Ecoterra, no. 30, 2012

60

CONSIDERAŢII PRIVIND EPURAREA APELOR UZATE REZULTATE DIN INDUSTRIA PESTICIDELOR Mărioara ŞANDRU, Daniela IGNAT, Maria SOMEŞAN, Mihaela HETVARY S.C. ICPE Bistriţa S.A.

Abstract: Considerations regarding the cleaning of wastewaters resulted from pesticides industry. The excessive and indiscriminate use of pesticides has made the air, water and soil component of the environment polluted. The pesticides through these sources reach into the plant, enrich and human system. The non-persistent pesticides do not pose any serious problem, but the persistent ores because of their specific nature of being strongly lip phobic tend to accumulate in fat bodies and thus are of great concern. Several studies have indicated presence of pesticide residue in food commodities. The residues find their way in human bodies through consumption of commodities with the higher level of pesticides. Chlorinated insecticides are comparatively more persistent in the nature as compared to other classes of insecticides like organ phosphorus, carbonates and synthetic parathyroid. Most of the pesticides applied ultimately find their way into the soil. It has been estimated that as much as fifty per cent of the pesticides applied to crop foliage reaches soil which find its way into the aquatic system or may get accumulated in plants and crop residues. The persistence of pesticides in soil depends upon a number of factors such as soil type, organic matter content, clay content, the pH, the micro flora and fauna present in the soil. Key words: pesticide industry, wastewater, environment protection. Introducere Pesticidele grupează substanţe chimice cu structură organică sau anorganică, folosite singure sau în amestec cu organisme patogene, fiind utilizate pentru combaterea speciilor considerate dăunătoare economiei sau sănătăţii omului [1]. Descoperirea şi diversificarea pesticidelor utilizate astăzi, a început după cel de-al doilea război mondial când s-a trecut la producţia pe scară largă a insecticidelor organoclorurate, organo-fosforice, erbicidelor, fungicidelor etc. [2]

Diversitatea acestor produse este foarte mare, numărul de substanţe active cu efect pesticid este de peste 600, iar cel al produselor comerciale (în care substanţele active sunt sub diferite forme sau amestecuri) a trecut de 100.000 [8]. Răspândirea cea mai largă o au pesticidele organoclorurate din care fac parte: endrin, heptaclor, toxafen, lindan, clordan. Aceşti compuşi posedă o serie de caracteristici care explică larga lor răspândire: au stabilitate chimică în condiţiile unui mediu natural, degradarea producându-se încet, sunt greu solubili în apă şi foarte solubili în grăsimi, sunt destul de volatili, se absorb încet pe particulele solului, apei şi a aerului [6, 7]. În decursul timpului, diferiţi dăunători animali şi vegetali sau patogeni, aduceau pagube considerabile afectând culturile şi provocând adevărate catastrofe economice. În Irlanda, pe la mijlocul secolului trecut a apărut mana cartofului (Phytophthora infestans), distrugând această sursă de bază în alimentaţia populaţiei, rezultatul fiind circa 250.000 de morti de inaniţie, urmat de emigrarea în masă a populaţiei în America de Nord [3]. La începutul secolului XX gărgăriţa capsulelor de bumbac (Anthonomus grandis) a distrus toate culturile de bumbac din Mexic şi S.U.A., ruinând un mare număr de fermieri [4]. Fără a intra în alte detalii este suficient să amintim adevăratele dezastre economice pricinuite de filoxera, gândacul de Colorado, de alţi numeroşi dăunători agricoli şi forestieri, de malarie, tripanozomiaze, tifos exantematic etc., ca să ne dăm seama că apariţia în anii ‘40 ai secolului trecut şi diversificarea pesticidelor a reprezentat o mare speranţă pentru oamenii de ştiinţă şi fermieri. Speranţele au fost justificate deoarece în prima perioadă (primii 20 de ani de aplicare mai ales a DDT) multe din aceste flageluri au intrat în declin sau au fost eradicate, dar curând au apărut diferite efecte secundare ce nu au fost prevăzute până atunci [5]. Malaria a fost şi continuă să fie un adevărat flagel mai ales în zonele tropicale. În ţările din zona temperată şi mediteraneană, utilizarea DDT-ului a dus la o puternică scădere a morbidităţii şi în unele cazuri la eradicarea bolii. În ţările tropicale însă, situaţia este diferită, deoarece campaniile

Ecoterra, no. 30, 2012

61

nu se realizează în mod continuu, au apărut forme de rezistenţă a ţânţarilor anofeli la DDT. În Africa se estimează că mor anual 1.000.000 de copii din cauza malariei [8]. Răspândirea pesticidelor a devenit globală, aplicate pe toate continentele, ele sunt duse de fluvii în oceane, unde ajung şi din atmosferă fiind transportate de apa din precipitaţii. În mările închise, ca de pildă Mediterana, concentraţia de organoclorurate este de 5-20 de ori mai mare decât în Oceanul Atlantic. Acumulări importante de pesticide se produc şi în soluri, unde afectează complex structura şi funcţionarea reţelelor trofice. Ţinând seama de utilitatea pesticidelor în combaterea diferiţilor dăunători sau factori patogeni ai plantelor, animalelor şi ai omului, dar în acelaşi timp de efectele negative adesea grave ca factor poluant local şi global, cu profunde consecinţe asupra stării multor ecosisteme, asupra economiei şi sănătăţii umane, problema atitudinii faţă de pesticide este una complexă. Producerea şi utilizarea lor este necesară, dar se impune dezvoltarea combaterii integrate în cadrul căreia pesticidele îşi găsesc o utilizare mai raţională. În România industria pesticidelor este reprezentată prin dozare şi ambalare, acesta fiind un lucru bun pentru mediul înconjurător: apele uzate rezultate din ambalare sunt în cantităţi mai mici şi cu un conţinut mai redus de pesticide. Material şi metode Pentru a elabora o soluţie tehnologică la o fabrică ce ambalează pesticide a fost prelevată o probă de apă brută din bazinul de colectare a apelor uzate tehnologic, ce urmau a fi epurate chimic. Caracteristicile apei brute au fost următoarele: - caracteristici organoleptice: - culoare - galbenă intensă, cu conţinut de suspensii, - miros - puternic de pesticid; - caracteristici chimice: - CCOCr - 4500 mg/l, - pH - 7,2 unit. de pH. Întrucât concentraţia de CCOCr depăşeşte 2000 mg/l, apa uzată a fost tratată chimic în două etape, între acestea având loc o oxidare avansată cu ozon.

Rezultate şi discuţii După prima etapă de epurare chimică culoarea se menţine gălbuie, nu sunt suspensii, mirosul de pesticid persistă, caracteristicile chimice fiind: CCOCr - 2007 mg/l, pH - 7,4 unit. de pH.

Deoarece concentraţia de CCOCr a supernatantului depăşeşte 500 mg/l, acesta este supus unei oxidări chimice avansate cu barbotare de ozon, urmată de un nou tratament chimic cu coagulanţi şi floculanţi specifici. După cea de-al doilea tratament chimic caracteristicile organoleptice sunt: culoare-incolor, limpede, fără miros, iar caracteristicile chimice sunt: COCr - 173 mg/l, pH - 7,2 unit. de pH (Fig. 1).

Fig. 1. Etapa de tratare chimică: paharul 4 - prima tratare chimică; paharul 5 -

cea de-a doua tratare chimică şi tratare cu ozon; paharul 6 - supernatantul după cele două tratări chimice şi cu ozon.

Ecoterra, no. 30, 2012

62

Pentru a se verifica ecotoxicitatea apa tratată chimic cu coagulanţi şi floculanţi şi oxidare cu ozon se realizează un experiment, pe care îl descriem succint în continuare. Într-un pahar Erlenmeyer, se supune aerării 500 ml soluţie ce conţine:

- 100 ml apă tratată chimic în două etape (ozon); - 400 ml nămol activ; - 0,25 mg amidon. Nămolul activ iniţial conţine: flagelate, ciliate mobile reprezentate de Aspidisca cicada,

Euplotes sp., Chilodonella sp., precum şi sesile prezente prin colonii de Carchesium sp., Opercularia sp. (Fig. 2). La adăugarea nămolului activ, acesta nu spumifică în prezenţa aerării, rămânând compact. După 3 ore activitatea biologică este neafectată, nu apar teci sau alte forme de închistare, formele biologice fiind în continuare active. După 24 de ore, activitatea biologică este foarte bună, predomină formele coloniale şi libere ale ciliatelor (Fig. 3). Observaţiile se referă la proba analizată - la un raport 1:5 apa tratată chimic nu are efect inhibitor asupra biologicului. La staţia de epurare diluţia este mult mai mare, fiind vorba de cantităţi mari de apă raportate la volumul unei vidanje.

Fig. 2. Microorganisme în nămolul activ iniţial.

Fig. 3. Imaginile microorganismelor din nămolul activ după adăugarea apei tratate chimic şi cu ozon.

Ecoterra, no. 30, 2012

63

Concluzii Un singur tratament chimic cu coagulanţi şi floculanţi nu a fost suficient pentru scăderea consumului chimic de oxigen (valoarea iniţială a CCOCr - 4500 mg/l). După prima tratare chimică cu coagulanţi şi floculanţi, CCOCr scade la 2007 mg/l. Pentru concentraţii de CCOCr mai mari de 2000 mg/l nu este suficientă o singură etapă de epurare chimică pentru încadrarea apei uzate în NTPA 002/2002, respectiv CCOCr nu scade sub 500 mg/l. Etapa intermediară de tratare cu ozon are rolul de a îndepărta mirosul persistent de pesticide şi de a rupe legăturile chimice astfel încât să rezulte noi substanţe care în etapa a doua de tratare chimică să precipite. În cea de-a doua etapă de epurare chimică se folosesc coagulanţi şi floculanţi în doze înjumătăţite, timpul de liniştire fiind acelaşi. În urma tratamentului chimic şi a oxidării cu ozon, concentraţia finală a suspernatantului în CCOCr este 173 mg/l, apa este limpede, lipsită de suspensii, incoloră şi fără miros de pesticide. De fiecare dată când se schimbă substanţele active de fabricaţie sunt necesare teste de ecotoxicologie, biodegradabilitate pentru a se stabili doza de diluţie la staţia de epurare, pentru a nu afecta nămolul biologic din staţie. Bibliografie 1. Botnariuc N., Vădineanu A., 1982 - Ecologie, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti 2. Bucşa C., 2001 - Ecologie şi protecţia mediului, Sibiu, pp. 163-176 3. Dima M., 2005 - Epurarea apelor uzate urbane, Editura Tehnopress, Iaşi 4. Stugren B., Dordea M., 1988 - Ecologie generală, Universitatea Babeş-Bolyai, Cluj-Napoca 5. Vădineanu A., 1998 - Dezvoltarea durabilă. Teorie şi practică, Ed. Universităţii din Bucureşti 6. *** http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135499001736 7. *** http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/026974839090031M 8.***http://nepis.epa.gov/Exe/ZyNET.exe/600010C0.txt?ZyActionD=ZyDocument&Client=EPA&Index=1981% Date de contact Marioara ŞANDRU: S.C. ICPE Bistriţa S.A., str. Parcului, nr. 7, 420035, Bistriţa, jud. Bistriţa-Năsăud, e-mail: chimie@icpebn.ro