de depoluare

Concentraţia afluentului

Procent de depoluare

10 - 1000mg/l

80 – 90+%

51 mg/l

98%

1 - 100mg/l

90+%

10 μg/l

50 – 60%

50 – 1000mg/l

75 – 90+%

50 μg/l

50 – 60%

1 – 100mg/l

80 – 90+%

30 μg/l

89%

2 – 25mg/l

65 μg/l

82%

50 μg/l

50 – 60%

0,5 – 10mg/l

80 – 90+%

13 mg/l

100%

300 μg/l

50 – 60%

10 - 1000mg/l

75 – 90+%

CCO

20 - 100mg/l

67 – 80%

70 mg/l

95%

Materii solide în Suspensie (MS)

30 mg/l

67 – 80%

Amoniu Nitrogen

15 mg/l

62 – 84%

230 mg/l

91%

Nitrogen Total

20 mg/l

69 – 76%

Fosfor Total

4 mg/l

48%

1,9 mg/l

99%

Sulfaţi

1000 – 10000 mg/l

10 – 30%

AVANTAJE ŞI DEZAVANTAJE Zone umede prin curgere de suprafaţă Avantaje Costuri reduse de construcţie faţă de sistemele prin curgere în

Dezavantaje Eficienţă mai redusă a depoluării faţă de metoda cu curgere

substrat precum şi faţă de sistemele de epurare obişnuite.

în substrat.

Eficienţă ridicată pentru epurarea apelor încărcate cu materii solide în suspensie

Riscuri de expunere ecologică şi umană datorită apei

Control bun al fluxului de apă uzată (mult mai bun decât în

Durata depoluării este mai lungă decât în cazul metodelor

Mediu mult mai propice pentru viaţa sălbatică oferind un

Mirosurile şi insectele pot fi o problemă datorită suprafeţei de

cazul zonelor formate prin curgere în substrat). bun habitat pentru plante şi viaţă sălbatică.

Răspunde pe deplin obiectivelor dezvoltării durabile a mediului înconjurător

uzate aflate la suprafaţa terenului. convenţionale.

apă statică.

Iarna este un important impediment în eficienţa funcţională a sistemului.

Zonele umede formate prin curgere în substrat Avantaje

Dezavantaje

Eficienţă mare a depoluării apelor uzate pe unitatea de

Necesită o suprafaţă mai mare decât la metoda prin curgere

Costuri mai reduse de construcţie şi de întreţinere faţă de

Depoluare în timp mai îndelungat faţă de metodele

Costuri reduse de funcţionare faţă de cazul sistemelor prin

Costurile de construcţie sunt mai mari faţă de sistemele cu

Riscuri ecologice minime datorită absenţei unei expuneri la mediul

Apele uzate puternic încărcate cu materii solide pot bloca

Mirosurile şi insectele sunt eliminate deoarece nivelul apei este

Întreţinerea şi exploatare este mai costisitoare decât în cazul

Oferă un habitat ideal pentru plante şi viaţă sălbatică. Deci răspunde

Iarna este un important impediment în eficienţa funcţională

suprafaţă.

sistemele clasice de epurare

curgere de suprafaţă Înconjurător

sub suprafaţa terenului

ideal la dezideratul de DEZVOLTARE DURABILĂ

de suprafaţă.

convenţionale de epurare curgere de suprafaţă

curgerea apelor. Se recomandă intercalarea unor decantoare

sistemelor prin curgere de suprafaţă. a sistemului.

VALOAREA INVESTIŢIILOR ÎN “ZONELE UMEDE” Costul zonelor umede include, în primul rând, preţul terenului pe care se va realiza zona umedă. Aceste costuri diferă de la ţară la ţară şi în cadrul aceleiaşi ţări de la o localitate la localitate şi deci sunt greu de evaluat. Costurile de amenajare, amenajare, în SUA, pentru o aceiaşi apă uzată (ca debit şi calitate) variază astfel: - pentru zonele umede prin curgere de suprafaţă între 17.500 – 56.000 lei RON/1000 m2; - pentru zonele umede prin curgere în substrat între 70.000 – 105.000 lei RON/1000 m2; Costurile de întreţinere, exploatare etc. anuale se apreciază a fi: - pentru o zonă umedă cu curgere de suprafaţă între 580 şi 3500 lei RON/1000 m2; - pentru o zonă umedă cu curgere prin substrat între 1050 şi 1900 lei RON/1000 m2.

CONCLUZII 1. Metoda „zonelor umede” este o metodă de epurare deja folosită în lume pe scară largă. Cele mai numeroase aplicaţii ale acestei metode sunt în SUA. Există de asemenea, un număr foarte mare de aplicaţii şi în Europa. Experienţa aplicării datează de circa 40 de ani. 2. Din analiza documentară făcută, noi considerăm că, în România această metodă se poate aplica, cu costuri mai mici decât în sistemul clasic, pentru: • epurarea apelor uzate menajer provenite din unele localităţi rurale care au sub 5.000 de locuitori echivalenţi; • decontaminarea levigatului provenit din depozitele de gunoaie menajere şi stradale ale localităţilor; • epurarea apelor uzate provenite de la unităţile agrozootehnice; • decontaminarea apelor de mină şi a celor provenite din staţiile de flotare a minereurilor metalifere.

VĂ MULTUMESC !

FONDUL SOCIAL EUROPEAN Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară nr. 3 „Creşterea adaptabilităţii lucrătorilor şi a întreprinderilor” Domeniul major de intervenţie 3.2. „Formare şi sprijin pentru întreprinderi şi angajaţi pentru promovarea adaptabilităţii” Titlul proiectului: : „COPMED – COMPETENTE PENTRU PROTECTIA MEDIULUI” Contract nr. POSDRU/81/3.2./S/52242 Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 –„Investeşte în oameni!