Surse de poluare a apelor industriale

Surse de poluare a apelor industriale

Sursele de poluare din cadrul activitatilor industriale sunt diverse, dar se pot grupa dupa cum urmeaza :

substantele organice de origina naturala sau artificiala reprezinta poluantul principal. Organismele animale si vegetale contin substante organice care dupa moartea lor, incep sa se descompuna devenind nocive si periculoase. Dintre substantele organice de orgine naturala fac parte: titeiul, taninii, hidratii de carbon, biotoxinele marine etc. Poluantii organici artificiali provin din prelucrarea diferitelor substante in cadrul rafinariilor, industriei chimice organice, industriei petrochimice etc. Dintre acestia fac parte: benzina, motorina, uleiuri, bitumul, solventii organici, pesticide, detergenti, vopsele etc.

substantele anorganice sunt frecvente in apele uzate industriale; dintre acestea se mentioneaza in primul rand: metalele grele (Pb., Cu., Zn., Cr.), clorurile, sulfatul de magneziu, fierul etc.

substantele in suspensie, organice si anorganice, se gasesc atat in apele uzate orasenesti cat si in cele industriale, ele ajungand in masura mai mica sau mai mare in emisari.

substantele toxice organice sau anorganice, se gasesc in apele uzate orasenesti si industriale. Unele dintre ele, ca de exemplu pesticidele, sunt antrenate de precipitatii si ajung in apa de suprafata, subterana sau a marii. Substantele toxice sunt si metalele grele.

substantele radioactive. Indiferent de provenienta lor acestea pot ajunge in apa, aer si sol pe multiple cai, prejudiciind intreg mediu inconjur[tor. Cei mai periculosi radionuclizi sunt: Ba¹⁴⁰, Cs ¹⁴⁴, Cs¹³⁷, I¹³¹, U²³⁸, Zr⁹⁵.

substantele cu alcalinitate sau aciditate pronuntata sunt deosebit de nocive.

culoarea, provenita indeosebi de la fabricile de textile, hartie, tabacarii etc. Este deseori o caracteristica a apelor uzate, care evacuate in emisari impiedica absorbtia hidrogenului in apa si dezvoltarea normala a autoepurarii si fotosintezei.

apele cu temperaturi ridicate de la termocentrale, respectiv apele de racire de la acestea este in sine poluantul principal al acestor ape.

microorganismele reprezinta un pericol deosebit pentru sanatatea umana si a tuturor organismelor in general.

O alta sursa majora de poluare a apelor sunt deseurile industriale, precum si modalitatile de organizare a depozitelor unde sunt evacuate si care constituie o problema actuala atat din punct de vedere statistic cat si a impactului acestuia asupra factorilor de mediu (sol, ape de suprafata, ape subterane, flora si fauna).

Principalele ramuri de activitate care depoziteaza cantitati mari de deseuri sunt:

industria siderurgica - zgura, tunder si gudron acid;

industria constructoare de masini - deseuri de otel, fonta, cupru, aluminiu, zgura si nisip de turnatorie, namolul de la acoperiri metalice;

industria miniera - steril minereu metalifer, steril carbunos, steril de flotatie;

industria chimica si petrochimica - fosfogips, cenusa pirita, catalizatori uzati, slam de carbid, namoluri chimice si biochimice de la epurarea apelor uzate;

industria metalurgica - deseu de otel, fonta, bronz, cupru, aluminiu, span, zgura si nisip, cenusi metalice, namol cu continut de ioni metalici, tunder;

industria materialelor de constructii - deseuri de materiale refractare, fier vechi, moloz, azbociment;

industria energetica - zgura si cenusa de termocentrala;

industria prelucrarii lemnului - coaja de lemn, praf de lemn, rumegus, deseuri de lemn, namoluri de epurare, fibra de lemn;

industria agroalimentara - dejectii de la cresterea animalelor, deseuri de la abatoare, de la fabricarea zaharului, uleiului, bauturilor alcoolice si racoritoare, preparate din carne si a conservelor de legume si fructe.

Deseurile au de regula efecte negative asupra mediului determinand:

contaminarea surselor de apa potabila prin infiltrarea poluantilor in sol, in cazul depozitelor aflate in spatii neamenajate;

afectarea directa a vietii oamenilor, animalelor si plantelor prin efectul substantelor corozive sau cu toxicitate avansata;

introducerea in mediu a unor substante stabile, cu efecte toxice pe termen lung; unele dintre acestea se pot acumula in plante intrand in lantul alimentar al organismelor vii prin intermediul scurgerilor din depozite.

Incarcarea cu poluanti a apelor industriale uzate constituie cea mai masiva si nociva categorie de poluare.

Cauzele poluarii cu ape uzate industrial isi au originea in lacunele conceptiei despre procesul de productie, examinarea sumara a fenomenelor secundare care nu influenteaza rezultatele procesului de baza; se procedeaza la eliminarea cat mai simpla a deseurilor si subproduselor fara preocupari speciale in ceea ce priveste consecintele ce pot avea loc asupra mediului.

Caracteristica esentiala a apelor uzate industrial o constituie varietatea nelimitata de poluanti si nocivitatea lor deosebita. In poluarea cu metale grele a apelor uzate industrial, ponderea cea mai mare o are industria miniera, industria metalurgica si industria chimica.

Industria miniera - apele uzate de la extractia minereurilor sunt impurificate atat cu suspensii minerale cat si cu substante chimice.

Industria extractiva genereaza doua categorii de ape uzate:

ape de mina provenite de la extractia minereurilor;

ape uzate rezultate din procesul de preparare a minereurilor.

Principalele surse de formare a apelor de mina sunt:

apele provenite din precipitatii atmosferice si panzele freatice ale apelor de suprafata, care se infiltreaza in formatiunile litologice de profunzime;

apele subterane acumulate in formatiuni acvifere deschise prin lucrari miniere de explorare, de exploatare sau lucrari speciale de asecare;

apa tehnologica introdusa in exploatarile miniere pentru foraj umed, combaterea prafului, rambleierea hidraulica a golurilor excavate.

Evacuarea apelor de mina se realizeaza prin drenaje adecvate regimului hidrologic. In cazul minelor cu regim hidrologic stabil, evacuarea apei subterane se realizeaza prin drenaj pasiv, constand din lucrarile miniere de deschidere si exploatare obisnuite (puturi, galerii, plane inclinate, rostogoale), iar pentru minele cu formatiuni acvifere importante si regim hidrologic variabil in limite largi se prevad sisteme speciale de drenaj activ constand din lucrari de asecare prealabila exploatarii (puturi de asecare, foraje, filtre, baraje etc).

Apele de mina pot fi introduse in fluxul tehnologic al uzinelor de preparare in combinatie cu apa limpezita din iazul de decantare si/sau apa de completare prelevata din sursa de suprafata.

Elementele dizolvate in apele de mina se pot grupa in:

- anioni: SO₄ ^2-, HCO₃^-, PO₄^3-, Cl^-, Br^--

- cationi: Ca²⁺, Mg²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Fe²⁺, Mn⁴⁺

- microelemente: As, Zn, Cd. Ni, Ti, Be, S, V, Co, Ga, Mo, Ag, Sn, Te, Bi, Ba.

Turbiditatea apelor de mina anuleaza procesele de fotosinteza prin impiedicarea patrunderii luminii la plante si alge.

Cand reaeratia, prin contactul apei cu aerul si prin fotosinteza nu se reuseste refacerea balantei de oxigen dizolvat al apei, rezulta un deficit de oxigen care poate determina micsorarea sau anularea capacitatii de autoepurare a receptorului, cand materiile organice nu pot fi oxidate total si substantele chimice agresive nu se mai neutralizeaza. In astfel de cazuri dispare fauna piscicola si uneori intreaga fauna acvatica.

Continuturile mari de ioni de Fe³⁺ si Mn⁴⁺ determina formarea precipitatului Fe(OH)₃ si Mn(OH)₄ care colmateaza fundul albiei si malurile reducand panza freatica si distrugand flora si fauna acvatica. Plumbul, atat ca sedimente cat si din masa apei poate trece in lanturile si retelele trofice fiind acumulate cu intensitati variabile de diferite specii in functie de concentratia lui in mediu si de alti factori. Metalele grele cu efect nociv (Zn, Ni, Pb, Cr) acumulate in sedimente si biocenoze, conduc la asa numita poluare tertiara, datorita resolubilizarii la scaderea pH-ului. Metalele grele cu efect nociv (Zn, Ni, Pb, Cr) conduc la poluari secundare prin bioconversia realizata de organisme acvatice. 

Ramura prepararii minereurilor utilizeaza cantitati importante de apa, datorita faptului ca majoritatea proceselor tehnologice de concentrare a substantelor minerale utile se realizeaza in mediu umed.

Tot in sectorul de concentrare (preparatii si flotatii) apar efluenti cu continut de produsi organici (agenti de flotatie) care produc spuma si sunt toxici.

Apele reziduale de la extractia si prelucrarea minereurilor radioactive pentru obtinrerea combustibilului nuclear, prin procese hidrometalurgice au o activitate specifica de iradiere foarte mare si o puternica actiune nociva. Uraniul mai ales sub forma de oxizi (UO₂ si UO₃) se gasesc in peste 150 minerale, dintre care cele mai raspandite sunt pechblenda (uranitul), micelele de uraniu (uranitele) si nasturanul.

Apele uzate de la extragerea, concasarea si macinarea minereurilor pot contine materii in suspensie, saruri dizolvate (ioni de Fe, Mn, U, As, V, sulfati, azotati, cloruri) si impurificatori radioactivi.

Industria metalurgica - evacueaza mari cantitati de apa cu un continut ridicat de metale grele si suspensii insolubile.

Sursele de poluare a apelor provenite din industria metaurgica sunt:

apele de racire utilizate in procesele tehnologice;

apele reziduale care rezulta in urma diferitelor procese tehnologice;

ape reziduale care spala terenurile intreprinderilor metalurgice;

namoluri si slamuri de la procesele hidrometalurgice;

zguri metalurgice la procesele pirometalurgice.

Aceste ape au o diversitate mare de poluanti. Apele din siderurgie sunt impurificate cu praf de minereu de fier, fondanti si unele substante toxice dizolvate ca fenoli, cianuri, ape rezultate de la granularea zgurii de la desprafuirea aerului pe cale umeda. Apele rezultate din metalurgia neferoasa rezulta atat din procedeele pirometalurgice, cat si hidrometalurgice. Diferitele lesii dizolvate intrebuintate in hidrometalurgie sunt de obicei solutii diluate cu actiune acida sau alcalina, care dupa epuizare trebuiesc evacuate din instalatii ca lesii sarace uzate si inlocuite cu altele proaspete, care contin diversi sulfati cu actiune acida sau hidroxizi cu actiune bazica. In cazul solubilizarii minereurilor de uraniu iau nastere apele reziduale care sunt contaminate cu substante radioactive.

Metalele obtinute prin procedeele pirometalurgice sau hidrometalurgice sunt supuse rafinarii electrolitice in vederea eliminarii impuritatilor. Apele de spalare si cele reziduale din electroliza contin ioni de metale grele care sunt toxice si distructive pentru flora si fauna.

Industria constructoare de masini - include numeroase faze tehnologice cu efluenti diversi. Apele uzate evacuate din sectiile de acoperiri metalice si sectiile de fabricare a pilelor si acumulatorilor sunt deosebit de toxice.

Relativ multe procese galvanotehnice industriale de depunere a unor metale singulare (cuprare, argintare, zincare, depuneri Cu-Zn) au loc cu electroliti cianurici datorita puterii mari de patrundere, intretinere usoara, cost relativ mic etc.

Ca urmare, apele reziduale galvanice contin de obicei urmatoarele tipuri de cianuri: cianura alcalina, cianura metalului de depunere in concentratie mica si cianuri complexe.

In cadrul tehnologiilor de galvanizare un loc deosebit il ocupa realizarea depunerilor fractionale si protector - decorative prin cromare si a peliculelor de pasivare. Apele reziduale contin compusi ai cromului hexavalent, foarte nocivi sub forma de acid cromic, dicromic, cromati si dicromati.

Ca urmare a aplicarii anumitor tipuri de pasivari, decapari sau tratamente speciale (exemplu pentru aliaje de aluminiu si magneziu), apele reziduale galvanotehnice pot contine floruri. Compusii solubili continand ionul F^- sunt foarte toxice si deosebit de corozivi pentru multe dintre materialele de constructie.

Unele procese chimice de productie anticoroziva si functionala precum si unele procese de pregatire a suprafetei au loc in solutii ce contin acid fosforic sau saruri ale acestuia.

Apele reziduale galvanice contin cantitati mari de metale grele care sunt toxice si distructive pentru flora si fauna.

Evitarea producerii rezidurilor cu componenti nocivi se realizeaza prin:

regenerarea continua a tuturor bailor de proces;

minimalizarea consumului de apa si reciclarea completa a solutiei de proces antrenata in apele de spalare de pe piese si dispozitive;

recuperarea materialelor din toate scurgerile de solutie si din reziduurile de filtrare.

Industria enegiei nucleare: - apele folosite in uzinele atomice, in special pentru refrigerarea reactoarelor, care pot deveni radioactive si transportate de substante periculoase polueaza apele in care ajung; deseurile atomice sunt introduse in recipiente sigilate si incluse in blocuri de beton si deversate in apa oceanelor, insa aceste metode de depozitare nu prezinta siguranta.

Industria chimica organica - debitele de ape uzate in raport cu productia sunt relativ reduse, insa toxicitatea poluantilor este accentuata, uneori fiind extrem de periculoasa.

Industria chimica anorganica - se obtin un numar mic de produse, dar in unitati de mare capacitate, efluentii continand tone de poluanti nocivi, greu epurabili, foarte persistenti, cu efecte toxice si corozive, distructive pentru flora si fauna.

Industria petrolului si petrochimica - efluentii de la foraj - extractie contin pe langa titei si alte substante toxice producand o poluare persistenta. Efluentii proveniti din sectorul de rafinare contin diverse substante toxice.

Industria termoenergetica - deverseaza in apa lichide calde care au servit la racirea instalatiilor industriale sau a centralelor termoenergetice sau atomoelectrice, precum si cenusile si zgurile rezultate prin arderea carbunilor.

Industria celulozei si hartiei - apa evacuata este puternic poluata, pe langa efectele toxice directe si consumarea oxigenului dizolvat, se produc colmatari cu fibre ale albiei emisarului, ale instalatiei de captare a apei.

Industria alimentara - evacueaza o mare varietate de efluenti care au in comun poluarea cu substante organice usor biodegradabile de orgine animala si vegetala care in cantitati mari provoaca mortalitati piscicole. Prezenta produselor cu gust si miros dezagreabil, a substantelor colorate si a suspensiilor, fac apele improprii utilizarii casnice si industriale.

Industria pielariei si a produselor animale - evacueaza efluenti care pe langa poluantii organici, mai contin si substante chimice, dintre care unele toxice, in concentratii mari, fiind periculoase pentru viata acvatica si chiar pentru om.

Industria textila - in sectorul de prelucrare a inului, canepii si lanii brute rezulta ape impurificate organic ; in sectorul de finisaj si fibre sintetice rezulta in special substante de la baile de tratare chimica.

Industria sticlei - elimina efluenti care contin substante chimice anorganice toxice si particule de sticla care ranesc branhiile pestilor.

Hidrocentralele - produc modificarea calitatii apelor naturale prin oprirea curgerii. In barajele hidrocentralelor oxigenarea scade si se acumuleaza substante organice si anorganice (saruri, suspensii).

Agricultura - produce poluari cu consecinte greu de controlat atat pentru apele de suprafata cat si pentru cele subterane, prin utilizarea substantelor chimice expuse spalarilor prin ploi, irigatii etc.