Judetul gorj

Evaluarea gradului de poluare cu nitraţi, actualĂ şi potenţialĂ

1. Metodă

Forajele de monitorizare nu acoperă întregul teritoriu al României. În vederea evaluării stadiului actual al poluării cu nitraţi, conform Directivei Nitraţilor, se recomandă pregătirea unei campanii naţionale de monitorizare. Variaţia spaţială a densităţii punctelor de observaţie într-un astfel de studiu ar trebui să corespundă cu variaţia spaţială a vulnerabilităţii ZVN-urilor şi cu variaţia spaţială a concentraţiilor de nitraţi observate. S-a dezvoltat o metodologie pentru evaluarea situaţiei fiecărei ZVN, pe baza gradului actual de poluare cu nitraţi şi pe compararea poluării actuale şi potenţiale din aceste ZVN-uri. Hărţile nr.10 şi 11 oferă o imagine generală asupra vulnerabilităţii actuale şi potenţiale la poluarea cu nitraţi în România.

Date analitice, incluzând valori medii, minime şi maxime etc., au fost disponibile pentru fiecare punct de măsurare, în interiorul sau în afara comunelor. Abordarea spaţială a acestor date poate oferi informaţii valoroase asupra surselor de poluare. În general, contaminarea cu nitraţi în afara satelor se datorează aplicării gunoiului de grajd pe terenurile agricole, şi astfel poate fi considerată o poluare difuză. Totuşi, dacă într-o ZVN caracterizată prin valori reduse ale poluării sunt raportate valori crescute în perimetrul construibil, este de aşteptat să existe surse punctuale de poluare (din activităţi agricole în interiorul satelor sau din alte surse). Aşadar, planul general de monitorizare a nitraţilor pentru studierea şi posibila remediere a surselor punctuale de poluare.

1. Evaluarea la nivel de ZVN

Pentru evaluarea vulnerabilităţii corpurilor de apă subterană şi de suprafaţă, stratul de date asupra concentraţiei de nitraţi a fost ataşat zonei vulnerabile corespunzătoare (ZVN_g şi respectiv ZVN_s). Aşadar, pentru fiecare ZVN_g/ ZVN_s pot fi prezentate media şi variaţia datelor asupra poluării la nivel de ZVN. Pentru fiecare ZVN aceste statistici sunt oferite separat pentru toate punctele de măsurare din interiorul sau exteriorul comunelor. Valoarea medie a poluării actuale cu nitraţi în interiorul unei zone este calculată cu date din afara comunei. Tabelul nr.2.1 prezintă un exemplu pentru astfel de date. Datele din interiorul comunei vor fi folosite la localizarea surselor punctuale de poluare.

Tabelul 2.1: Exemplu de tabel de date asupra apei subterane. ID se referă la punctele de măsurare, HHZ la Zonele Hidrogeologic Omogene. În primul tabel, valoarea medie este calculată ca valoare medie a poluării în timp; în al doilea tabel valoarea medie este calculată ca valoare medie a poluării din diferite puncte de recoltare (în spaţiu).

În faza următoare, se acordă o valoare pe baza poluării medii actuale. Valoarea maximă admisă pentru nitraţi în apa potabilă de 50mg/l (Directiva Apei Potabile, 1998 şi WHO, 2004) este considerată ca prag superior. În Flandra se aplică acelaşi standard, dar există o normă adiţională de 25mg/l. Pentru delimitarea zonelor neafectate de poluarea cu nitraţi se utilizează valoarea medie a nitraţilor din apa subterană în Uniunea Europeană de 10mg/l (UNEP, 2004):
0 – nu există poluare (şi contaminare naturală), valori mai mici de 10mg/l;

1 – poluare redusă, valori între 10 şi 25 mg/l;

2 – poluare moderată, valori între 25 şi 50 mg/l;

3 – poluare însemnată, valori mai mari de 50 mg/l.

La momentul de faţă, valorile vulnerabilităţii potenţiale şi actuale sunt cunoscute pentru fiecare ZVN, atât pentru apele subterane cât şi pentru cele de suprafaţă. Tabelul nr.2.2 arată o combinaţie a acestor valori. Această matrice este un instrument folositor în elaborarea campaniei de monitorizare. Dacă o anume ZVN este localizată pe diagonala principală, prognoza vulnerabilităţii este reflectată de gradul actual de poluare. Dacă o zonă este localizată deasupra acestei linii, poluarea este mai intensă decât se aştepta.

Tabelul 2.2: Matricea poluării ce arată diferite clase de risc şi acţiuni de monitorizare, pe baza vulnerabilităţii potenţiale şi a gradului actual de poluare.

2. Evaluarea la nivel de comună

Ulterior, comunele alese sunt proiectate peste ZVN-uri ce sunt combinate cu datele din tabelul nr.2.1. Fiecare comună este situată cel puţin într-o ZVN cu o anume vulnerabilitate potenţială. Dacă există puncte de monitorizare în interiorul ZVN, starea de poluare actuală poate fi estimată pe baza acestor date de monitorizare. Pentru unele ZVN nu există foraje de monitorizare. De exemplu, în zonele carstice concentraţiile de nitraţi din apa subterană nu au fost monitorizate. În acest caz, se va propune elaborarea unui program corespunzător de monitorizare ce va avea ca scop să estimeze dacă, în interiorul ZVN, are loc sau nu o creştere a concentraţiilor de nitraţi. Densitatea punctelor de monitorizare se va alege în funcţie de vulnerabilitatea potenţială la nitraţi.

Astfel, fiecare comună este evaluată împreună cu ZVN locală. Când o comună se află la marginea a două ZVN, comuna este împărţită în două părţi şi evaluată de două ori. Această metodă este demonstrată pentru apele subterane în tabelul nr.2.3 şi figura nr. 2.1.
Tabelul 2.3: Evaluarea teoretică a vulnerabilităţii apelor subterane din 3 comune situate într-un areal cu 3 Zone Hidrogeologic Omogene (ZHO) (vezi fig. 2.1) (pot: vulnerabilitate potenţială; act: stadiul actual al poluării)





Figura 2.1.: Situaţie teoretică pentru 3 comune (1,2,3) într-un areal cu 3 Zone Hidrogeologic Omogene (A,B,C)
Pe baza vulnerabilităţii potenţiale şi a poluării actuale dintr-o comună anume pot fi desemnate acţiuni de monitorizare specifice (Tabelul nr. 2.2).
Dacă în urma acestei evaluări o comună se încadrează deasupra diagonalei critice, şi dacă în comună există foraje de monitorizare, o metodă adiţională poate fi aplicată. Această metodă este specific locală şi compară direct datele chimice din foraje asupra apei subterane cu vulnerabilitatea prognozată a zonei din jurul comunei (Tabelul nr.2.4.). În acest mod, este posibil de detectat sursele punctuale de poluare locale.

Tabelul 2.4.: Metoda de evaluare directă pentru comunele poluate, unde există foraje de monitorizare (HHZ: Zone Hidrogeologic Omogene; potential: vulnerabilitatea potenţială; actual: poluarea actuală; B, C, G: classes of risk).

2. Planul de monitorizare

   1. Metodologia pentru apele de suprafaţă

În cadrul unui plan de monitorizare ideal, concentraţiile de nitraţi ar trebui înregistrate cel puţin lunar, cu un studiu suplimentar dup fiecare perioadă umedă cu valori mari ale precipitaţiilor. Pentru evitarea costurilor excesive, acest plan ideal poate fi adaptat astfel:

• 
  Măsurători sezoniere în loc de lunare;
  
• 
  Frecvenţa mai mică de monitorizare pentru locaţiile cu o calitate bună a apei.
  

Pentru monitorizarea poluării difuze din surse agricole, puncte noi de monitorizare ar trebui amplasate în:

• 
  bazinele din zonele agricole;
  
• 
  locuri fără descărcări de ape reziduale;
  
• 
  locuri din amonte faţă de punctele de vărsare a afluenţilor în râul principal;
  
• 
  locuri amonte de staţii de epurare sau puncte de descărcare din sistemele de canalizare.
  

Pentru monitorizarea poluării punctiforme ca rezultat al efluenţilor industriali, agricoli sau orăşeneşti, puncte noi de monitorizare ar trebui amplasate atât amonte cât şi aval de sat sau zonele industriale.

2. Metodologia pentru monitorizarea apelor subterane prin foraje

Densitatea forajelor ce urmează a fi amplasate este dependentă de vulnerabilitatea ZHO-urilor şi de gradul actual de poluare. De exemplu, dacă nivelurile de nitraţi sunt semnificativ mai mari pe câmpurile din imediata vecinătate a satelor decât pe câmpurile mai îndepărtate de centrul satelor, este recomandată o densitate mai mare a forajelor în zonele apropiate de centrele satelor.

Amplasarea forajelor pentru detectarea şi monitorizarea poluării difuze ar trebui să se facă în următoarele condiţii:

• 
  pe terenurile arabile;
  
• 
  la o distanţă de minim 100 m în aval de gospodării, ferme sau puncte industriale;
  
• 
  la o distanţă de minim cinci ori lăţimea apei curgătoare;
  
• 
  la o distanţă de minim 100 m aval de rezervaţii naturale sau păduri;
  
• 
  la o distanţă de minim 100 m aval de zone de depozitare a deşeurilor sau a gunoiului de grajd;
  
• 
  în locuri accesibile companiilor de forare şi laboratoarelor;
  
• 
  la o distanţă de minim 100 m de bazine hidrografice şi zone de graniţă între diferite ZHO-uri.
  

Pentru detectarea surselor punctuale de poluare, puncte noi de monitorizare ar trebui amplasate la altitudini mai mari (amonte) şi mai mici (aval) faţă de sat. Fântânile cu apă potabilă existente (de obicei amplasate în sat sau în imediata apropiere) ar putea fi folosite în acest scop.

Forajele de monitorizare existente în România constau de obicei dintr-un singur tub. Adâncimea senzorului nu este întotdeauna clară, deoarece aceste informaţii nu sunt păstrate într-un mod centralizat. La instalarea forajelor noi, se recomandă păstrarea informaţiilor de forare împreună cu detaliile despre nou instalatul foraj (numărul de tuburi, adâncimea senzorilor, data instalării, scopul instalării etc.) într-o bază de date. Pentru un anumit număr de foraje, ar putea fi interesant de prevăzut foraje cu trei tuburi cu senzori de 0,5 – 1m:

1. 
   cel de la suprafaţă în zona oxidată superioară de sub pânza de apă, pentru a urmări evoluţia recentă a calităţii apei subterane;
   
2. 
   cel intermediar la baza zonei de oxidare, pentru verificarea evoluţiei istorice şi pentru monitorizarea vulnerabilităţii generale a sedimentelor, indicată de adâncimea reală de contaminare (cantitatea totală de apă poluată);
   
3. 
   cel din adâncime în primii 2 m de sediment, pentru măsurarea valorilor de fundal, sau, prin schimbarea rapidă a apei, modificarea compoziţiei ionilor în apa subterană datorită reducerii nitraţilor.
   

Figura 2.2: Caracteristici ale unui foraj de monitorizare a apei freatice propus în Flandra (Eppinger 2005)

Aşa cum se vede în figura 2.2. cei trei senzori la adâncimi diferite permit investigaţii asupra evoluţiei pe verticală a concentraţiilor de nitraţi în apa subterană şi măsurarea nivelurilor piezometrice ale apei subterane (informaţii asupra gradientului hidraulic şi a direcţiei de curgere a apei).

• 
  2 senzori superiori: în zonele sensibile la nitraţi ale acviferului freatic unde este prezent oxigenul dizolvat şi unde nu apare distrugerea anaerobă a nitraţilor. Nitraţii în această zonă sunt stabili şi vor fi distribuiţi cu uşurinţă. Scop: Adunarea de informaţii despre prezenţa poluării cu nitraţi în apa subterană;
  
• 
  1 senzor inferior: nu este prezent oxigenul dizolvat. În prezenţa unei cantităţi suficiente de material reducător în sediment, cum ar fi materie organică, sulfide şi minerale ale Fe²⁺, nitraţii sunt transformaţi în azot gazos şi îndepărtaţi din acvifer..
  
• 
  Scop: informaţii asupra calităţii generale a apei subterane şi asupra efectelor secundare ale reacţiilor chimice la limita dintre zonele de oxidare şi de reducere..
  

3. Evaluarea comunelor selectate

În final, informaţiile anterioare vor fi adunate într-o fişă de evaluare pentru fiecare comună în parte.

Informaţiile generale includ numele comunei, suprafaţa, numărul de locuitori, bazinele hidrografice înconjurătoare, prezenţa oricărei zone de descărcare, ZHO locală şi mărimea surplusului de precipitaţii.
Vulnerabilitatea potenţială (localizarea în cadrul unei ZVN) este dată de un punctaj al vulnerabilităţii pentru apele de suprafaţă² şi subterane. Este afişat de asemenea şi stadiul actual al poluării. Combinarea punctajelor vulnerabilităţii potenţiale şi ale poluării actuale permite elaborarea unei metodologii corespunzătoare de monitorizare, aşa cum s-a arătat anterior în Tabelul nr.2.2.
Punctajul ‘A’
Dacă combinarea punctajelor pentru o comună anume este evaluată ca fiind A, atunci atât vulnerabilitatea potenţială cât şi stadiul actual al poluării sunt considerate ca scăzute. În concluzie, comuna respectivă nu ridică probleme. Reţeaua de monitorizare existentă este suficientă în acest caz. Nu este nevoie de monitorizare suplimentară.
Punctajul ‘B’
Dacă combinarea punctajelor pentru o comună anume este evaluată ca fiind B, atunci rezultatele monitorizării arată o contaminare redusă cu nitraţi, în timp ce riscul potenţial este evaluat de la slab la moderat. Aşadar, comuna ar trebui monitorizată în scopul prevenirii unei posibile poluări în viitor. Reţeaua de monitorizare existentă ar putea fi suficientă, cu o frecvenţă de recoltare de o dată la mai mulţi ani.
Punctajul ‘C’ sau ‘F’
Dacă combinarea punctajelor pentru o comună anume este evaluată ca fiind C sau F, stadiul actual de poluare nu este în linie cu vulnerabilitatea potenţială evaluată. Chiar dacă vulnerabilitatea potenţială este evaluată ca fiind slabă, poluarea actuală prezintă valori intermediare sau mari. În acest caz, poate fi important a se căuta surse punctuale de poluare (valori ridicate în interiorul comunei sau prezenţa valorilor periferice în setul de date). În acest caz, ar trebui luate măsuri corespunzătoare în funcţie de tipul de poluare punctuală (ex: staţii de epurare). Pentru a urmări problemele legate de poluarea punctuală ar trebui prevăzute campanii de monitorizare mai detaliate, cu foraje şi puncte de observare a apei de suprafaţă în aval şi amonte de sursele de poluare. Se recomnadă o frecvenţă de monitorizare de o dată la caţiva ani. În acest fel se poate urmări eficienţa pe termen lung a strategiilor de combatere a poluării.
Dacă nu se găseşte nici un indiciu asupra existenţei unei surse punctuale de poluare, un punctaj C sau F poate indica o eroare în delimitarea zonelor vulnerabile.
Punctajul ‘D’
Dacă punctajul pentru o comună anume este D, atunci acesta înseamnă o vulnerabilitate potenţială intermediară şi o poluare cu nitraţi moderată. Ar trebui luate măsuri pentru reducerea producţiei de nitraţi în zonă, iar evoluţia calităţii apei ar trebui urmărită îndeaproape. Se recomandă o frecvenţă de monitorizare anuală sau o dată la 2 ani, forajele trebuind amplasate aval şi amonte de sat. În funcţie de densitatea reţelei de monitorizare existente, ar putea fi suficientă o monitorizare frecventă în forajele existente, sau ar putea fi nevoie de introducerea a noi foraje.
Punctajul ‘E’ sau ‘G’
Dacă punctajul pentru o comună dată este E sau G, atunci vulnerabilitatea potenţială este mare. Chiar dacă stadiul actual al poluării este mic (E) sau mare (G), campania de monitorizare ar trebui să fie în ambele cazuri intensă. Se recomandă o frecvenţă de monitorizare anuală. Forajele existente pot fi utilizate, dar în funcţie de densitatea acestora, cel mai probabil va fi necesară amplasarea de noi foraje, pentru a se asigura existenţa a mai multor puncte de monitorizare aval şi amonte de localitate. Activităţile agricole trebuiesc diminuate, iar precauţiile pentru prevenirea poluării intensificate. În cazul unui punctaj G, este nevoie de aplicarea de măsuri pentru îndepărtarea actualei poluări.

3. Bibliografie

• 
  Eppinger, R., Vandevelde, D., Dobbelaere, A., Maeckelberghe, H. Monitoring effectiveness of the EU Nitrates Directive Action Programmes: Approach by the Flemish region (Belgium).
  
• 
  Eppinger, R., 2005. Het freatisch grondwatermeetnet. Een nieuwe kijk op de kwaliteitsevolutie van het ondiepe grondwater in Vlaanderen met betrekking tot het voorkomen van nitraat. Tijdschrift water november-december 2005.
  
• 
  Eppinger, R., Walraevens, K., 2003. Nitraatverspreiding en reductieprocessen in het groundwater van een 5-tal geselecteerde testsites in Vlaanderen. Tijdschrift water juli 2003.
  
• 
  Maidment D. R. and S. M. Reed, 1996. FAO/UNESCO Water Balance of Africa: Exercises on GIS in Water Resources for Africa. Last checked March 2007 on http://www.ce.utexas.edu/prof/maidment/GISHydro/seann/explsoil/method.htm
  
• 
  Thorntwaite, C.W., 1948. "An Approach Toward a Rational Classification of Climate," Geographical Review, 38, 55-94.
  
• 
  UNEP, 2004. Freshwater in Europe: facts, figures and maps.
  
• 
  http://www.vmm.be
  
• 
  Walraevens, K., Eppinger, R., Van Camp, M., 2003. Verspreiding van nitraat in het grondwater in Vlaanderen. De indeling van Vlaanderen in hydrogeologisch homogene zone t.a.v. de nitraatverspreiding in het grondwater. Tijdschrift water juli 2003.
  

1 În Codul de Bune Practici Agricole se face distincţie între zonele de câmpie, deal şi munte. Pentru simplificare, în delimitarea ZVN s-au folosit doar două categorii (dealurile şi munţii se încadrează în aceeşi categorie).

2 Aşa cum s-a discutat anterior, punctajul vulnerabilităţii pentru apele de suprafaţă ia în calcul poluarea cu nitraţi prin scurgerea de suprafaţă sau prin inundarea solurilor contaminate, şi nu poluarea prin descărcarea din apele subterane. Aceasta din urmă este luată în considerare la calculul punctajului pentru vulnerabilitatea apelor subterane.