8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
1/154
Subiecte examen
Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
Sesiunea de iarnă 2015‐2016
1. Disciplina REED – definiţie, scop, obiective.
2. Necesitatea reconstrucţiei ecologice.
3.
Opţiuni de acţiune ‐ Reconstrucţie. Reabilitare. Restaurare
4.
Considerente etice referitoare la reconstrucţia ecologică
5.
Degradarea ecosistemelor – definiţie, principalele cauze
6.
Supra‐exploatarea şi supra‐consumul – presiunile exercitate de societatea umană
7. Tragedia bunurilor comune şi supraexploatarea percepută ca o capcană socială
8.
Exploatarea sustenabilă şi cei trei piloni ai sustenabilităţii
9. Contaminarea, poluarea și degradarea – Definiţii. Generalităţi.
10.
Poluarea aerului – poluanţi ai aerului, ploi acide, reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră
11.
Poluarea și degradarea solului – clasificare, cauze
12. Poluarea apei – clasificare, cauze
13. Degradarea ecosistemelor şi speciile invazive
14. Decontaminare – generalităţi, necesitate , plan de decontaminare
15. Tehnici de decontaminare IN SITU – definiţie, avantaje/ dezavantaje, enumerare tehnici
16.
Tehnici de decontaminare EX SITU – definiţie, avantaje/ dezavantaje, enumerare tehnici
17.
Decontaminare IN SITU – tehnici de izolare, ecrane de decontaminare, bariere permeabile reactive.
18.
Decontaminare IN SITU – tehnici ”pompează şi tratează”, volatilizare.
19.
Decontaminare IN SITU – tehnici SVE ‐ sisteme de extragere a vaporilor din subteran, barbotarea cu
aer, injectarea de aer sau abur.
20.
Decontaminare IN SITU – tehnici de remediere termică, metode chimice, stabilizare şi solidificare.
21. Decontaminare IN SITU – bioremedierea ‐ generalităţi, principiu, tehnici, caracteristici, avantaje/
dezavantaje
22.
Decontaminare EX SITU – metode biologice, incinerarea, desorbţia termică, staţii de filtrare
23.
Biotehnologii de decontaminare – generalităţi, clasificare tehnologii, avantaje/dezavantaje
24.
Biotehnologii de decontaminare – micoremedierea (generalităţi, avantaje, dezavantaje)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
2/154
25. Biotehnologii de decontaminare – fitoremedierea (generalităţi, metode, avantaje, dezavantaje)
26.
Biotehnologii de decontaminare – dendroremedierea (generalităţi, avantaje, dezavantaje)
27. Reconstrucția terenurilor degradate prin acțiuni de revegetare/împădurire
28.
Proiectarea lucrărilor de reconstrucţie ecologică – generalităţi, schema ciclului de proiectare
29.
Proiectarea lucrărilor de reconstrucţie ecologică – identificarea şi evaluarea situaţiei 30.
Proiectarea lucrărilor de reconstrucţie ecologică – etapele generale de proiectare
31.
Proiectarea lucrărilor de reconstrucţie ecologică – acţiunile din ghidul SER – planificare conceptuală
şi pregătiri preliminare
32. Proiectarea lucrărilor de reconstrucţie ecologică – acţiunile din ghidul SER – Planificarea
implementării acţiunilor, Implementarea soluţiilor tehnice, Acţiunile de post‐reconstrucţie,
Evaluare şi control
33.
Proiectarea lucrărilor de reconstrucţie ecologică – audit post reconstrucţie şi monitorizare
Titular disciplină,
dr. Ciprian Palaghianu
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
3/154
12.01.2016
1
REEDReconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
dr. Ciprian PALAGHIANUFacultatea de Silvicultură
Universitatea Stefan cel Mare Suceava
2015‐2016
Cap 1. IntroducereREED – ce este?
REED – scop, obiective, istoric, concepte, necesitate
Conservare Vs Reconstrucţie.
Recostrucţie. Reabilitare. Restaurare.
Metode folosite în reconstrucţie.
Reconstrucţie ecologică ‐ etape
Considerente etice
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
4/154
12.01.2016
2
REED – Ce este?Procesul de asistare a procesului de refacere şi de
management al integrit ăţ ii ecologice a unui ecosistem
(SER 2002 ‐ Society for Ecological Restoration)
Arta şi ştiinţ a de a repara ecosisteme degradate la cel mai bun
nivel de autenticitate istorică (Mills, 1995)
Acţiunea umană de refacere într‐o perioadă restrânsă de timp a ecosistemelor care au suferit în urma unor perturbări majore degradări şi vătămări ale structurii şi funcţiilor.
REED – RESTORATION ECOLOGY
Restoration Ecology
Ecological Restoration
• Intervenț ia umană conștient ă și responsabil ă de restaurare
sau refacere a ecosistemelor și habitatelor alterate,
degradate sau distruse.
• Reconstrucț ia ecologică presupune ini ț ierea sau accelerarea
recuper ării unui ecosistem.
REED urmăreşte refacerea sănătăţii, integrităţii şi sustenabilităţii ecosistemelor.
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
5/154
12.01.2016
3
REED – Scop şi obiective
Scopul reconstrucţ iei ecologice este de a
reface complet componentele şi procesele unui
sit sau ecosistem distrus faţă de starea acestuia
la un moment dat, la un standard contemporan
sau c ătre o condi ţ ie dorit ă (Gayton 2001).
Se acţ ionează atât asupra componentei fizice a ecosistemului
(habitatul) cât şi asupra celei biotice (populaţ iile).
Obiectivul ‐ ecosistemul să arate şi să funcţioneze la fel ca înainte de perturbare (deşi este practic imposibil să se revină la starea iniţială), de la care istoric s‐a plecat.
Limitări legate de dinamica ecosistemuluiExistă o dinamică continuă a ecosistemelor – care stare să fie considerată stare inițială, de referință?Pot fi însă considerate aşa zise ecosisteme de referinţă.
Momentul
intervenției
Dinamica ecosistemului – O țintă în mișcare
Stare 1 Stare 2 Stare 3
perturbaredegradare
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
6/154
12.01.2016
4
Principalele direcț ii de acț iune:
• Restaurarea capitalului natural (populaț ii, specii, habitate)
• Reducerea sau atenuarea efectelor schimbărilor climatice
• Sprijinirea speciilor pe cale de dispari ț ie
•
Motive estetice sau sociale (peisaje sau obiective sociale)• Perspectiva moral ă – Poluatorul, pl ătește! (majoritatea
ecosistemelor sunt degradate în urma activit ăț ilor umane)
REED – Motivarea acțiunilor de RE
Acţiuni frecvente în cadrul REED
• Controlul eroziunii
• Reîmpădurirea
• Reinstalarea vegetaţ iei
• Reintroducerea speciilor native
• Controlul speciilor invazive
• Bioremedierea
• Reamenajarea cursurilor de apă
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
7/154
12.01.2016
5
REED – Chiar este necesară/oportună?Toate ecosistemele naturale (chiar şi cele degradate) dispun de
o capacitate general ă de autoreglare / autoreparare /
regenerare.
Succesiunea ecologică – asigură o permanentă dinamică a unui ecosistem – el poate să evolueze, să se modifice din punct de vedere al structurii, compoziţiei, funcţiilor, să se „reinventeze”.Putem confunda dinamica cu degradarea?
Este necesarăatunci reconstrucţia saureabilitarea ecologică?
REED – Necesitate?
Dezavantaje REED
• costisitoare• dificilă• implică mulţi factori biotici şi abiotici
• succesul operaţiei nu poate fi garantat – riscuri potenţiale mari
Este necesară atunci reconstrucţia sau reabilitarea ecologică?
Nu întotdeauna – se face anterior intervenţiei o EVALUARE! Sau se pot implementa măsuri de reconstrucţie parţiale (suportul pentru auto‐regenerarea naturală).Dar, acţiunea naturii e foarte lentă şi greu de controlat – ceea ce implică riscuri mari ale neintervenţiei în anumite situații.
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
8/154
12.01.2016
6
Legătura cu alte disciplineramură nouă a ecologiei, strânsă conectată cu:
• Ecologia conservării ‐ metode şi tehnici de prezervare
• Conservarea biodiversităţii ‐ sţiinţă interdisciplinară ce
studiază starea biodiversităţii în ecosistemele naturale, fiind
preocupată de protecţia speciilor, habitatelor şi populaţiilor.• Ecologia restaurării ‐ oferă concepte, modele, metode
şi unelte pentru acţiunile de reconstrucţie ecologică
CONSERVĂM ceea ce a mai rămas
sau
RECONSTRUIM ceea ce a fost cândva
CONSERVAREA şi RECONSTRUCŢIA ‐ complementare
Conservare VS Reconstrucţie
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
9/154
12.01.2016
7
Conservare VS ReconstrucţieRata extincției speciilor: de 1000‐10 mii mai mare decât rata ”normală”.
Reducerea habitatului – problema principală ce conduce atât la
dispariția speciilor cât și la reducerea funcțiilor ecosistemelor.
SOLUȚIA:
CONSERVAREA şi RECONSTRUCŢIA – complementare
Conservarea – păstrarea habitatelor neafectate
Reconstrucția – acționează asupra
habitatelor degradate
Reconstrucţie ecologică ‐ ISTORIC
• principiile generale formulate încă de acum sute de ani, dar dezvoltarea ca ştiinţă de sine stătătoarea abia în ultimele două decenii
• anii 80 ‐ John Aber şi William Jordan au introdus termenul de Reconstruc ţ ie ecologic ă
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
10/154
12.01.2016
8
Reconstrucţie ecologică ‐ concepte
• peisaj – ecologia peisajului
• disturbanțe /perturbări – impactul asupra ecosistemului
• succesiuni – evoluţia ecosist. de la simplu la complex
• fragmentarea habitatelor
• funcţiile ecosistemelor
• ecologia comunităţilor – asamblarea comunităţilor
Reconstrucţie VS Reabilitare
• Reconstrucţia ‐ presupune refacerea tuturor proceselor, subsistemelor, structurilor funcţionale ale unui ecosistem afectat de o perturbare majoră, înlocuind sau construind dacă este nevoie (noi) structuri/subsisteme distruse pentru
ca ecosistemul să poată sa‐şi îndeplinească funcţiile anterioare.
• Reabilitare (Remediere) ‐ se referă la acţiunile care urmăresc restabilirea principalelor funcţii şi procese ale unui sistem. Se oferă suport pentru ca ecosistemul afectat să‐şi reia cea mai mare parte a funcţiilor de care era capabil anterior confruntării cu o perturbare majoră.
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
11/154
12.01.2016
9
Reconstrucţie VS Reabilitare / Restaurare
Reconstrucţie
Reabilitare
1. Starea iniţială2. Perturbare
3. Acţiune
Reconstrucţie VS Restaurare
• Restaurare (Refacere) ‐ presupune readucerea unui ecosistem într‐o stare cât mai apropiată de cea originală –o stare specifică ecosistemului dinainte de o perturbare (se pot reface subsistemele originale, nu se introduc elemente
noi).
•Restaurare (Refacere)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
12/154
12.01.2016
10
Mustang degradat
Restaurare ca Mustang original
Reabilitare – Mustang funcţional
Reconstrucţie – Mustang tunat
Avansul tehnologic ‐ Tehnologii noi
• Bioremediere – tehnologii bazate pe folosirea microorganismelor pentru a înlătura poluanţii
• Fitoremediere ‐ se bazează pe capacitatea anumitor plante de a
bioacumula sau degrada poluanţi din sol, apă sau aer ‐ fitoextracţ ie, fitostabilizare, fitotransformare, fitostimulare (rizoremediere),
fitovolatilizare, rizofiltrare
• Micoremediere / micofiltrare ‐ folosirea miceliilor ciupercilor pentru decontaminare sau filtrarea reziduurilor toxice
• Bioextragere – extragerea metalelor cu ajutorul organismelor vii
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
13/154
12.01.2016
11
Bioextragere ‐ Bioleaching
•Kazem Kashefi şi Adam Brown ‐ Universitatea de Stat din Michigan, "alchimie microbiană"•bacteria Cupriavidus metallidurans extrage aurul din clorură de aur (un reziduu toxic)
Reconstrucţie ecologică – analiza preliminar ă• Analiza gradului de degradare şi a soluţiilor în funcţie de:
• natura perturbării
• amplitudinea perturbării• localizarea acesteia• subsitemele afectate• modificările produse / pierderile directe şi indirecte• resurse disponibile materiale şi imateriale
•TEST Care credeţi că sunt etapele unui proiect REED?
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
14/154
12.01.2016
12
Reconstrucţie ecologică ‐ ETAPE•identificarea zonei degradate şi a necesităţii reconstrucţiei
•caracterizarea ecologică a ariei ce urmează a fi ref ăcută
•formularea obiectivelor urmărite de reconstrucţie
•desemnarea unui sistem de referinţă (un ecosistem model) sau a unor indici de monitorizare
•verificarea viabilităţii planului de reconstrucţie
•planificarea şi proiectarea propriu‐zisă (inclusiv estimarea
resurselor ce vor fi necesare) •stabilirea protocoalelor de evaluare a soluţiei implementate şi a celor de monitorizare
•stabilirea obiectivelor şi măsurilor de protecţie pe termen lung
Considerente etice
• Alterarea ecosistemelor e o problemă controversat ă
• Reconstrucţ ia nu poate crea ecosisteme naturale (doar replici )
• Scopul reconstrucţ iei nu e de a crea un ecosistem nou ci de a "repara" şi ajuta să
repornească unul natural.
• Ecosistemele naturale sunt prea complexe pentru a putea fi total şi sigur "reconstruite" – prea multe exemple negative
• Echilibrul natural e greu de realizat într ‐o perioad ă prea scurt ă
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
15/154
12.01.2016
13
Considerente etice
•Dacă ne propunem să obţ inem un ecosistem similar unuia model (de referinţă ), ce referinţă să ne alegem?
•E posibil ca ecosistemul model să fie potrivit doar din perspectiva umană. De unde ştim că ecosistemul model nu este de asemenea
unul alterat ?
• Comunit ăț ile umane pot fi afectate de unele acț iuni (introducerea populaț iilor de carnivore mari, a speciilor lemnoase
frecvent afectate de incendii).
Considerente etice
•Costurile pot avea un impact negativ –
comunitatea poate considera costurile mult mai mari decât beneficiile sociale
și ecologice obț inute în urma implement ării proiectului.
• Unele ecosisteme sunt atât de degradate încât efortul de reconstruc ț ie este prea mare ( soluț ia ‐ atenuarea natural ă ).
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
16/154
12.01.2016
14
Implicare la nivel internaţional
SER ‐ Society for Ecological Restoration
Reviste cunoscute
RestorationEcology
EcologicalRestoration
EcologicalManagement & Restoration
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
17/154
12.01.2016
15
Cap. 2 FACTORII CARE CONDUC LA DEGRADAREA ECOSISTEMELOR
Supraexploatarea resurselor
Poluarea şi contaminarea ecosistemelor
Specii invazive
Ecosistem – ce este?
• Arthur Tansley (1935) – ecosistem• biocenoză + biotop
Abordare
• biologică – centrată pe organisme• funcţională – centrată pe funcţii/procese• geografică – centrată pe ecotop
Degradarea afectează direct sauindirect toate componentele ecosistemului!
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
18/154
12.01.2016
16
• Degradarea – procesul prin care ecosistemele sunt în mod progresiv contaminate, poluate, supra‐exploatate, fragmentate şi uneori chiar distruse(în urma intervenţ iei antropice)
• Deteriorarea principalelor componente
ale ecosistemului ‐ este implicată atât degradarea biotopului /habitatelor cât şi a componentei biotice ‐ biocenoza (populaţii, specii)
Degradarea ecosistemelor
Efectul degradării• Are loc o degradare şi o epuizare a resurselor de o bună calitate (resursele de aer, apă şi sol) cu unimpact nefavorabil asupra populaţiilor
ecosistemului
• Degradarea reduce capacitatea speciilor de a supraviețui și conduce în timp la extincţia unor specii.
• Se reduce drastic biodiversitatea
• Se reduce intensitatea funcțiilor ecoprotective
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
19/154
12.01.2016
17
Pericolul degradării
• Degradarea mediului ‐ este una din
cele Zece Pericole (Ten Threats)
recunoscute de Naţiunile Unite (ONU)
în 2004 în Panelul Ameninţărilor
Globale cu Grad Ridicat de Risc (High
Level Threat Panel )
• Cauze complexe
Degradarea antropică
Supra‐
exploatarea
Contaminarea/ Poluarea
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
20/154
12.01.2016
18
Supra‐exploatarea şi supra‐consumul• Între 1960 și 2000 populația globului s‐a dublat iar activitatea economică a crescut de 6 ori!
Supra‐exploatarea
• Exploatarea resurselor naturale ‐ totalitatea operaţiilor care urmăresc extragerea din mediu a unor resurse utile societăţii
•Resurse naturale fizice (neregenerabile / greu regenerabile) ‐ 80% din consumul global de energie este susţinut de resurse naturale
fosile (petrol, cărbune, gaz).
•Resurse naturale biologice (regenerabile ‐ păduri, populaţii din ecosisteme terestre sau acvatice)
•Exploatarea iraţională – exploatarea unei populaţii cu o intensitate care depăşeşte rata naturală de creştere (bilanţul mortalitate‐capacitate de reproducere) (e afectată capacitatea de regenerare aunei specii – poate conduce la extincţie)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
21/154
12.01.2016
19
Cauzele supraexploatării resurselor naturale
• Perspectiva funcţională – cauza este necunoaşterea sau neconştientizarea consecinţelor supraexploatării (nu se percepe modul de funcţionare sau efectul final)
• Perspectiva conflictuală – cauza este dominaţia anumitor entităţi sau grupuri ale societăţii asupra resurselor, ceea ce poate duce la o distribuţie şi o alocare inechitabilă a
resurselor (apar conflicte de interese cu privire la resurse).
• Perspectiva simbolistică – cauza este interacţiunea resurse –dezvoltare socială şi dependenţa excesivă a societăţii umane de resursele naturale.
Tragedia bunurilor comuneTragedy of the Commons
• economistul englez William Forster Lloyd a scris în 1833 un pamflet preluat apoi în 1968 de către un ecologist american, Garrett James Hardin, sub numele Tragedy of the Commons
Profit individual superior în cazul
deţ inerii unui
număr mai mare de
animale
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
22/154
12.01.2016
20
Epuizarea resursei – în acest caz a păşunii, prin introducerea mai multor animale
Luis de Molina (1535‐1600) observă o caracteristică general umană ‐proprietarii au mai multă grijă de bunurile individuale decât de cele comune
Supra‐exploatarea ‐ capcana socială
• Supra‐exploatarea este percepută ca o capcană socială ‐ obţinerea de către un grup a unor câştiguri imediate, care însă pe termen lung vor conduce la pierderi pentru
respectivul grup.• Supra‐consumul ‐ consumul resurselor depăşeşte capacitatea de susţinere a unui ecosistem. Prelungirea situaţiei de supra‐consum conduce la epuizarea resurselor şi degradarea mediului – influenţ at şi de suprapopulare
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
23/154
12.01.2016
21
Exploatarea – scenariul pesimist•Scenariul pesimist ‐ Capcana Malthusiană ‐ revenirea forţată la un nivel de dezvoltare mult inferior (de subzistenţă) ca urmare a faptului că dezvoltarea demografică poate depăşi nivelul resurselor (şi a producţiei agricole).
Dinamica populatiei
Explozia demografică
acum
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
24/154
12.01.2016
22
Presiunea societăţii asupra resurselor naturale
• Expansiunea terenurilor agricole
• Nevoia de terenuri de păşunat
• Dezvoltarea navigaţiei, oraşelor, reţelelor de drumuri
• Industrializarea
• Explozia demografică (7 mld oameni în prezent)
• Creşterea economică şi explozia consumului
• Politici şi strategii de dezvoltare nesustenabile
Probleme conexe supraexploatării
• reducerea suprafeţei acoperite de păduri
• deşertificarea
• extincţia speciilor
• migraţia forţată a unor specii/populaţii
• eroziunea solului şi degradarea terenurilor
• epuizarea unor resurse (petrol, gaz, cărbune, metale)
• creşterea concentraţiei gazelor cu efect de seră
• poluarea ecosistemelor terestre şi acvatice
• creşterea riscului de apariţie a unor dezastre naturale
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
25/154
12.01.2016
23
Exploatarea resurselor biologice prin pescuit
nu ei sunt problema ci ….
Exploatarea resurselor biologice prin pescuit
400 tone de macrou prinse de un vas de pescuit cilian
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
26/154
12.01.2016
24
Exploatarea resurselor biologice prin pescuit
Pescuitul excesiv
Pescuitul
Cantitatea de peşte pescuit a crescut de 5‐6 ori în ultimele 5 decenii
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
27/154
12.01.2016
25
Pescuitul – cantitatea pescuită1950 – 20 tone .................................... 1998 – 120 toneCantităţi reduse provenite din acvacultură
Situația flotelor de pescuit și efectele1950 VS 2006
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
28/154
12.01.2016
26
Pescuitul excesiv face peștii mai mici
http://www.theguardian.com/news/datablog/interactive/2013/may/21/ocean‐before‐and‐after‐overfishing
Pescuitul excesivmodifică lanțul trofic
Efect ‐ înmulțirea efectivelor de meduze
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
29/154
12.01.2016
27
Pescuitul – specii pe cale de dispariție
Marele alb
Tonul din Atlanticul de nord
Exploatarea resurselor biologice ‐ vânătoare
Numeroase specii în pragul extincţiei
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
30/154
12.01.2016
28
Braconajul
5000 de elefanţi braconaţi în Congo între 2009‐2011(Jules Caron – purtător de cuvânt WWF Africa)
Efectivul elefanţilor din Africa Centrală a scăzut înultimii 10 ani cu 62% ( Jerome Mokoko, Wildlife Conservation Society,
conferinţă Brazzaville 2013)
Specii periclitate încă vânate
Ghepardul și leul african
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
31/154
12.01.2016
29
Specii periclitate încă vânateHipopotamul, rinocerul negru și elefantul african
Specii periclitate încă vânate
Ursul grizzly și ursul polar1155$ autorizația de vânătoare 35.000$
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
32/154
12.01.2016
30
Cazul fericit ‐ lecția bizonului și zimbrului
Specii mai puțin norocoase ‐ dispărute
Mamutul Pasărea Dodo (Mauritius, 1681)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
33/154
12.01.2016
31
Specii mai puțin norocoase ‐ dispărute
Tigrul javaian 1970 Tigrul caspic, 1970
Specii mai puțin norocoase ‐ dispărute
Tigrul (lupul) tasmanian 1933 Leopardul de Zanzibar, 1990Benjamin
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
34/154
12.01.2016
32
Specii mai puțin norocoase ‐ dispărutePorumbelul voiajor american ‐ Martha, ultimul porumbel voiajor 1914
Specii mai puțin norocoase ‐ dispărute
Capra Ibex de Pirinei, 2000 Rinocerul negru Vest‐african, 2011(reînviată 7 min în 2009)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
35/154
12.01.2016
33
Exploatarea resurselor biologice ‐despăduriri
Exploatarea pădurii în bazinul Amazonului
Despăduriri
Exploatarea pădurii în Bolivia
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
36/154
12.01.2016
34
Distributia padurilor pe glob
Distributia padurilor pe glob
Suprafaţa ocupată de pădure acum 8000 de ani
aprox. 8 miliarde ha
pădure
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
37/154
12.01.2016
35
Distributia padurilor pe glob
Suprafaţa ocupată de pădure în prezent
3,952 miliarde ha
pădure
Harta despăduririlor în Romania ‐ GreenPeace
Defrișările de peste 1 ha între 2000 și 2011
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
38/154
12.01.2016
36
Exploatarea resurselor naturale fizice
Minerit – de suprafaţă sau în adâncime
Exploatarea resurselor naturale fizice
Efectul mineritului asupra peisajului și terenului
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
39/154
12.01.2016
37
Exploatarea resurselor naturale fizice
Efectul poluator al mineritului
Exploatarea resurselor naturale fizice
Câmp petrolier ‐ California
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
40/154
12.01.2016
38
Exploatarea resurselor naturale fizice
Platforma petrolieră Nowruz – Golful Persic 1983
Exploatarea sustenabilă
• Sustenabilitatea este capacitatea de a perpetua existenţa unui sistem şi a funcţiilor sale prin procese de reînnoire, menţinere, susţinere. • În accepţiune largă – este responsabilitatea pe termen lung (cu toate aspectele ecologice, economice, sociale)
• În ecologie – sustenabilitatea se referă lacapacitatea ecosistemelor de a‐şi menţine
în timp diversitatea, integralitatea şicapacitatea de producţie.
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
41/154
12.01.2016
39
Exploatarea sustenabilă•ONU, 1987 ‐ Dezvoltarea sustenabil ă este aceea ce satisface nevoile
prezentului f ăr ă a compromite abilitatea viitoarelor generaţ ii de a‐
şi satisface propriile nevoi.
•Cei trei piloni ai sustenabilităţii ‐ componenta de mediu, socială şi economică (suportabil, echitabil, viabil )
Cap. 2 FACTORII CARE CONDUC LA DEGRADAREA ECOSISTEMELOR
Supraexploatarea resurselor
Poluarea şi contaminarea ecosistemelor
Specii invazive
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
42/154
12.01.2016
40
Degradarea antropică
Supra‐exploatarea
Contaminarea/ Poluarea
• Contaminarea – creșterea concentrației anumitorelemente sau substanțe chimice peste o limită normalăadmisă. În cazul în care contaminarea conduce la efecte negative asupra resurselor biotice se vorbește de poluare.
•Poluarea – introducerea directă sau indirectă de produse și substanțe toxice ce au un impact negativ asupra resurselor și proceselor biotice.
• Degradarea – presupune alterarea calității, proprietăţilor, funcţiilor şi proceselor specifice, cel mai adesea ca rezultat al unor activități antropice ce implică contaminarea și poluarea.
Contaminarea, poluarea și degradarea
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
43/154
12.01.2016
41
Contaminarea și poluarea• Poluarea poate avea şi cauze naturale (erupţii vulcanice) dar în general este asociată activităţilor umane.
Omul introducea inițial în mediu dejecții denatură organică (ușor degradabile).
Ulterior a introdus produse mai rezistente/
sintetice, cu o durată de viață considerabilăși o toxicitate crescută.
Poluarea ‐ tipuri
Principalele tipuri de poluare
• a aerului• a apei
• a solului
• Adesea poluare MIXTĂdatorită circuitului unor elemente în ecosisteme.
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
44/154
12.01.2016
42
Migrarea poluanţilor
Poluarea – generalităţi
• 500 tone de poluanți chimici anual (Kvesitadze et al, 2006)
Principalele categorii de poluanţi
• biodegradabili ‐ substanţe ce se descompun rapid în mediu• nedegradabili ‐ substanţe care nu se descompun sau se descompun foarte lent (compuşi bifenili policloruraţi PCB, dioxine, pesticide ‐ fungicide, insecticide – DDT, compuşi radioactivi)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
45/154
12.01.2016
43
Poluarea aerului – situatie NASA 2013•Mortalitatea cauzată de poluarea aerului – model NASA 2013 calculat pe baza datelor din perioada 1850‐2000 (decedați/an/1000km2)• Model conceput de Jason West (http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/3/034005/)• Anual mor 2,1 milioane de oameni din cauza poluării (cauză directă)
Poluarea aerului•Poluarea aerului ‐devine o problemă odată cu industrializarea• poluanți primari ( CO, CO2, NO, NO2, SO2) – eliberați direct în mediu în general de industrie și transporturi (dar și natural de vulcani)• poluanți secundari ( H2SO4, H2O2, SO3) – rezultați prin reacția poluanților primari (sintetizați în mediu)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
46/154
12.01.2016
44
Poluarea aerului•Efecte: ploi acide, efect de seră,toxicitate/reducerea calității aerului
•oxizii de sulf (SO2) –produs şi de erupţiile vulcanice şi deindustrie, provoacă ploi acide
•oxizii de azot (NO2) ‐ produs în procese de ardere (emisiile autovehiculelor) şi de fulgere, e un gaz brun toxic
•SO2 şi NOx – responsabili de formarea ploilor acide
•dioxid de carbon (CO2) – produs de industrie și transporturi
Formarea ploilor acide
•oxizii de sulf (SO2) şi oxizii de azot (NO2) formează acidul sulfuric (H2SO4) şi acidul azotic (HNO3)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
47/154
12.01.2016
45
Formarea ploilor acide
Efectul ploilor acide
Efectul ploilor acide asupra pădurilor (Cehia şi Germania)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
48/154
12.01.2016
46
Alţi poluanţi ai aerului• monoxidul de carbon (CO) ‐ inodor, incolor dar foarte toxic, produs de arderile incomplete
• dioxidul de carbon (CO2) ‐ inodor, incolor, ne‐toxic, produs de arderi, prod. de ciment, respiraţie (provoacă efectul de seră)
• ozonul (O3) ‐ gaz urât mirositor, toxic (dar cu un rol benefic în stratosferă UV)
• amoniacul (NH3) ‐ produs în procesele agricole
• clorofluorocarbonati (CFC / freon) ‐ atacă stratul de ozon
• dioxinele – subst. toxice, cancerigene, generate de ind. chimicăproducătoare de pesticide, ind. de celuloză şi hârtie, automobile
• metale grele – 11 controlate de UE ‐ arsenic, plumb, cadmiu, cobalt, crom, cupru, mercur, mangan, nichel, aluminiu şi taliu
Amprenta ecologică
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
49/154
12.01.2016
47
Dinamica CO2Pădurile conţin 60% din vegetaţia
fixatoare de carbon
Creşterea de cca. 1,5 ppm/an
Reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră
• Protocolul de la Kyoto (1997) – intrat în vigoare în 2005• reducerea emisiilor de CO2 cu 5,2% faţă de nivelul 1990
• perioada activă: 2008‐2012• pînă în prezent 174 de ţări au ratificat protocolul (mai puţin SUA, India, China)
• mecanisme flexibile – tranzacţionarea creditelor de emisie conform Schemei Investiţiilor Verzi (GIS)
• România – emisiile de gaze în 2005 au fost cu 45,6% sub nivelul celor din 1989 (colapsul industriei grele) conform Agenţiei Europene pentru Protecţia Mediului (EEA)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
50/154
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
51/154
12.01.2016
49
Amprenta ecologică – emisii CO2
O soluție ‐ stocarea carbonului
• CCS ‐ carbon capture and sequestration• ar putea fi mai ieftin să stocăm carbonuldecât să construim mașini șiavioane care să polueze
mai puțin.
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
52/154
12.01.2016
50
Stocarea carbonului• extragerea CO2 și stocarea sa terestră, oceanică sau geologică• tehnologia curentă – injectarea CO2 în zăcămintele epuizate de gaz sau petrol, în acviferele saline sau adânc în straturile bazaltice
Stații de stocare a carbonului• adaptarea termocentralelor în vederea stocării CO2‐ului• în România ‐ proiectul termocentralei Turceni 6
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
53/154
12.01.2016
51
Stocarea carbonului
Arbori artificiali care extrag CO2• proiectul din UK (Institution of Mechanical
Engineers)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
54/154
12.01.2016
52
Arbori artificiali ‐ Boston Treepods• proiectul Boston Treepods (Massachusetts, USA)• arbori artificiali cu funcț ii multiple• integrare în zone urbane
Boston Treepods
• integrare în zone urbane
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
55/154
12.01.2016
53
Poluarea și degradarea solului• Contaminarea solului – creșterea concentrației anumitor elemente sau substanțe chimice peste o limită normală admisă în sol.• Poluarea solului – introducerea directă/indirectă de produse și subst. toxice ce au un impact negativ asupra proceselor biotice din sol.
• Degradarea solului – degradarea presupune reducerea sau pierderea anumitor valori sau funcții specifice solului, cel mai adesea ca rezultat al
unor activități antropice (agricultura și zootehnia intensivă,eroziunea, managementul deșeurilor).
Poluarea solului ‐ cauze• Agricultura ‐ îngrăşăminte, pesticide și erbicide ce conduc la contaminare, irigații necorespunzătoare ce pot determina acumularea de săruri, tehnici intensive și inadecvate de lucrare mecanică a solului.• Industrie – evacuarea apelor sau a altor produse reziduale sau deversări accidentale ce conduc la acumularea de substanţe toxice
(săruri, metale grele, materiale radioactive) • Depozitarea deșeurilor – scurgerea de solvenți, substanțe solubile• Canalizare – scurgeri ale sistemului de canalizare
• Precipitațiile/inundațiilepot conduce la extindereazonei contaminate.
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
56/154
12.01.2016
54
Poluarea solului – pesticide în agricultură• Agricultura intensivă şi pesticidele• Certificarea este necesară
• Pesticidele – denumirea genericăa substanțelor destinate protecţiei
plantelor cultivate împotriva bolilor şi dăunătorilor
• Fungicide, insecticide, bactericide, acaricide, erbicide, rodenticide.
•DDT – insecticid organoclorurat, sintetizat încă din 1874, • folosit ca insecticid din 1939 și împotriva răspândirii malariei.
DDT – Silent Spring (Rachel Carson)
•1962 – apare cartea Silent Spring
care determinăinterzicerea DDT în SUA din 1972
•1970‐1980 – începe interzicerea DDT‐ului(ciclu de înjumătăţire 10‐15 ani)
• în anul 2004 prin „Convenția de la Stockholm” s‐a interzis DDT pe tot globul pentru agricultură
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
57/154
12.01.2016
55
Degradarea solului și lucrările agrotehnice• Degradarea ‐ pierderea totală sau parțială a productivității terenurilor ca rezultat direct/indirect al activităților umane.
•În fiecare an, aproximativ 12 hectare de teren agricol sunt transformate în deşert din cauza acţiunilor oamenilor (Luc Gnacadja, secretarul executiv al Convenţiei ONU de Luptă împotriva Deşertificării ‐UNCCD)
•40 % din terenurile agricolesunt puternic degadate la nivelmondial (Ian Sample, 2007)
Situația globală a terenurilor degradate
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
58/154
12.01.2016
56
Degradarea terenurilorLa nivel global – 2 miliarde de hectare (conform GLASOD ‐ TheGlobal Assessment of Soil Degradation) (Oldeman et al., 1990).
Rapoartele FAO TerraSTAT (Bot et al., 2000) – 6 miliarde ha
În RomâniaInstitutul de Cercetări pentru Pedologie şi Agrochimie apreciazăcă peste 6,5 milioane de hectare sunt afectate de eroziune
(Dumitru et al., 2002).Dintre acestea ‐2,5 milioane de hectare puternic degradate4,6 mil ha terenuri agricole cu eroziune de suprafață2 mil ha cu eroziunea în adâncime și alunecările
Degradarea terenurilor ‐ cauze• înlăturarea vegetației naturale, ceea ce induce eroziunea
• practici agricole deficitare ce sărăcesc solul sau îl destructurează
•expunerea terenurilor la lucrări de mecanizare cu utilaje grele
• contaminarea solului cu substanțe chimice periculoase•tehnici deficitare de irigare
• creșterea animalelor și supra‐pășunat
•exploatarea unor resurse ‐ piatră, nisip, argilă, minerale
•slab management al deșeurilor
•dezvoltarea urbană
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
59/154
12.01.2016
57
Poluare determinată de depozitareadeşeurilor toxice• deșeuri toxice nebiodegradabile (chiar radioactive) sau cu ciclu mare de înjumătățire
Depozitarea deşeurilor
• cimitirul din Sulaibiya (Kuweit) ‐peste 7 mil. de cauciucuri uzate
•Cimitirul de anvelope uzate –vizibil din spaţiu
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
60/154
12.01.2016
58
Managementul deșeurilor radioactive• Posibilități limitate – în general tehnici de depozitare și nu de tratament (inactivare prin transmutație)• Riscuri mari asociate depozitării
• Tehnici de depozitare:• depozitarea uscată (depozite izolate)• bazine de depozitare• în sedimentele oceanice de adâncime
• în puțuri adânci (4‐5 km)
• Tehnici de izolare:• Vitrificarea reziduurilor• Synroc ‐ izolare în roci sintetice• Cimentare (DUCRETE, Saltcrete)
Depozitarea deșeurilor radioactive
• depozitarea în bazine și depozitarea uscată
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
61/154
12.01.2016
59
• depozitarea în spațiu
• depozitarea în zone de subducție
• depozitarea pe platforma Antarcticii
• dezvoltarea de tehnologii de reutilizare a
deșeurilor
• Tehnicile de depozitare în gropi oceanice
nu mai sunt permise
Deșeurile radioactive – alte soluții
Poluarea apei• Contaminarea prin deversarea în apă a unor substanţe chimice toxice sau acumularea de materiale cu un impact negativ asupra speciilor din ecosistemele acvatice.
• Alterarea caracteristicilor fizice, chimice și biologice ale apelor
În funcție de localizare și tipul apei• Poluarea apelor dulci• Poluarea apelor marine
• Poluarea apelor de suprafață• Poluarea apelor subterane
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
62/154
12.01.2016
60
Poluarea acvatică – tipul sursei de poluare•Ptr apele de suprafață:• de tip punct (deversarea de reziduuri prin conducte/scurgeri) • surse difuze (surse greu identificabile cu efect cumulativ în timp a substanţelor toxice – infiltrarea în pânza freatică a compuşilor azotului folosiţi în agricultură)
•Poluarea apelor subterane – în general indirectă, a apei freatice și acviferelor
Poluarea apei – deversarea de substanţe în portul din Rio
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
63/154
12.01.2016
61
Poluarea apei – efecte asupra biocenozei
Principalele tipuri de poluare a apei
• Acidificarea apelor
• Eutrofizare (mai ales în golfuri, lagune)
•
Aglomerarea de deşeuri şi reziduuri solide (plastice consumate)
• Poluare cu substanţe toxice (cu metale grele ‐ mercur,
plumb, arsenic; pesticide)
• Poluare fonică (este afectată ecolocaţia)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
64/154
12.01.2016
62
Poluarea acvatică – cauze 1
• Deversarea de reziduuri prin canalizare (deversări netratate)
• Fertilizatori (reziduuri din agricultură ce conțin azot și
fosfor ce cresc troficitatea și reduc gradul de oxigenare)
• Apele reziduale folosite în industrie (reziduuri din industrie,
insuficient tratate în stațiile de filtrare sau epurare)• Reziduuri chimice (detergenți, bifenili policorurați, metale grele)
(cazul poluării cu mercur din golful Minamata, din 1983)
Poluarea acvatică – cauze 2
•Deșeuri radioactive (cazul deversării uzuale
apelor uzate folosite în centralele nucleare ‐ Sellafield și
Cap La Hague în Europa , uneori accidente – Fukushima +
depozitarea deșeurilor uzate)
• Poluarea cu petrol (accidente navale în zona de coastă sau
scurgeri de la platformele petroliere marine)
• Mase plastice (afectează direct nu doar calitatea apei dar și
speciile)
• Poluarea cu specii invazive (transportate în balastul navelor)
•Alte forme: poluare termică industrială, perturbarea
sedimentelor prin lucrări hidrotehnice
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
65/154
12.01.2016
63
Poluarea apei – Marea miasmă 1858• 1858 – Londra – The Great Stink
• poluarea Tamisei cu reziduuri menajere pe fondul unei veri călduroase
• Londra va dezvolta în urma acestui eveniment un sistem de canalizare modern
Deversările marine petroliere (în 2009 – zona de coastă)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
66/154
12.01.2016
64
1989 – Alaska – Exxon ValdezLocalizare – Alaska ‐ recif cu ecosistem complexTip – accident maritim (eşuarea unui tanc petrolier în recif)Cantitate deversată – 40‐100 mii t Dezavantaj natural‐ temperatură scăzută (microorganismele ce descompun petrolul nu rezistă), petrolul nu se evaporă.Cost
3,5 mld. dolari6,3 mld. dolari
Cost actualizat
1989 – Alaska – Exxon ValdezInstalarea de bariere (estacade)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
67/154
12.01.2016
65
1989 – Alaska – Exxon ValdezExtindere
1989 – Alaska – Exxon ValdezPresiune enormă mediatică – efort imens, dar multe greşeliIntervenţie târzie – estacadele şi separatoarele au lipsit iniţial (mecanismele se blocau frecvent datorită vâscozităţii mari)S‐a folosit inclusiv curăţarea cu apă fierbinte sub presiune
(activitate foarte controversată – a afectat pop. locale)
S‐a folosit un dispersanttoxic (Corexit)
Impact ecologic major
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
68/154
12.01.2016
66
1989 – Alaska – Exxon ValdezEfort imens – 4 ani (doar în sezonul cald s‐a putut interveni).
În perioada de maximă activitate – peste 10 mii muncitori, peste 1000 de vase, peste 100 de avioane/elicoptere.Efectul ‐ mai puţin de 10% din petrol a fost îndepărtat.
1989 – Alaska – Exxon ValdezCurăţarea păsărilor şi focilor cu Dawn (detergent de vase)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
69/154
12.01.2016
67
2010 – Golful Mexic ‐ Deepwater HorizonTip deversare – platformă petrolieră (BP ‐ British Petroleum)Cantitate – 0,6 milioane toneCosturi aprox.‐ 38‐41 miliarde dolari !!!!!!!!!14 mld. – costuri de restaurare a aprox. 7000 km coastărestul – compensaţii, amenzi, costuri reprez. juridică
timpul necesarsigilării puţului 5 luni
... cel mai (actual şi) mediatizat mare accidentecologic marin
2010 – Golful Mexic ‐ Deepwater Horizon
Localizare contaminare – Golful Mexic şi delta fluviului Mississippi
4 state afectate
Louisiana
Mississippi
Alabama
Florida
2 mari rezervaţii naturale
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
70/154
12.01.2016
68
2010 – Golful Mexic – izolarea poluăriiMontarea de bariere plutitoare / estacade
deficienţe de montajinsuficiente iniţial
eficiente doar în zone de calm
2010 – Golful Mexic – dispersareS‐a folosit acelaşi agent dispersant toxic ‐ Corexit
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
71/154
12.01.2016
69
2010 – Golful Mexic – curăţare3 abordări de curăţare a petrolului din apă:
• Incendierea petelor de petrol (poluează aerul)• Filtrarea in SITU • Colectarea pentru procesarea ulterioară (separatoare)
2010 – Golful Mexic – curăţare• Incendierea petelor de petrol izolate cu bariere plutitoare
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
72/154
12.01.2016
70
2010 – Golful Mexic – efecteImpact major ecologic – estimări ce arată că 75% din petrol a rămas în mediul Golfului
Efecte resimţite de‐ Speciile locale din zonă (mutaţii)‐ Probleme de sănătate pentru populaţia umană‐ Industria pescuitului
‐ Turism‐ Economie‐ Legislaţia de mediu – responsabilitatea accidentelor
Efecte încă incomplet evaluate în prezent.
Deepwater Horizon ‐ extindere
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
73/154
12.01.2016
71
Deepwater Horizon ‐ extindere
Deepwater Horizon ‐ extindere
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
74/154
12.01.2016
72
Deepwater Horizon ‐ extindere
Poluarea apei – acumularea de deşeuri
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
75/154
12.01.2016
73
Poluarea apei – un nou continent din deșeuri
Charles J. Moore descoperă în 1997 – în cursa Transpac, o zonăimensă de deșeuri în Pacific (zona curentului Pacificului de nord –un vortex ce ”culege” deșeurile)
Poluarea apei – un nou continent
http://www.hotnews.ro/stiri‐international‐14701453‐expeditie‐pleaca‐cautarea‐continentului‐plastic‐din‐pacific‐sfarsitul‐lunii‐mai.htm
Captain Charles Moore on the seas of plastic ‐http://www.youtube.com/watch?v=M7K‐nq0xkWY
http://en.wikipedia.org/wiki/Great_Pacific_Garbage_Patch
• Suprafața estimată – 1 ‐15 mil. km2 (aproape cât America de Sud)
• 2013 – Agenția spațială franceză (CNES) organizează o expediție
spre vârtejul din Pacificul de Nord (Patrick Deixonne).
• Estimează suprafața plăcii de deșeuri la circa 3,4 milioane de km2.
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
76/154
12.01.2016
74
Acidifierea oceanelorNivelul CO2‐ului la suprafața oceanelor în 1990
Acidifierea oceanelor – dinamica PH‐uluiDinamica PH‐ului în perioada 1700‐1990
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
77/154
12.01.2016
75
Recifurile de coraliSisteme bioecologice formate din colonii de animale marine ce construiesc structuri din carbonat de calciu
Recifurile de corali sunt specifice apelor calde, puţin adânci, cu un conţinut redus de nutrienţi.
Sisteme foarte fragile –sensibile la calitatea apei (ph)şi temperatura ei –majoritatea recifurilor
situate în interiorul zoneidelimitate de
izoterma de 20° C.
Recifurile de coraliBiodiversitate excepţională ‐ adevărate "păduri tropicale" ale mărilor. Procent de sub 0,1% din suprafaţa oceanului, dar găzduiesc 25% din totalitatea speciilor marine
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
78/154
12.01.2016
76
Impactul antropic asupra oceanelorstudiu Benjamin Halpern
Navigația
Rutele navale din 2004 – creştere constantă a rutelor an de an
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
79/154
12.01.2016
77
Speciile invaziveMajoritatea speciilor invazive deplasate de către nave în balast
Rezultatul poluării marine la nivel global
• Populaţiile de mamifere marine, păsări, peşti şi reptile au scăzut cu
49% faţă de anul 1970 (raport oficial WWF 2015 – analiză f ăcută pe
1200 de specii).
• Populaţiile de ton şi macrou au scăzut cu 74% faţă de anul 1970.
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
80/154
12.01.2016
78
„Bomba cu ceas” de pe fundul Mării Baltice• După al doilea război mondial Uniunea Sovietică şi Marea Britanie
au deversat (1947‐1948) aproximativ 65.000 de tone de arme chimice germane în adâncurile Mării Baltice.
• un potenţial dezastru ecologic în cazul în care armele se vor degrada, iar conţinutul lor se va vărsa în mare.
• Cercetări recente au descoperit urme de gaz muştar (iperită) pe fundul mării în Golful Gdańsk ‐ coroziunea metalului permite substanţelor chimice toxice să
se scurgă în apă.
Moștenirea războaielor
• Teatrele de război – contaminate ca urmare a folosiri de arme: • Chimice
• Biologice
• Radioactive
•
Ex: Războiul din Vietnam sau războiul din Golf (Irak)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
81/154
12.01.2016
79
Poluarea în spaţiu
Space – final frontier? ... valabil şi în cazul poluării
Poluarea în spaţiu
Deşeurile spaţiale – o viitoare mare problemă
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
82/154
12.01.2016
80
Deşeurile spaţiale
Poluarea în spaţiu racheta balistică intercontinentala lansatăde Rusia din Kazahstan (Topol/SS‐25) în 10oct. 2013 (lansare tăcută – neanunțată), descoperită și fotogafiată de astronautulitalian Luca Parmitano de pe statia Spatialainternationala ‐ ISS) ‐ și norul lăsat în urma
dezintegrării sale.
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
83/154
12.01.2016
81
Supraexploatarea / Poluarea şi speciile invazive• SUPRAEXPLOATAREA resurselor (naturale, biotice) şi/sau CONTAMINAREA mediului poate să conducă la dispariţia şi / sau înlocuirea anumitor populaţii sau specii dintr‐un habitat sau ecosistem cu altele – datorită modificărilor apărute în favorabilitatea habitatelor şi în lanţurile trofice.
• Speciile invazive – specii exotice care nu au o formă de control natural în noile habitate (lipsa de prădători, dăunători, erbivore) şi reuşesc să domine şi chiar să elimine populaţiile locale, prin mecanisme de competiţie superioare şi alte adaptări specifice (sp. generaliste cu cicluri rapide de reproducere şi dezvoltare, abilităţi superioare de dispersie, toleranţă mare şi adaptabilitate crescută la condiţiile de mediu – plasticitate fenotipică deosebită).
Speciile invazive• Speciile invazive – domină noile habitate și populaţiile locale (se răspândesc rapid și provoacă modificări în ecosisteme)•Cele mai mari probleme sp. adventive (exotice, alohtone, neindigene)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
84/154
12.01.2016
82
Etapele ”invaziei”
1. Transportul / Introducerea1. Transportul / Introducerea
2. FIXAREA2. FIXAREA
3. RĂSPÂNDIREA3. RĂSPÂNDIREA
4. IMPACTUL4. IMPACTUL
Specii invazive – EFECTE
• REDUCEREA BIODIVERSITĂȚII
• prin competiție, prădătorism, agenți patogeni, erbivorism
• MODIFICAREA HABITATULUI
• POLUARE GENETICĂ
• EFECTE ECONOMICE (benefice sau negative)
• EFECTE ASUPRA SĂNĂTĂȚII UMANE
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
85/154
12.01.2016
83
Specii invazive – VECTORI
• VECTORI NATURALI
• vectori fizici ‐ vânt, curenți marini
• vectori biologici – animale purtătoare
• VECTORI ARTIFICIALI – mijloace de transport (intr. accidentală)
• Ptr. introduceri intenționate:
• motive economice ‐ agricultura, silvicultura, zootehnia, piscicultura
• animale domestice sau
de companie
Specii invazive – introducere intenţionată
• Introducerea intenţionată – introducerea deliberată a animalelor domestice (caini, pisici, porci, oi, capre) în habitate izolate (insule) unde speciile introduse nu au pradători sau competitori naturali
• Exemple
• introducerea caprelor în insula Sf. Elena(1513) a dus la dispariţia unui număr foartemare de sp. de plante
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
86/154
12.01.2016
84
Specii invazive – introducere intenţionată• Veveriţa gri canadiană – introdusă în Marea Britanie, purtătoare a virusului POX ce a decimat populaţiile native de veveriţă(introducerea unor boli – o altă problemă)
• introducerea salcâmului în Europa sau a eucaliptului ‐ Pen. Iberică, Africa de Sud
• Spartina – plantă introdusă în China (pe fluviul Yangtze) din America de Nord, pentru prevenirea eroziunii – a devenit invazivă și înlocuiește vegetația naturalăspecifică mangrovelor cu efecte asupra mamiferelor și păsărilor
Specii invazive – introducere intenţionată
• crapul asiatic – o mare problemă în America de nord• zona marilor lacuri foarte afectată, dar și unele fluvii (Mississippi și Illinois )
• bariere de protecție și combatere agresivă prin pescuit
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
87/154
12.01.2016
85
Specii invazive – introducere intenţionată• Australia ‐ exemplul negativ de introducere a a numeroase specii
•1788 – introducerea iepurelui european (încercări de combatere prin introducerea vulpilor (1833‐1845) – altă greșeală, apoi prin combaterea cu ajutorul virusului Myxoma – iepurele a dezvoltat imunitate)
Specii invazive – introducere intenţionată
• broaștele râioase ale trestiei de zahăr (Bufo marinus) – introduse în 1935 în Australia pentru controlul gândacului trestiei (din Hawai)• otrăvitoare dacă este mâncată – de șerpi, crocodili
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
88/154
12.01.2016
86
Specii invazive – Bufo marinus• a reușit să pericliteze populația de crocodili pitici – intoxicați
Specii invazive – Bufo marinus• extinderea previzionată
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
89/154
12.01.2016
87
Specii invazive – introducere accidentală• Introducerea accidentală ‐ introducerea neprevăzută a unor specii în habitate izolate (insule) unde speciile introduse nu au pradători sau competitori naturali
• Şobolanii – odată cu dezvoltarea navigaţiei• Scoicile zebră în marile lacuri din America de Nord (balastul navelor)
Specii invazive – scoicile zebră
• răspândire rapidă în America de Nord – efecte economice și ecologice majore
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
90/154
12.01.2016
88
Specii invazive în mediul acvatic• traseele de răspândire și principalele zone afectate•http://www.international‐marine.com/invasivespecies/what‐are‐invasive‐species.aspx
Specii invazive – albina africanizată
• Albina africanizată – hibrid între albina africană și specii europene de albine obținută în 1956 în Brazilia
• introduse ”accidental” ?
• foarte agresivă cu celelalte specii de albine
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
91/154
12.01.2016
89
Specii invazive – albina africanizate•Extinderea roiurilor de albine africanizate din Brazilia spre America Centrală și de Nord
Specii invazive – introducere accidentală
• de la Crocodilul de Mureș (Lăpuș) la Pitonul de Florida :‐)•Introducerea accidentală în habitate nespecifice a unor “animalede companie”
•Pitonii abandona
ți au
redus diversitateamamiferelor mici în Florida
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
92/154
12.01.2016
90
Specii invazive – mijloace de control
• MECANICE• îndepărtare mecanică, captură, vănătoare
• CHIMICE • pesticide, insecticide, fungicide
• BIOLOGICE • prădători, agenţi patogeni
•Problemă controversată legată de etică
Specii invazive – propuneri UE
• Politici comune pentru că efectele
prezenței speciilor alogene invazive
se manifestă pe plan economic și ecologic.
• Rapoartele UE arată 12.000 sp. alogene (2013) din care
15% au potențial invaziv
• Rețeaua europeană de informare cu privire la speciile
alogene (http://easin.jrc.ec.europa.eu/ )
•European Alien Species Information Network
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
93/154
12.01.2016
91
Propuneri de intervenție UETipuri de intervenție propuse:• prevenire: controale pentru a preveni introducerea intenționată• avertizare timpurie și reacție rapidă: inclusiv luarea de măsuri imediate pentru eradicarea speciei respective;•gestionarea speciilor alogene invazive care prezintă motive de îngrijorare: în cazul unei largi răspândiri a unor specii care prezintămotive de îngrijorare la nivelul UE
România•ORDIN Nr. 979 din 10 iulie 2009 privind introducerea de specii alohtone, intervenţiile asupra speciilor invazive, precum şireintroducerea unor specii indigene
Specii invazive în Romania
• Salcâmul, amorfa (salcâm pitic), cenușer (oțetarul fals), arțarul american, frasinul de Pensilvania (Paulownia, iarba elefantului)
• Speciile genului Amaranthus (talpa gâștei),sânzienele de grădină, vița canadiană
•
Mamifere: câinele enot, veverița canadiană• Crapul chinezesc, păstrăvul curcubeu
melcul Rapana, midiile Dreissena.
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
94/154
12.01.2016
92
Specii invazive – org. modificate genetic
• Introducerea OMG ‐ introducerea unor organisme care au inserate în genomul lor, prin tehnologii transgenice, gene de la alte organisme (în general se urmăresc caracterele de augmentare a producţiei sau de rezistenţă la factori de mediu sau factori dăunători biotici).
Organisme modificate genetic
• efect controversat – probleme ecologice şi etice
• impactul asupra biodiversităţii – încă monitorizat şi studiat
• Pierderi la nivelul biodiversităţii şi pierderea unor importante soiuri / varietăţi locale(soia, porumb, rapiţă)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
95/154
12.01.2016
93
Organisme modificate genetic• 5 țări produc 95% din totalul producției de OMG• corporații influente
Frankenfish• în nov. 2015 FDA a aprobat consumul de somon modificat genetic• la 18 luni – 60 cm (iar cel crescut în ferme până acum doar 32 cm).
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
96/154
12.01.2016
94
Organisme modificate genetic• impactul asupra omului ‐ controversat
Capitolul 3 ‐ Tehnici de decontaminare
Necesitatea decontaminării
Tehnici de decontaminare in situ
Tehnici de decontaminare ex situ
Biotehnologii de decontaminare
Bioremedierea. Fitoremedierea. Micoremedierea
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
97/154
12.01.2016
95
Tehnici de reconstrucţie ecologicăFactori de degradare Măsuri tehnice
aplicate habitatuluidegradat
Măsuri biologiceaplicate biocenozei
Supraexploatare
Poluaredecontaminare
alte lucrări tehnice
Reinstalarea vegetaţiei şi faunei
Controlul populaţiilor
Speciiinvazive
OMG
Necesitatea decontaminării
• decontaminarea – prima etapă în reconstrucţia ecosistemelor degradate
• necesitate – refacerea habitatelor / crearea condiţiilor de aplicare a măsurilor biologice – habitatul fiind suportul fizic al populaţiilor ecosistemului
• Planul de decontaminare – acţiune planificată şi coordonată, cu implicaţii ecologice, sociale, economice şi etice.
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
98/154
12.01.2016
96
Măsuri preventive şi alternative• monitorizarea zonelor de risc potenţial
• stoparea procesului de contaminare
• măsuri de limitare a extinderii contaminării
•Alternativa – atenuarea naturală ‐ capacitatea micro‐organismelor indigene din zonele contaminate de a reface în
timp arealul contaminat (metabolizarea contaminanţilor şi transformarea acestora în compuşi netoxici).
• Avantaj – nu implică măsuri şi nici costuri
•Dezavantaj – chiar dacă este posibil, este un proces lent
Informaţii necesare planului de decontaminare• tipul substanţei contaminante (organică / anorganică, biodegradabilitate, raportul carbon‐azot, proprietăţi fizice şi chimice,
solubilitate, grad de toxicitate – ptr. stabilirea urgenţei de intervenţie)
•tipul substratului contaminat (sol ‐ tipul de sol, apă ‐stagnantă/ curgătoare, temperatură, alcalinitate‐aciditate)
•magnitudinea contaminării (intensitatea, aria de răspândire, gradul sau tiparul de dispersie, momentul iniţial al contaminării)
• timp necesar pentru decontaminare
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
99/154
12.01.2016
97
RESURSE necesare contaminării
Să nu uităm de:
COSTURI !!!(foarte importante)
Costuri în general mari!Nimeni nu vrea să plătească
Resurse financiare, tehnologice, umane, de timp.
Tehnici tradiţionale de decontaminare• tehnica sapă şi aruncă (pentru sol şi reziduuri solide)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
100/154
12.01.2016
98
Tehnici tradiţionale de decontaminare• tehnica pompează şi tratează (pentru resurse de apă)
Decontaminarea In SITU vs Ex SITU•Remedierea in situ – tratarea / procesarea substratului contaminat chiar la locul contaminării
• Remedierea ex situ ‐ înlăturarea substratului contaminat şi transportul acestuia în staţii de decontaminare
in situ ex situ
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
101/154
12.01.2016
99
Tehnici de decontaminare IN SITU• izolarea zonei poluate prin ecrane impermeabile; izolare hidraulică;
•bariere permeabile reactive sau ecrane impermeabile cu porţi de epurare;
•pomparea şi epurarea la suprafaţă a apei poluate;
•metode termice de decontaminare prin injectarea aburului, încălzire electrică sau prin unde radio;
•sisteme de aspiraţie a vaporilor din subteran pentru recuperarea compuşilor organici volatili şi semi‐volatili;
Tehnici de decontaminare IN SITU
•barbotarea cu aer, injectarea aerului pentru antrenarea compuşilor poluanţi şi transportul lor la suprafaţă;
•metode chimice ‐ oxidarea/reducerea produşilor petrolieri reziduali din subteran prin injectarea unor oxidanţi sau spălarea mediului subteran ‐ reducerea tensiunilor apă‐poluant, mărirea solubilităţii poluanţilor şi reducerea vâscozităţii acestora, fiind posibilă recuperarea poluanţilor;
•metode de bioremediere in‐situ‐ sistem de pompare a apei subterane şi introducerea în zona poluată împreună cu apa a oxigenului şi nutrienţilor, bioventilarea.
•Alte tehnici bio – fitoremedierea / micoremedierea
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
102/154
12.01.2016
100
Tehnici de decontaminare EX SITU•Extragerea substratului contaminat (excavarea pământului, dragarea bazinelor / lacurilor, pomparea apei contaminate) şi transportul acestora într‐o staţie de depozitare (depozitarea în zone f ără riscuri) sau de decontaminare (tratare/epurare sau inactivare ‐incinerare)
Caracteristici
• se poate realiza decontaminarea totală• costuri mari (extragere, transport, depozitare, decontaminare)
• tehnică dificilă cu multiple limitări
• aplicabilă obiectivelor importante, grav contaminate
Tehnici de decontaminare
IN SITUAvantaje:
• tratamentul se face direct la locul contaminat
• nu mai apare necesitatea transportului – se reduc riscurile referitoare la extragerea substratului contaminat şi la transportul şi depozitarea ulterioară a acesteia
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
103/154
12.01.2016
101
IN SITU – izolarea zonei cu ecrane • izolarea zonei poluate prin ecrane impermeabile;(acoperirea, crearea unui perete sau strat izolator)
• nu au rol de decontaminare – doar de prevenire, izolare și limitare a poluării
IN SITU – izolarea zonei cu ecrane
• bariere impermeabile verticale (stg)
•bariere impermeabile orizontale (drt)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
104/154
12.01.2016
102
IN SITU – ecrane de decontaminare• izolarea zonei poluate prin ecrane impermeabile cu porţi / zone de epurare
IN SITU – Bariere permeabile reactive
•Izolarea zonei sau a substratului contaminat
•pereţi izolatori ce tratează/inactivează poluanţii
(are un strat reactiv)
•Avantaj – nu necesită o sursă de energie ca în cazulsistemelor pompează şi tratează
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
105/154
12.01.2016
103
IN SITU – izolarea hidraulică•Izolează poluanţii din apa freatică sau limitează extinderea
•puţ de extracţie în faţa frontului poluant, din care se pompează apa poluată (ce poate fi epurată sau transportată)
•Se poate construi şi un puţ de injecţie, amplasat în amonte de zona poluată, cu scopul creşterii gradientului hidraulic.
•Folosită mai ales în cazulminelor – pentru a nu poluaacviferele limitrofe
IN SITU – Sisteme pompează şi tratează
• apa contaminată este pompată din subteran şi tratată la suprafaţă utilizând procedee adecvate tipului de poluant.
• apa epurată poate fi reinjectată în acvifer pentru a creşte
eficacitatea metodei şi a reduce timpul de decontaminare.
• proiectarea sistemului de pompare trebuie să prevadădebite mari de pompare şi eventual reinjectarea (pentru o decontaminare rapidă).
•Metoda nu poate fi aplicată tuturor tipurilor de poluanţi.
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
106/154
12.01.2016
104
Sisteme de tip pompează şi tratează• e nevoie de timp îndelungat • costisitoare (necesit ă mult timp şi energie)
Sisteme de tip pompează şi tratează
• puţurile de acces la apă şi pompele cu instalaţiile de tratare
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
107/154
12.01.2016
105
Pompează şi tratează + volatilizarea• o variantă a tipului de pompare şi tratare e volatilizarea•Metodă folosită pentru a extrage din apă poluanţii volatili (de ex. benzen, toluen, xylen, amoniac)
•Aerul evacuat adeseatrebuie filtrat anteriorevacuării (filtre de carbon
activ, filtre catalitice)
IN SITU – sisteme de extragere a vaporilor din subteran• Soil vapor extraction – tehnici SVE• se reduce concentraţia compuşilor volatili absorbiţi în subteran. Se aplică o presiune negativă în subteran pentru a avea o forţă de sucţiune care să colecteze vaporii prin aspirare.
Un sistem SVE tipic cuprinde: puţuri de extracţie/aspiraţie,
pompă de vacuum(pentru extragerea vaporilor)
sistem de conducte staţie de tratare + filtru particule
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
108/154
12.01.2016
106
IN SITU – sisteme SVE•metodă foarte rapidă şi foarte eficientă•poate elimina cantităţi mari de poluanţi din volume mari• costuri relativ reduse (raport eficienţă‐cost bun )
• Gamă largă de tehnici• aspiraţie vacuumetrică• aerarea solului
• ventilarea solului
IN SITU –Barbotarea cu aer ( Air sparging)
Tehnică ce urmăreşte reducerea concentraţiei substanţelor contaminante volatile prin injectare aerului în substratul contaminat.
‐ transformare a stării compuşilor contaminanţi dintr‐o formă
dizolvată în substrat în vapori.‐ adesea folosit în tandem cu tehnici SVE pentru aspirarea vaporilor
‐ tehnică mai eficientă, mai rapidă şi mai ieftină decât tehnica pompează şi tratează (pomparea apei)
Dezavantaj – uneori decontaminarea e incompletă (rămân componentele mai puţin volatile cu temp. de fierbere mai mare)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
109/154
12.01.2016
107
IN SITU –Barbotarea cu aer ( Air sparging)Instalaţie de barbotare cu aer şi pompe de extracţie a vaporilor (SVE)
IN SITU – SVE – Injectarea aburuluiVariantă a barbotării cu aer (se injectează aer cald sau vapori încălziţi)
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
110/154
12.01.2016
108
IN SITU – SVE – Injectarea aerului cald
IN SITU – SVE – desorbție termică
• In‐situ thermal desorption – tehologie de remediere termic ădin gama tehnicilor SVE (combinată cu acestea)
• decontaminarea este aproape completă (95‐99%)
• eficienţa operaţiei de decontaminare creşte datorită faptului că sunt mobilizaţi şi compuşii slab volatili, compuşi cu temperatură de fierbere ridicată
• Există şi alte metode de remedierea termică ‐ încălzirea substratului contaminat pentru volatilizarea / evaporarea substanţelor poluante
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
111/154
12.01.2016
109
IN SITU – Remedierea termică• Tehnici bazate pe încălzirea substratului contaminat în vederea mobilizării şi extragerii compuşilor contaminanţi.
•în unele cazuri metodele termice pot conduce chiar la inactivarea compuşilor (de către activitatea microorganismelor) sau imobilizarea acestora într‐o forma mai stabilă ‐ cazul
vitrificării ‐ topirea solului la temperaturi înalte şi
transformarea într‐un material vitros (sticlos), stabil chimic.
•Eficienţă deosebită ‐ decontaminarea cvasi‐completă (95‐99%)
IN SITU – Remedierea termică
• Sistem Thermopile de remediere termică – pompare de aer încălzit şi aspirarea gazului cu elementele contaminante
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
112/154
12.01.2016
110
IN SITU ‐ Metode chimice• imobilizarea compuşilor poluanţi la locul de contaminare prin oxidarea sau reducerea lor în forme mai stabile, netoxice.
• de obicei se foloseşte injectarea unor oxidanţi puternici ( peroxid de hidrogen, ozon, peroxon, permanganat de potasiu, oxigen) sau a unor substanţe reducătoare (sulfi ţ i, dioxid de sulf )
• se pot folosi şi tehnici de spălare (de mobilizare şi extragere a NAPL – lichide nemiscibile cu apa)
Spălarea NAPL – cu detergenţi sau tehnica SEAR – stimularea cu agenţi tensioactivi
IN SITU ‐ Stabilizarea şi Solidificarea
•Stabilizarea – adăugarea de materiale agregative poluanţilor pentru a produce compuşi mai stabili
•Solidificarea – adăugarea de materiale agregative poluanţilor pentru a le creşte stabilitatea şi a‐i izola în produse solide (de ex. pentru a nu fi mobilizaţi de apa din ploi)
•De obicei se foloseşte cimentul în diferite combinaţii
• metode costisitoare, aplicabilă doar anumitor produse contaminatoare, necesită o tehnică complexă, durabilitatea izolării e incertă iar produsele toxice nu sunt distruse sau extrase ci sunt stabilizate/cimentate la locul contaminării (rămân in situ –deşi tehnica se aplică şi Ex SITU – dar foarte rar ).
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
113/154
12.01.2016
111
IN SITU – Tehnici de bioremediere•Biotehnologie ce constă în folosirea organismelor vii – a particularităţilor lor metabolice – sau a unor procese naturale în acţiunea de înlăturare a substanţelor contaminante din mediu.
De obicei se injectează oxigen şi nutrienţi pentru a accelera capacitatea metabolică a microorganismelor, ciupercilor,
bacteriilor de a produce enzimece vor descompune enzimaticmaterialele contaminante în subcompuşi cu o toxicitate redusă.
IN SITU – Bioremedierea
Principii comune pentru o serie de metode denumite în diverse moduri:
Bioremediere – Bioremediation
Biostimulare ‐ Biostimulation
Bioventilare – Bioventing
Biodestructurare – Biosparging
Bioaugmentare ‐ Bioaugmentation
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
114/154
12.01.2016
112
Ciclul bioremedierii
1. Bacterii
2. Enzime
3. Degradare
4. Consum
5. Reziduuri – apă şi CO2
6. Reproducereabacteriilor
Bioremedierea – instalaţie de bioremediere
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
115/154
12.01.2016
113
Capitolul 3 ‐ Tehnici de decontaminare
Necesitatea decontaminării
Tehnici de decontaminare in situ
Tehnici de decontaminare ex situ
Biotehnologii folosite în decontaminare
Bioremedierea. Fitoremedierea. Micoremedierea
Decontaminarea In SITU vs Ex SITU•Remedierea in situ – tratarea / procesarea substratului contaminat chiar la locul contaminării
• Remedierea ex situ ‐ înlăturarea substratului contaminat şi transportul acestuia în staţii de decontaminare
in situ ex situ
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
116/154
12.01.2016
114
Tehnici de decontaminare ‐ recapitulareIN SITU• izolarea zonei cu ecrane / izolarea hidraulică
• ecrane de decontaminare / bariere permeabile reactive
• sisteme pompează şi tratează / volatilizarea
• sisteme SVE ‐ de extragere a vaporilor din subteran
• (barbotarea cu aer, injectarea aburului)
• remedierea termică• metode chimice
• stabilizarea şi solidificarea
• tehnici de bioremediere
Tehnici de decontaminare
EX SITUDezavantaje – COSTURI MARI
• apare necesitatea transportului, extragerii substratului
contaminat (riscuri sporite)
• amenajări speciale pentru depozitare
• spaţiu mare de depozitare/decontaminare
Avantaje
‐ metode aplicabile unei game largi de contaminanţi
‐ flexibilitate mai mare în alegerea metodei de decontaminare
‐ se poate realiza decontaminarea / inactivarea totală
8/18/2019 Reconstrucţia ecologică a ecosistemelor degradate
117/154
12.01.2016
115
Ex SITU ‐ Metode•Extragerea substratului contaminat (excavarea pământului, dragarea bazinelor / lacurilor, pomparea apei contaminate) �
Top Related