Ecoterra - Journal of Environmental www.ecoterra-online.ro Research and Protection, 2012, no. 31. 110 ECOTERRA Journal of Environmental Research and Protection Investigaţii privind starea de calitate a solului din zona Copşa Mică 1 Maria Szanto (Prodan), 1 Valer Micle, 2 Eugenia Gamenţ, 1 Vasile C. Prodan 1 Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, Facultatea de Ingineria Materialelor şi a Mediului, Cluj–Napoca, Romania; 2 Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Pedologie, Agrochimie şi Protecţia Mediului – ICPA Bucureşti, România. Autor corespondent: M. Szanto (Prodan), [email protected]Abstract: Investigations concerning the soil quality from Copşa Mică area. In the present paper is presented Copşa Mică area, the soil from here being very polluted, as everyone is aware about. In order to determine the soil characteristics, there have been collected soil samples from 3 places and 3 depths (0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm), which were then analyzed in the lab for following determinations: chemicals (soil reaction, humus, total nitrogen, mobile phosphorus, mobile potassium, total salts content), physical (granulometric fractions, carbohydrates) and metals concentration on every depth, as well. In has been concluded that the greatest concentrations of the metals from soil decreases along with the distance by the pollution source. Key Words: soil pollution, heavy metals, Copşa Mică. Introducere. Una dintre cele mai poluate zone din România este Copşa Mică. Aceasta este un oraş situat în nord-vestul judeţului Sibiu, la confluenţa râurilor Târnava Mare cu Vişa. Oraşul este situat la 43 km de reşedinţa de judeţ, la 12 km de municipiul Mediaş şi la 33 km de municipiul Blaj, fiind traversat de DN 14 [1, 2]. Zona Copşa Mică, din punct de vedere fizico-geografic aparţine luncii Târnavei Mari şi Podişului Târnavelor. Altitudinea absolută din această zonă variază în cadrul luncii Târnavei Mari de la 270 m (în aval) la 300 m (în amonte), iar pe zonele limitrofe înălţimile variază astfel: pe malul stâng înălţimile ating valori de 375–472 m pe direcţia SV-NE, iar pe malul drept altitudinea absolută este de 448–517 m. Solurile din zona Copşa Mică s-au format în condiţii variate ale caracteristicilor morfologice ale reliefului, care se succed pe verticală de la munţi, dealuri până la depresiuni [3]. Solurile din zona Copşa Mică aparţin clasei de soluri Protisoluri. Pentru identificarea solurilor a fost utilizată harta solurilor României, scara 1:200000, iar solurile identificate au fost încadrate conform Sistemului Român de Taxonomie a Solurilor (SRTS, Bucureşti 2003). În zona Copşa Mică clasa Protisolurilor este reprezentată de următoarele tipuri de sol: - aluviosol (AS) cu subtipurile: entic-calcaric (ASenka), gleic (ASgc) şi coluvic (ASco); aluviosolurile din zona Copşa Mică s-au format pe depozite fluviatile recente, cu textură variată şi cu apă freatică situată la adâncimi de 1–3 m. Subtipul coluvic a fost întâlnit pe depozitele coluviale de la baza versantului, la contactul cu lunca, cu apa freatică la peste 5 m; - entiantrosol (ET) cu subtipul urbic (ETur); entiantrosolurile urbice din zona Copşa Mică s-au format pe material antropogen urbic. Acestea sunt soluri în curs de formare pe materiale antropogene, având o grosime de cel puţin 50 cm; - regosol (RS) cu subtipul calcaric (RSka); regosolurile sunt prezente pe versanţii slab – moderat înclinaţi (7–15%), pe depozitele caracteristice zonei de podiş, cu drenaj global bun şi cu apă freatică la peste 10 m adâncime.
Transcript
Ecoterra - Journal of Environmental www.ecoterra-online.ro Research and Protection, 2012, no. 31.
110
ECOTERRA Journal of Environmental Research and Protection Investigaţii privind starea de calitate a solului din zona Copşa Mică 1Maria Szanto (Prodan), 1Valer Micle, 2Eugenia Gamenţ, 1Vasile C. Prodan
1 Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, Facultatea de Ingineria Materialelor şi a Mediului,
Cluj–Napoca, Romania; 2 Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Pedologie, Agrochimie şi Protecţia Mediului – ICPA Bucureşti, România. Autor corespondent:
Abstract: Investigations concerning the soil quality from Copşa Mică area. In the present paper is presented Copşa Mică area, the soil from here being very polluted, as everyone is aware about. In order to determine the soil characteristics, there have been collected soil samples from 3 places and 3 depths (0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm), which were then analyzed in the lab for following determinations: chemicals (soil reaction, humus, total nitrogen, mobile phosphorus, mobile potassium, total salts content), physical (granulometric fractions, carbohydrates) and metals concentration on every depth, as well. In has been concluded that the greatest concentrations of the metals from soil decreases along with the distance by the pollution source. Key Words: soil pollution, heavy metals, Copşa Mică.
Introducere. Una dintre cele mai poluate zone din România este Copşa Mică. Aceasta este un oraş situat în nord-vestul judeţului Sibiu, la confluenţa râurilor Târnava Mare cu Vişa. Oraşul este situat la 43 km de reşedinţa de judeţ, la 12 km de municipiul Mediaş şi la 33 km de municipiul Blaj, fiind traversat de DN 14 [1, 2].
Zona Copşa Mică, din punct de vedere fizico-geografic aparţine luncii Târnavei Mari şi Podişului Târnavelor. Altitudinea absolută din această zonă variază în cadrul luncii Târnavei Mari de la 270 m (în aval) la 300 m (în amonte), iar pe zonele limitrofe înălţimile variază astfel: pe malul stâng înălţimile ating valori de 375–472 m pe direcţia SV-NE, iar pe malul drept altitudinea absolută este de 448–517 m.
Solurile din zona Copşa Mică s-au format în condiţii variate ale caracteristicilor morfologice ale reliefului, care se succed pe verticală de la munţi, dealuri până la depresiuni [3].
Solurile din zona Copşa Mică aparţin clasei de soluri Protisoluri. Pentru identificarea solurilor a fost utilizată harta solurilor României, scara 1:200000, iar solurile identificate au fost încadrate conform Sistemului Român de Taxonomie a Solurilor (SRTS, Bucureşti 2003).
În zona Copşa Mică clasa Protisolurilor este reprezentată de următoarele tipuri de sol: - aluviosol (AS) cu subtipurile: entic-calcaric (ASenka), gleic (ASgc) şi coluvic (ASco); aluviosolurile din zona Copşa Mică s-au format pe depozite fluviatile recente, cu textură variată şi cu apă freatică situată la adâncimi de 1–3 m. Subtipul coluvic a fost întâlnit pe depozitele coluviale de la baza versantului, la contactul cu lunca, cu apa freatică la peste 5 m; - entiantrosol (ET) cu subtipul urbic (ETur); entiantrosolurile urbice din zona Copşa Mică s-au format pe material antropogen urbic. Acestea sunt soluri în curs de formare pe materiale antropogene, având o grosime de cel puţin 50 cm; - regosol (RS) cu subtipul calcaric (RSka); regosolurile sunt prezente pe versanţii slab – moderat înclinaţi (7–15%), pe depozitele caracteristice zonei de podiş, cu drenaj global bun şi cu apă freatică la peste 10 m adâncime.
Ecoterra - Journal of Environmental www.ecoterra-online.ro Research and Protection, 2012, no. 31.
111
Material şi Metode. La începutul anilor ’90, zona poluată se întindea de-a lungul Văii Târnavei Mari, de la localitatea Dumbrăveni, în est, la Blaj, în vest, fiind mărginită în partea nordică de localităţile Smig şi Cetatea de Baltă, iar în partea sudică de localităţile Mihăileni, Şeica Mare şi Cenade [4].
Având în vedere faptul că se cunoaşte din literatură suprafaţa contaminată şi că scopul este stabilirea caracteristicilor solului precum şi gradul de poluare, pentru a se putea stabili o tehnologiei de remediere, s-a stabilit aleator ca numărul punctelor de prelevare să fie 3, amplasarea lor fiind reprezentată în Figura 1.
SC Sometra
Figura 1. Suprafaţa contaminată din zona Copşa Mică la începutul anilor ’90 [4].
Din aceste 3 puncte de prelevare (punctul 4, punctul 5 şi punctul 6) s-au realizat recoltări de probe pe 3 adâncime: 0–10 cm notate 4A; 5A; 6A, 10–20 cm notate 4B; 5B; 6B şi 20–30 cm notate 4C; 5C; 6C. Probele de sol prelevate au fost supuse analizelor în vederea stabilirii caracteristicilor fizico–chimice, precum şi a gradului de poluare.
Probele de sol prelevate din cele trei puncte au fost pregătite pentru analiză conform standardului SR ISO 11464 privind Calitatea solului – Pretratarea probelor pentru analize fizico-chimice. Determinarea concentraţiei metalelor (Cu, Zn şi Pb) din sol s-a realizat prin spectrometrie de emisie atomică în plasma cuplată inductiv, ICP-AES.
Rezultate şi Discuţii Punctul 4 de prelevare. Se află în imediata vecinătate a S.C. Sometra, la aproximativ 300 m. În Tabelul 1 sunt prezentate caracteristicile chimice din acest punct ale solului.
În ceea ce priveşte distribuţia fracţiunilor granulometrice ale solului din punctul 4, aceasta este prezentată în Figura 2.
Ecoterra - Journal of Environmental www.ecoterra-online.ro Research and Protection, 2012, no. 31.
112
Tabelul 1 Caracteristicile chimice ale probelor de sol din punctul 4
Adâncime (cm) Caracteristică
0-10 10-20 20-30 Denumire sol Aluviosol gleic – eutric (ASgc)
Valoare 1,86 1,27 1,49 Humus (%) Interpretare mic foarte mic mic
Valoare 0,146 0,126 0,156 Azot total (%) Interpretare mijlociu mic mijlociu
Valoare 63 45 23 Fosfor mobil (mg/kg) Interpretare foarte mare foarte mare mijlociu
Valoare 275 197 200 Potasiu mobil (mg/kg) Interpretare mare mare mare
Figura 2. Distribuţia fracţiunilor granulometrice în punctul 4. Punctul 5 de prelevare. Solul din punctul 5 a fost prelevat de la o distanţă de aproximativ 2 km faţă de S.C. Sometra, Tabelul 2 prezentând principalele caracteristici ale solului din acest punct.
Tabelul 2
Caracteristicile chimice ale probelor de sol din punctul 5
Adâncime (cm) Caracteristică 0-10 10-20 20-30
Denumire sol Aluviosol gleic – eutric (ASgc) Forma de relief Luncă
Folosinţa actuală Arabil Valoare 7,93 8,09 8,26 Reacţia solului (pH)
Ecoterra - Journal of Environmental www.ecoterra-online.ro Research and Protection, 2012, no. 31.
113
Distribuţia fracţiilor granulometrice ale solului din punctul 5 este redată în Figura 3.
Figura 3. Distribuţia fracţiunilor granulometrice în punctul 5.
Punctul 6 de prelevare. Se află la o distanţă de aproximativ 5 km faţă de S.C. Sometra, iar în Tabelul 3 sunt prezentate principalele caracteristici ale solului din acest punct de prelevare.
Tabelul 3 Caracteristicile chimice ale probelor de sol din punctul 6
Adâncime (cm) Caracteristică 0-10 10-20 20-30
Denumire sol Aluviosol gleic – eutric (ASgc) Forma de relief Luncă
Folosinţa actuală Arabil Valoare 8,11 8,05 8,09 Reacţia solului (pH)
Interpretare mic mic mic Valoare 0,194 0,230 0,151 Azot total (%)
Interpretare mijlociu mijlociu mijlociu Valoare 35 44 39 Fosfor mobil (mg/kg)
Interpretare mijlociu mare mare Valoare 287 362 360 Potasiu mobil (mg/kg)
Interpretare mare foarte mare foarte mare
În Figura 4 este redată distribuţia fracţiunilor granulometrice ale solului din punctul 6.
Figura 4. Distribuţia fracţiunilor granulometrice în punctul 6.
21.9
56
10.4 11.7
0
10
20
30
40
50
60
2-0.2 Nis ip gros ier 0.2-0.02 Nis ip fin 0.02-0.002 P raf <0.002 Argilă
Fracţiunile granulome trice [mm]
Proc
enta
jul d
in m
asa
părţ
ii m
iner
ale
a so
lulu
i [%
]
25.1
31.67
18.5
27.73
0
5
10
15
20
25
30
35
2-0.2 Nis ip gros ier 0.2-0.02 Nis ip fin 0.02-0.002 Praf <0.002 Argilă
Fracţiile granu lome trice [mm]
Proc
enta
jul d
in m
asa
părţ
ii m
iner
ale
a so
lulu
i [%
]
Ecoterra - Journal of Environmental www.ecoterra-online.ro Research and Protection, 2012, no. 31.
114
Rezultatele cu privire la concentraţia de metale din solul prelevat din cele trei puncte sunt prezentate în Figurile 5–8. Cuprul. Depăşeşte pragul de alertă doar în punctul 4 şi pe adâncimea 0 – 10 cm. În celelalte puncte de prelevare valorile determinate se situează sub pragul de alertă, dar cu valori apropiate de acest prag, cu excepţia punctului 4 pe adâncimea 20 – 30 cm, unde s-au determinat valori normale ale Cu în sol (Figura 5).
Figura 5. Concentraţia Cu în punctele de prelevare (*Conform Ordinului 756/97).
Cadmiul. Prezintă depăşiri ale valorilor pragului de intervenţie în punctele 4 şi 5 pe toate cele 3 adâncimi de prelevare, iar în punctul 6 valorile înregistrate sunt aproape egale cu valoarea pragului de intervenţie, chiar şi pe adâncimea de 20–30 cm. Depăşirile cele mai mari ale pragului de intervenţie au fost înregistrate în punctul 4. În acest punct pe adâncimea de 0–10 cm cadmiul depăşeşte de 6 ori valoarea de 5 mg/kg a pragului de intervenţie pentru tipurile de folosinţă sensibile (Figura 6).
Figura 6. Concentraţia Cd în punctele de prelevare (*Conform Ordinului 756/97).
Zincul. Are valori care depăşesc pragul de alertă în punctele 4 şi 5, iar în punctul 6 valorile determinate sunt foarte apropiate de valoarea de 300 mg/kg a pragului de alertă. În punctul 4 pe adâncimile de 0–10 cm şi 10–20 cm aceste valori se situează foarte aproape de pragul de intervenţie (Figura 7).
123.8
82.4
46.6
87.179.8
68.379.4
71.6 77.6
0
50
100
150
200
250
4A 4B 4C 5A 5B 5C 6A 6B 6C
Punctele de prelevare
Con
cent
raţia
Cu
[mg/
kg]
Prag de alertă* Prag de intervenţie*
31.4
26.2
15.8 16.7 16.5
12.5
4.7 4.9 4.8
0
5
10
15
20
25
30
35
4A 4B 4C 5A 5B 5C 6A 6B 6C
Punctele de prelevare
Conc
entra
ţia C
d [m
g/kg
]
Prag de alertă* Prag de intervenţie*
Ecoterra - Journal of Environmental www.ecoterra-online.ro Research and Protection, 2012, no. 31.
115
Figura 7. Concentraţia Zn în punctele de prelevare (*Conform Ordinului 756/97).
Plumbul. Depăşeşte valorile pragului de intervenţie în toate cele trei puncte de prelevare şi pe cele trei adâncimi. Concentraţia plumbului din sol scade cu cât adâncimea de prelevare este mai mare şi cu cât distanţa faţă de sursă creşte. Valoarea cea mai ridicată a concentraţiei plumbului este în punctul 4, unde pe adâncimea de 0–10 cm este depăşit pragul de intevenţie de aproximativ 7 ori (Figura 8).
Figura 8. Concentraţia Pb în punctele de prelevare (*Conform Ordinului 756/97).
Concluzii. În punctul 4 este întâlnit aluviosolul gleic – eutric (ASgc). Reacţia solului din acest punct este neutră, conţinutul de azot total este mijlociu, cel de fosfor mobil este foarte mare, iar cel de potasiu mobil este mare. Solul din punctul 4 prezintă un conţinut mic de humus, iar textura este nisipoasă. Solul din punctul 5 de prelevare este un sol de tipul aluviosol gleic – calcaric (Asgc – ka). Solul din acest punct prezintă o reacţia slab alcalină şi un conţinut mic de humus. În ceea ce priveşte conţinutul de azot total şi cel fosfor mobil acestea sunt mijlocii, iar conţinutul de potasiu mobil este mare. Din punct de vedere al texturii solului din punctul 5, aceasta este nisipoasă. Punctul 6 de prelevare prezintă un sol de tipul aluviosol gleic – calcaric (Asgc – ka). Solul din acest punct se caracterizează print-o reacţie slab alcalină, un conţinut mic de humus, conţinutul de azot total este mijlociu, conţinutul de fosfor mobil este mare, iar cel de potasiu mobil foarte mare.
543.4 527.6
447.6420.5 411.2
366.4
281.6 267.7 264.9
0
100
200
300
400
500
600
700
4B 4C 5A 5B 5C 6A 6B 6C
Punctele de prelevare
Con
cent
raţia
Zn
[mg/
kg]
Prag de alertă* Prag de intervenţie*
739.1
319.6
148.2
391.7 388.2
287
155.1 135.4 113.1
0
100
200
300
400
500
600
700
800
4A 4B 4C 5A 5B 5C 6A 6B 6C
Punctele de prelevare
Conc
entra
ţia P
b [m
g/kg
]
Prag de alertă* Prag de intervenţie*
Ecoterra - Journal of Environmental www.ecoterra-online.ro Research and Protection, 2012, no. 31.
116
Determinările efectuate au pus în evidenţă că odată ce distanţa faţă de sursa de poluare creşte, concentraţia metalelor din sol scade. În aceste condiţii valorile cele mai ridicate ale metalelor s-au înregistrat în imediata apropiere a intreprinderii, astfel că Zn are valori care aproape ating pragul de intervenţie, Cd depăşeşte acest prag de aproximativ 5 ori, Pb depăşeşte de aproximativ 6 ori pragul de intervenţie, iar Cu depăşeşte puţin pragul de alertă, conform Ordinului 756/97.
Mulţumiri. Această lucrare a beneficiat de suport financiar prin proiectul "Studii doctorale în ştiinţe inginereşti în scopul dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere – SIDOC", contract: POSDRU/88/1.5/S/60078, proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013" în baza de date creată pentru Proiectul SIDOC.
Bibliografie
[1] Copşa Mică - http://ro.wikipedia.org/wiki/Cop%C8%99a_Mic%C4%83, accesed
14.04.2011. [2] Blaj R., Mărginean M., Stancu M., 2009 Aspects regarding to ecological reconstruction
at Copşa Mică, Sibiu county. Research Journal of Agricultural Science 41(2):23-28. [3] Damian F., Damian G., Lăcătuşu R., Iepure G., 2008 Heavy metals concentration of
the soils around Zlatna and Copşa Mică smelters Romania. Carpth J of Earth and Environmental Sciences 3(2):65-82.
[4] Toti M., Răuţă C., Dumitru M., Căpitanu V., Gamenţ E., Zelinschi C., 1993 Evoluţia fenomenului de poluare cu metale grele şi oxizi de sulf în zona Copşa Mică. Analele I.C.P.A. 2:255-266.
[5] ***Ordinul 756/1997 al MAPPM, publicat în Monitorul Oficial al României, partea I, nr. 303 bis/6.11.1997.
Autori: Maria Szanto (Prodan), Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, Facultatea de Ingineria Materialelor şi a Mediului, Bd. Muncii, nr. 103-105, RO-400641, Cluj-Napoca, România, e-mail: [email protected] Valer Micle, Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, Facultatea de Ingineria Materialelor şi a Mediului, Bd. Muncii, nr. 103-105, RO-400641, Cluj-Napoca, România Eugenia Gamenţ, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Pedologie, Agrochimie şi Protecţia Mediului – ICPA Bucureşti, Bd. Mărăşti nr. 61, 011464, sector 1, Bucureşti, România Vasile Călin Prodan, Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, Facultatea de Ingineria Materialelor şi a Mediului, Bd. Muncii, nr. 103-105, RO-400641, Cluj-Napoca, România, e-mail: [email protected] Cum se citează acest articol: Szanto (Prodan) M., Micle V., Gamenţ E., Prodan V. C., 2012 Investigaţii privind starea de calitate a solului din zona Copşa Mică. Ecoterra 31:110-116.
