GHID TEHNIC Privind Modalităţile de Investigare Şi Evaluare a Poluării Solului Şi Subsolului

GHID TEHNIC privind modalităţile de investigare şi evaluare a poluării solului şi subsolului

1

CUPRINS Introducere Art. 1 1. Mediul geologic 2. Poluarea mediului geologic 3. Investigarea şi evaluarea poluării mediului geologic 4. Prejudicii aduse mediului geologic 5. Responsabilităţi privind refacerea mediului geologic Art. 2 6. Glosar Art. 4 7. Metode specifice geologice şi pedologice pentru investigarea şi evaluarea poluării mediului geologic 8. Metode pedologice 9. Metode geologice 10. Metode hidrogeologice 11. Metode geochimice 12. Metode geofizice 13. Pachet minimal obligatoriu de metode de investigare şi evaluare a poluării mediului geologic Art. 8 14. Fondul geochimic natural Art. 5, 6, 7 15. Condiţii de realizare şi finanţare a investigării şi evaluării poluării mediului geologic Art. 9, 10 16. Realizarea inventarului siturilor contaminate la nivel local, judeţean 17. Realizarea inventarului siturilor contaminate la nivel regional 18. Realizarea inventarului siturilor contaminate la nivel central Art. 12 19. Atestarea calităţii şi competenţei profesionale pentru executarea lucrărilor de investigare şi evaluare a poluării mediului geologic Art. 13 20. Etapa de investigare şi evaluare prin analiza şi interpretarea datelor existente 21. Etapa de investigare si evaluare preliminară 2

22. Etapa de investigare şi evaluare detaliată Art. 14, 15 23. Raportul geologic de investigare şi evaluare a poluării mediului geologic Art. 11, 14 24. Atribuţiile autorităţilor competente pentru protecţia mediului în elaborarea şi analizarea rapoartelor geologice de investigare şi evaluare a poluării mediului geologic 25. Atribuţiile autorităţilor competente pentru protecţia mediului privind decizia şi notificarea încadrării şi declarării zonei conform tipologiei contaminării Art. 16, 17, 18, 19, 20, 21 26. Atribuţiile autorităţilor competente pentru protecţia mediului, obligaţiile şi responsabilităţile operatorilor economici sau deţinătorilor de teren şi ale autorităţilor administraţiei publice locale privind realizarea etapele de investigarea şi evaluare a mediului 27. Atribuţiile autorităţilor competente pentru protecţia mediului, obligaţiile şi responsabilităţile operatorilor economici sau deţinătorilor de teren şi ale autorităţilor administraţiei publice locale privind realizarea activităţilor de monitorizare a mediului geologic Art. 22, 23 28. Atribuţiile autorităţilor competente pentru protecţia mediului, obligaţiile şi responsabilităţile operatorilor economici sau deţinătorilor de teren şi ale autorităţilor administraţiei publice locale privind decizia colaborarea a studiului evaluării de risc Art. 24 29. Atribuţiile autorităţilor competente pentru protecţia mediului privind analiza raportului final de investigare şi evaluarea poluării, precum şi a studiului evaluării de risc Art. 25 30.

Atribuţiile

autorităţilor

competente

pentru

protecţia

mediului

privind

fundamentarea, elaborarea şi emiterea asupra mediului geologic Art. 26 31. Condiţiile generale de elaborare a studiului fe fezabilitate şi a proiectului tehnic pentru refacerea mediului geologic Art. 27 32. Atribuţiile Gărzii Naţionale de Mediu

3

Introducere Resursele naturale ale României şi politicile de industrializare anterioare anului 1990 au favorizat dezvoltarea activităţilor intens poluatoare din industriile extractivă, metalurgică, chimică şi energetică. Urmare a desfăşurării acestor activităţi, solul şi subsolul au fost poluate local, zonal sau regional cu hidrocarburi, metale grele, substanţe organice naturale şi sintetice s. a., determinând în timp apariţia şi extinderea siturilor contaminate care afectează şi în prezent sănătatea oamenilor şi mediul. Una din cheile de înţelegere a problemelor actuale cu privire la protecţia solului constă în aprecierea faptului că funcţiile şi folosinţele individuale ale solului sunt în competiţie, în termeni de spaţiu, între funcţiile ecologice, pe de o parte, şi funcţiile tehnice/industriale, socio-economice şi culturale, pe de altă parte. Prin această prismă se disting următoarele tipuri de competiţii şi interacţiuni: a. Competiţie exclusivă - între folosirea solului pentru infrastructură, ca sursă de materii prime şi ca sursă de vestigii culturale şi geogene, pe de o parte, şi, pe de altă parte, pentru producţia de biomasă şi activităţi de filtrare, tamponare şi transformare precum şi ca rezervă de gene. b. Interacţiune intensă între folosirea terenurilor pentru infrastructură şi dezvoltarea acesteia şi folosirea terenurilor pentru agricultură şi păduri. c. Competiţie între cele trei folosinţe ecologice ale solului, unde contaminarea solurilor agricole prin tratarea cu reziduuri şi nămol orăşenesc, dar şi printr-o intensă folosire a îngrăşămintelor chimice şi a substanţelor de protecţie a plantelor este în conflict cu celelalte funcţii ecologice, adăugându-se la contaminarea produsă datorită folosirii terenurilor pentru infrastructură. Alinierea legislatiei de mediu din România la cea a Uniunii Europene a impus ca o necesitate elaborarea unor reglementari care să vizeze: - modul de evaluare a riscurilor pe care siturile contaminate le determina pentru populatia umana si componentele ecosistemelor; - metodele de investigare si evaluare a siturilor contaminate; - asumarea responsabilitatilor in procesul de investigare si evaluare a siturilor contaminate. In acest context, in tara noastra, s-au adoptat recent Hotararea de Guvern nr. 1408/19.11.2007 privind modalitatile de investigare si evaluare a poluarii solului si subsolului. In conformitate cu art. 15 al acestei hotărâri de Guvern, s-a elaborat prezentul 4

ghid tehnic care se aprobă prin ordin comun al conducătorilor autorităţii publice centrale pentru protecţia mediului şi dezvoltare durabilă, autorităţii publice centrale în domeniile economiei şi finanţelor şi autorităţii publice centrale în domeniul agriculturii şi dezvoltării rurale. Scopul acestui ghid este de a descrie cadrul procedural pentru realizarea investigării şi evaluării poluării solului şi subsolului. Ghidul expliciteaza prevederile legale din H.G. nr. 1408/19.11.2007, având în vedere implementarea acestora la nivel local, regional şi central, respectiv modul de îndeplinire a obligatiilor/responsabilităţilor privind investigarea şi evaluarea poluării solului şi subsolului ofera bazele tehnico-stiintifice de cunoastere a mediului geologic, de cunoastere a fenomenelor de poluare in mediul geologic si intelegere a efectelor de acesta şi prezinta metodele specifice geologice şi pedologice recomandate de investigare a poluării mediului geologic. Ghidul se adreseaza atat autoritatilor competente pentru protecţia mediului, cat si detinatorilor sau utilizatorilor de terenuri contaminate, oferind nu numai informatii privind procedurile

si detaliile de desfasurare a acestora, dar si informatii tehnice privind

investigarea şi evaluarea poluării solului şi subsolului. Ghidul este structurat pe capitole care urmăresc analiza articolelor din Hotărârea de Guvern nr. 1408/19.11.2007 privind modalităţile de investigare şi evaluare a poluării solului şi subsolului, iar fiecare capitol descrie şi detaliază prevederile unuia sau mai multor articole, funcţie de conţinutul acestora. Ghidul tehnic a fost elaborat pe baza experienţei europene adaptată condiţiilor naturale/economice specifice româneşti şi completată cu experienţa românească în domeniul investigării şi evaluării poluării mediului geologic.

5

Art. 1. Prezenta hotărâre reglementează modalităţile de investigare şi evaluare a poluării solului şi subsolului, în scopul identificării prejudiciilor aduse acestora şi stabilirii responsabilităţilor pentru refacerea mediului geologic.

1. Mediul geologic În conformitate cu Ordonanţa de Urgenţă

nr. 195/2005 privind protecţia mediului,

aprobată prin Legea nr. 265/2006, cu modificările şi completările ulterioare, mediul geologic este definit ca „ansamblul structurilor geologice de la suprafaţa pământului în adâncime: sol, ape subterane, formaţiuni geologice”. Structurile geologice generale de la nivelul suprafeţei până la adâncimile la care se desfăşoară activităţile umane sau până la adâncimile de la care acestea influenţează semnificativ şi direct dezvoltarea umană, întră în preocupările de cunoaştere a calităţii şi de protecţie a mediului geologic.

1.1. Solul Solul reprezintă pătura superficială de la suprafaţa litosferei, în grosime variabilă de la câţiva cm până la 2-3 m. Este format din trei faze: solidă, lichidă şi gazoasă. Faza soIidă este constituită dintr-o componentă minerală şi o componentă organică formată din materie organică (humus), care conţine viaţa şi constituie, de fapt, orizontul superior al solurilor urmat de un orizont de acumulare a argilei şi un orizont format din material parental. În funcţie de condiţiile genetice şi de evoluţia proceselor geochimice şi biogeochimice s-au format diferite tipuri de soluri. Solurile care apar pe teritoriul României sunt grupate în 10 clase şi 39 tipuri. La nivel naţional este elaborată Harta solurilor din România, sc. 1 : 200.000 (ICPA). Compoziţia şi modul de dispunere a elementelor componente ale solului determină o serie de calităţi sau proprietăţi care influenţează reţinerea şi migrarea poluanţilor. Caracteristicile principale fizico-chimice sau biologice ale solurilor influenţează la rândul lor comportarea poluanţilor în sol. Textura reflectă proporţia dintre particulele minerale cu diferite dimensiuni (de la 0,002 la 200 mm, respectiv: argilă = 0-0,002 mm, praf = 0,002-0,02 mm, nisip fin =0,020,20 mm, nisip mijlociu = 0,20-0,50 mm, nisip grosier = 0,50-2 mm, pietriş = 2-20 mm, bolovăniş = 20-200 mm). De obicei, la definirea texturii unui sol se iau în considerare numai ponderea argilei (pelitului), prafului (aleuritului) şi nisipului (psamitului). Din 6

combinarea acestor trei categorii de particule rezultă diferite clase texturale în care, pe baza analizei, se încadrează solurile. Cu valorile ponderilor acestor particule se construiesc diagrame ternare sectoriale care permit încadrearea unui anume sol investigat în una din categoriile menţionate. Încadrarea optimă a texturii unui sol se face după curba granulometrică, trasată pe baza analizelor granulometrice de laborator. Pentru evaluarea poluării solului este importantă cunoaşterea variaţiei texturii pe profil. Structura

solului

reprezintă

proprietatea

acestuia

de

a

se

desface

în

agregate/fragmente de diferite forme şi dimensiuni la o anumită umiditate, sub acţiunea unei forţe moderate. Structura solului (forma, dimensiunile şi modul de aranjare a agregatelor) determină în mod direct porozitatea solului şi indirect viteza de pătrundere a apei, aerului şi poluanţilor în sol. Uneori substanţele organice din sol, precum şi compuşii de fier, aluminiu şi calciu cimentează fracţiunile nisipoase, prăfoase şi argiloase în formaţiuni stabile numite agregate. În astfel de soluri se întâlnesc atât pori necapilari, prin care sub influenţa gravitaţiei, apa şi poluanţii se infiltrază în sol, cât şi pori capilari, în interiorul agregatelor, care asigură reţinerea apei şi poluanţilor de către sol. Densitatea aparentă a solului reprezintă masa unităţii de volum, care include atât particulele individuale, cât şi spaţiul porilor. Acest indicator reprezintă raportul dintre masa solului complet uscat şi volumul total de probă recoltată în structura naturală a solului. Densitatea solului reprezintă numai densitatea părţii solide a solului. Valoarea medie a densităţii solului este de 2,65 g/cm 3. Porozitatea solului reprezintă totalitatea spaţiilor libere dintre agregate şi din interiorul agregatelor de sol. Porii capilari au dimensiuni de 10 – 50 µ şi favorizează reţinerea apei şi a poluanţilor. Porozitatea influenţează viteza de infiltraţie a fluidelor şi capacitatea de înmagazinare a acestora în sol. Permeabilitatea solului reprezintă proprietatea acestora de a permite circulaţia fluidelor printre golurile particulelor solide. Pentru solurile saturate cu apă, viteza de pătrundere şi trecere a apei prin ele se calculează cu Legea Darsy (v = Kf I, unde: v este viteza medie de curgere a apei, în m/s, Kf – coeficientul de filtraţie, în m/s, I – gradientul hidraulic), iar pentru solurile saturate neacoperite cu un strat de apă, permeabilitatea se consideră egală cu coeficientul de filtraţie. În funcţie de clasa de permeabilitate (stabilită funcţie de valoarea permeabilităţii, considerată egală cu Kf,) se disting: soluri impermeabile (argilă < 10-9), soluri foarte puţin permeabile (praf < 10-7), soluri puţin permeabile (nisip fin < 10-4), soluri cu o permeabilitate satisfăcătoare (nisip mijlociu < 10-3), 7

soluri permeabile (nisip grosier < 10-2), soluri cu o permeabilitate bună (pietriş < 1), soluri foarte permeabile (bolovăniş < 10). Reacţia arată aciditatea sau alcalinitatea solului şi se măsoară cu ajutorul pH-ului. Acesta este - log a H+ . Convenţional pH-ul se determină în suspensie apoasă la un raport sol:soluţie de 1:25. Valoarea pH-ul solului depinde de schimbul de ioni cu coloizii minerali şi organici şi de prezenţa carbonaţilor de Ca, Na etc. Potenţialul de oxido-reducere (redox) reflectă natura proceselor ce se petrec în sol, de oxidare sau reducere. Potenţialul redox variază de la + 800 mV (media puternic oxidant) la - 3oo mV(mediu puternic reducător). Materia organică sau humusul, reprezintă componenta principală a solului cu rol în asigurarea unei rezerve de elemente nutritive, rezultate prin mineralizarea ei sau prin fenomenele de adsorbţie la nivel coloidal. Materia organică împreună cu argila sunt componente de bază ale complexului coloidal argilo-humic, depozitarul tuturor proceselor de schimb cationic. Aprecierea conţinutului de humus se face în funcţie

de textură .

Materia organică conţine şi organisme vii. Carbonaţii, în principal CaCO3, apar numai la anumite tipuri de soluri şi in anumite orizonturi. Conţinutul lor poate oscila intre 1% şi peste 3o-4o%. Prezenţa lor determină o recţie neutră-alcalină şi o capacitate sporită de tamponare, însuşiri definitorii pentru rezistenţa solurilor la agenţi poluanţi. Capacitatea de adsorbţie ionică reprezintă proprietatea coloizilor solului (complexul argilo-humic) de a adsorbi la suprafaţa lor diferiţi ioni. Dat fiind faptul că, particulele coloidale ale solului au sarcini electrice negative ele vor adsorbi ioni pozitivi (cationi). Cationii, adsorbiţi pot fi schimbaţi de către cationi din soluţia solului, proces numit schimb de cationi. Intre cationi predomină Ca 2+ , Mg2+ , Na+, K+ (baze), dar sunt şi alte elemente chimice, printre care şi H+. Capacitatea totală de schimb cationic reprezintă suma tuturor cationilor adsorbiţi a unui sol (T), formată, în principal, din cationi bazici şi hidrogen. Raportul între suma cationilor bazici (S) şi capacitatea totală de schimb cationic (T) reprezintă gradul de saturaţie cu baze (V) şi se exprimă în %. Solul are şi o capacitate de adsorbţie anionică realizată la suprafaţa particulelor coloidale prin intermediul cationilor sau a particulelor încărcate pozitiv. Capacitatea de tamponare este proprietatea solurilor de a se opune modificărilor de pH. Ea este generată de complexul argilo-humic şi de sistemele carbonat de calciubicarbonat de calciu-acid carbonic, fosfaţi-acid fosforic. Creşte puterea de tamponare de la solurile nisipoase la cele argiloase, cu materie organică şi carbonaţi. Însuşirea are o 8

importanţă deosebit pentru aprecierea efectelor negative ale poluanţilor asupra solurilor şi celorlalte componente ale mediului. Activitatea biologică a solului este determinată de fauna şi microorganismele din sol. Microorganismele din sol (protozoare, alge, ciuperci, actinomicete, bacterii) exercită o acţiune multiplă asupra solului, distrugând în special activitatea enzimatică, care influenţează evoluţia elementelor din sol, şi activitatea simbiotică. Deşi, unele organisme vii s-au dovedit dăunătoare pentru fertilitatea solului şi productivitatea acestuia, marea majoritate a organismelor vii din sol au o acţiune generală pozitivă (bioremedierea). Din cele de mai sus rezultă că solul este un corp viu cu însuşiri de reţinere a substanţalor şi elemantelor chimice, inclusiv a celor poluante, dar şi de eliberare treptată, în urma proceselor fizico-chimice, a elementelor necesare nutriţiei plantelor şi împreună cu acestea a elementelor poluante. Solurile sunt un produs de alterare complexă. Sunt constituite din trei tipuri de agregate : scheletul solului, complexul de alterare şi humusul. Scheletul solului este alcătuit din granule minerale allogenice, nealterabile (cuarţ, muscovit, amfiboli etc.) sau aduse pe cale eoliană. Complexul de alterare are o componentă insolubilă (minerale argiloase, oxizi de fier şi de mangan) şi una solubilă (carbonaţi, sulfaţi şi cloruri plus gaze) în apa interstiţială. Humusul este materia organică intrată în descompunere şi are o constituţie complexă, funcţie de materiile vegetale sau animale din care provine, de acţiunea microorganismelor, de climat etc. Pe verticală, în sol se separă trei orizonturi: - orizontul C, spre bază, format din roci slab alterate; - orizontul B, format din complexul de alterare, constituind zona de acumulare; - orizontul A, numit zonă de lixiviere, bogat în humus, extrem de afânat şi prin care circulă rapid apa de infiltraţie. După culoare, solurile se împart în cernoziomuri (soluri negre, bogate în humus),crasnoziomuri (soluri roşii de tip lateritic sau terra rossa), podzolul (sol cenuşiu, argilos de dealuri), soluri brune de pădure etc. După conţinut, se deosebesc soluri de tip pedalfer (sol bogat în argilă şi oxizi de fier în orizontul B, categorie mai largă în care intră şi podzolurile), pedocal (soluri calcaroase, pe suprafaţa cărora se precipită CaCO 3 ca o pătură albă numită caliche), soloneţuri şi solonceacuri (soluri sărate, cu eflorescenţe albe în perioadele uscate şi cu vegetaţie tipică de ierburi roşcate fără frunze mari), serroziomuri (soluri bogate în schelet nisipos) etc.

9

Într-o abordare geotehnică, solurile pot fi constituite din particule minerale, având următoarele dimensiuni (în mm ): Argilă:

< 0,005

Praf:

0,005 – 0,05

Nisip fin:

0,05 – 0,25

Nisip mijlociu:

0,25 – 0,50

Nisip mare:

0,50 – 2

Pietriş mic:

2 – 20

Pietriş mare:

20 – 70

Bolovăniş:

> 70

1.2. Formaţiuni geologice Scoarţa terestră este formată dintr-o varietate mare de tipuri de minerale şi roci. În marea lor majoritate, mineralele sunt cristalizate şi puţine sunt amorfe sau necristalizate comprimate în structura şi textura lor. Materiale constitutive ale corpurilor geologice sunt rocile. Acestea se prezintă sub formă generală ca agregate de minerale caracterizate nu numai prin parageneze bine definite, dar şi prin anumite relaţii între componentele mineralogice exprimate in structura si textura lor. Participarea la noi evenimente geologice duce la modificarea compoziţiei mineralogice, a structurii şi texturii iniţiale. Structura reprezintă raporturile de formă, mărime, grad de cristalitate dintre diferiţi componenţi ai rocii. Textura priveşte modul de asociere al componentelor rocii şi de distribuire în spaţiu. Rocile constituente ale scoarţei terestre au origini şi naturi diferite. Având la bază principiul genezei, rocile pot fi clasificate în roci sedimentare, roci magmatice (eruptive) şi roci metamorfice (cristalofiliene). Rocile sedimentare sunt depozite de substanţe cristalizate sau amorfe, rezultate din distrugerea fizică şi chimică a scoarţei, a altor roci preexistente şi a activităţii vieţuitoarelor. Iau naştere în majoritatea cazurilor în domeniul marin sau lacustru unde sunt transformate de factorii exogeni. Se întâlnesc şi depozite sedimentare de origine continentală în zone aride şi semiaride. Rocile sedimentare se caracterizează îndeosebi prin stratificaţia lor în interiorul scoarţei terestre şi frecvenţa variaţiilor verticale şi laterale de facies, aspecte care se reflectă în morfologia terestră (în general structura aproape orizontală devine cutată în cazul când au intervenit mişcări orogenice). 10

Mineralele principale care intră în componenţa structurilor sedimentare provin fie prin dezagregarea rocilor eruptive, metamorfice sau sedimentare preexistente, fie prin procese de alterare sau biologice, după depunerea sedimentelor. În general, rocile sedimentare sunt constituite din silicaţi, carbonaţi, sulfaţi şi cloruri. Clasificarea rocilor sedimentare are la bază fie criteriul granulometric, fie chimismul acestora. Două mari grupe se individualizează : roci detritice şi roci de precipitare chimică. Rocile detritice (epiclastice) sunt de următoarele tipuri: -

psafite: necimentate (grohotişuri, pietrişuri) şi cimentate (brecii şi conglomerate);

-

psamite: necimentate (nisipuri) şi cimentate (gresii);

-

aleurite: necimentate (praf, mâluri) şi cimentate (loess şi aleurolite);

-

pelite: necimentate (praf fin) şi cimentate ( roci argiloase).

Rocile de precipitare chimică cuprind depozite de origine organogenă şi anorganogenă: alite, ferolite, silicalite, carbonatite, sulfatolite, halogenite, fosfatolite, sulfidite şi caustobiolite. În general, rocile sedimentare sunt cele mai friabile şi mai puţin rezistente la efectele agenţilor externi în comparaţie cu cele magmatice şi metamorfice, mai ales marnele, argilele, nisipurile şi loessurile. Rocile magmatice (eruptive) s-au format prin solidificarea unei topituri magmatice alcătuite dintr-o soluţie intratelurică de silicaţi cu compoziţie foarte complexă. Acestea sunt cele mai răspândite roci din interiorul scoarţei terestre şi reprezintă circa 90% din materialul litosferei. Mineralele constitutive principale ale rocilor magmatice sunt: feldspaţi, piroxeni, amfiboli, cuarţ şi mice. Minerale constituente prezintă însuşiri fizico-chimice variate care se manifestă în natura diferită a rocilor eruptive. În funcţie de culoare, mineralele sunt leucocrate sau albe (cuarţ etc.), melanocrate sau colorate (piroxeni, amfiboli etc.). Procentul de minerale leucocrate caracterizează aciditatea sau bazicitatea rocilor. Rocile eruptive acide (cum este granitul s.a.) conţin cuarţ sau silice cristalizată într-o cantitate mai mare, au o textură masivă şi sunt foarte rezistente la eroziunea factorilor exogeni. Rocile eruptive bazice (diorit, gabrou, bazalt s.a.) conţin un procent ridicat de minerale melanocrate, sunt dure, dar într-o măsură mai mică în comparaţie cu rocile silicioase. Din punct de vedere al structurii, dintre rocile eruptive, rocile fin cristalizate sunt mai rezistente la acţiunea factorilor exogeni decât cele cu cristale mari care sunt mai expuse alterării chimice şi eroziunii.

11

Dintre rocile eruptive tipice amintim: granitul, granodioritul, riolitul, dacitul, andezitul, gabroul, sienitul, monzonitul, trachitul, bazaltul, doleritul, dioritul, fanolitul, essexitul, peridotitul, piroxenitul, horblenditul, carbonatitul, aplitul, lamprofirul s. a. Rocile magmatice apar sub formă de batolite, lacolite şi filoane situate la adâncimi mai reduse. Aceste forme sunt caracteristice rocilor intruzive (abisale şi hipoabisale). Topiturile magmatice pot apărea la suprafata scoarţei sub formă de lavă prin intermediul fenomenelor vulcanice (curgerile de lavă şi cenuşile vulcanice consolidate). Rocile metamorfice (cristalofiliene) s-au format prin transformarea fizico-chimică a rocilor preexistente (sedimentare şi eruptive) datorită schimbării condiţiilor de temperatură, presiune şi a chimismului din interiorul scoarţei sub zona superficială de alteraţie şi diageneză, provocate de mişcările tectonice (metamorfism regional sau de geosinclinal), fie de ascensiunea magmelor spre suprafaţa pământului (metamorfism de contact termic). O serie de alte categorii de metamorfism cum sunt metasomatoza, metamorfismul termic,

metamorfismul

dinamic,

pirometamorfismul,

metamorfismul

hidrotermal,

metamorfismul magmatic s. a., generează roci care şi-au desăvârşit caracterele chimice, mineralogice şi structurale în urma proceselor de adaptare petrecute în stare solidă. Rocile generate de metamorfismul regional sunt reprezentate prin şisturi cristaline, iar cele rezultate prin metamorfism de contact, prin corneene. Cele mai răspândite roci metamorfice sunt şisturile cristaline caracterizate prin textură şistoasă care le conferă desfacerea în planuri paralele de clivaj şi care sunt formate prin dinamometamorfismul (de geosinclinal) al rocilor eruptive (ortoşisturi) şi a celor sedimentare (paraşisturi). Dintre tipurile de şisturi cristaline cele mai importante sunt: gnaisul, micaşisturile, cuarţitele, filitele, cloritoşisturile, sericitoşisturile, şisturile amfibolice s. a. Gnaisele şi cuarţitele sunt cele mai rezistente la eroziune. Natura climatului afectează comportarea acestora faţă de eroziune. Structurile geologice reprezintă modul de aranjare a rocilor în strate. Rocile sedimentare, majoritatea rocilor metamorfice şi o parte din rocile eruptive sunt dispuse în strate. Formaţiunile sedimentare prezintă în general alternanţe de strate cu duritate diferită. Deschiderea stratelor prin eroziune depinde nu numai de particularităţile proprii fiecărei roci ci şi de contactul existent între diferite orizonturi şi modul cum se face trecerea de la un strat la altul. În funcţie de dispoziţia stratelor de roci şi de relaţiile lor cu elementele tectonice structurile pot fi concordante sau dislocate. 12

Structura concordantă este caracteristică prin dispoziţia orizontală sau uşor înclinată a stratelor, acestea păstrându-se nedeformate în forma lor primară în care s-au sedimentat rocile (bazine sedimentare). O variantă a acestei structuri o constituie structura discordantă caracterizată prin suprapunerea a două orizonturi de roci separate printr-un plan de eroziune care evidenţiază faptul că între fazele de sedimentare a celor două orizonturi a existat o perioadă de timp când regiunea a fost modelată de factori exogeni. Structura dislocată reprezintă la originea ei o structură concordantă - orizontală care a fost deranjată de mişcările orogenice sau epirogenice, stratele nemaiavând poziţia iniţială din timpul sedimentării. Structura dislocată prezintă două variante: faliată şi cutată. Acestea se recunosc după planurile de falie sau axele cutelor. Faliile sunt extrem de frecvente în toate stratele deformate şi chiar în stratele necutate. Aproape toate deformările pot fi considerate ca mişcări produse de-a lungul unor plane de forfecare. Efectele pot fi acoperite prin recristalizare sau sunt vizibile ca plane de forfecare cu volum mare de deformare. Când planele de forfecare sunt mici şi numeroase se vorbeşte de o deformare plastică şi de cutare sau flexurare. Când există plane de forfecare mari, deformarea este de rupere producând falii. În natură sunt prezente toate formele de tranziţie între cutare şi faliere. Tipurile principale de falii, fisuri şi cute cunoscute sunt: falii normale, falii de încălecare, falii de decroşare, fisuri paralele, fisuri de forfecare normale, cute concentrice, cute concentrice şi falii asociate, şariaje, efilări, cute disarmonice, structuri diapire şi de prăbuşire, cute de clivaj şi de forfecare s. a. Proprietăţile fizico-chimice ale rocilor reprezintă elemente de bază în caracterizarea şi cunoaşterea calităţii şi a stării naturale a mediului geologic. Evoluţia structurii geologice la suprafaţă este ilustrată printr-o tipologie mare de hărţi, realizate la diverse scări topografice (hărţi geologice, tectonice, metalogenetice, hidrogeologice, geochimice, geofizice s. a.). La nivel naţional este disponibilă harta geologică a României, sc. 1 : 200.000 (IGR). Proprietăţile rocilor/formaţiunilor geologice. Roca

componentă

a

formaţiunii

geologice este un sistem trifazic, constituită din faza solidă – scheletul mineral, faza lichidă – apa sub diferitele ei forme si faza gazoasă – gaze, vapori de apă etc. Comportarea formaţiunilor geologice sub acţiunea solicitărilor, inclusiv a factorilor poluanţi, depinde de raporturile existente între aceste trei faze constitutive. Printre proprietăţile care caracterizează starea fizică a rocilor sunt: granulometria, greutatea specifică, porozitatea, indicele golurilor, umiditatea, permeabilitatea, gradul de 13

dezagregare, limitele de consistenţă, presiunea apei în porii rocii, presiunea de infiltraţie, tixotropia rocilor, coeficientul electroosmotic, sufoziunea, gradul şi capacitatea de îndesare, coeficientul de afânare etc. Faza solidă – scheletul mineral poate fi caracterizat de proprietăţi structurale (masa specifică, densitatea, analiza granulometrică) şi de proprietăţi fizice ( greutatea specifică). Parametrii de soliditate ai rocilor depind de starea lor fizică şi se pot modifica în timp sau sub acţiunea factorilor poluanţi. Faza lichidă – apa are o mare influenţă asupra materiei cu care vine în contact, având în vedere proprietăţile sale fizico-chimice şi formele pe care le îmbracă: apă de constituţie, apă de legată prin forţe moleculare, apă gravitaţională. Faza gazoasă - golurile între particulele solide ale rocii sunt umplute cu aer, funcţie de cantitatea de apă existentă în rocă, iar moleculele de aer port fi considerate ca molecule independente într-o mişcare termică haotică. De obicei în aerul din porii rocii se găsesc molecule de azot, vapori de apă, bioxid de carbon, gaz metan ş. a. Procese de alterare a rocilor. Orice schimbare/dezechilibru în mediul natural geologic conduce la transformări de ordin fizic, chimic, biologic ale tuturor tipurilor de roci, care, în timp, tind să se degradeze, si se descompună; orice schimbare a mediului geologic natural aduce şi un dezechilibru/modificare în ecosistemul natural. a) Fenomene de alterare fizică. Cele mai mai însemnate efecte de alterare fizică sunt date de variaţiile de temperatură, care produc deformări reziduale diferenţiate în masa de rocă prin cedarea coeziunii dintre cristalele minerale sau granulele, respectiv dezagregarea treptată a acestora. De asemenea,

sunt cunoscute şi fulguritele, care

reprezintă goluri cilindroide produse de descărcările electrice între atmosferă şi sol. La limita dintre alterarea fizică şi cea chimică se produc procese de levigare şi de hidratare. Levigarea rocilor constă din dizolvarea cimentului sau a unei părţi dintr-o rocă compactă. Hidratarea mineralelor duce la creşterea volumului şi la scăderea durităţii lor, deci la scăderea rezistenţei la alterare. Un alt fenomen fizic care poate interveni în alterare este gravitaţia, care lărgeşte fisurile pe pantele cu unghi mai mare decât cel de repaus natural sau provoacă lăsarea tavanelor golurilor subterane, mai rar, prăbuşirea tavanelor golurilor carstice. b) Procese de alterare chimică.Degradarea chimică are efecte foarte variate, funcţie de climă şi natura factorilor agresivi rezultaţi prin desfăşurarea activităţilor antropice, dar şi funcţie de susceptibilitatea rocilor de a reacţiona chimic. Procesele de oxidare chimică care au loc în mediul geologic sunt: - Oxidarea care afectează mai ales sulfurile şi carbonaţii de fier. 14

- Supraoxidarea anumitor oxizi, aşa-zisele pălării de fier care se nasc în jurul zonelor cu acumulari exploatabile de substante minerale solide - Caolinizarea – procesul de descompunere a silicaţilor care pierd ioni de Na, K, Ca şi se hidratează trecând în silicaţi de aluminiu hidrataţi (de exemplu, caolinitul). - Laterizarea – descompunerea silicaţilor aluminoşi hidrataţi în silice şi oxizi de aluminiu hidrataţi, formând lateritul. - Terra rossa – procesul de alterare al calcarelor, respectiv de dizolvare a carbonatului de calciu şi de formare a unor depozite reziduale. Solurile lateritice sau de terra rossa pot duce la concentrarea la suprafaţă a oxizilor de fier depuşi din apa subterană adusă la suprafaţă prin capilaritate şi evaporată. Produsele insolubile de alterare chimică constituie depozite reziduale (eluviale) care pot rămâne pe loc (ortoeluvii) sau pot fi spălate de apele de şiroire sau torenţi şi transportate la o oarecare distanţă (paraeluvii). În zonele industriale prezenţa acizilor fac ca rocile să dea rapid efecte de alterare, care se controlează, tipic, pe clădirile vechi. c) Procese de alterare biologică.

Formele de viaţă mici, mai ales bacteriile au o

acţiune distructivă de tip biochimic. Alterarea biochimică exercitată de bacterii face parte integrantă din procesul lor de asimilare-desasimilare şi constituie un factor important în formarea solului. Fenomenele geologice amintite, desfăşurate în timp geologic, pot produce concentraţii naturale de materiale solide, lichide sau gazoase, cantonate în scoarţa terstră, în apropierea suprafeţei, sau în adâncime, în forme şi cantităţi care să permită valorificarea lor economică. Zăcămintele formate astfel în urma proceselor geologice, de o varietate şi complexitate deosebită, sunt considerate resurse naturale geologice. Omul/activitatea antropic, de transformari: factor geologic. Odată cu progresul tehnic şi dezvoltarea economică, activităţile antropice desfăşurate aduc transformări de ordin geologic a căror amploare depinde nu numai de mărimea populaţiei, cât mai ales de mijloacele tehnice de care se dispune. Dezvoltarea si extinderea activităţilor antropice/acţiunea omului asupra scoarţei terestre a condus la aparitia unui nou domeniu geologic denumit Geologia mediului. Prin desfăşurarea activităţilor antropice, omul exercită o acţiune directă de eroziune, transport, sedimentare si consum de masa geologica, dar şi o acţiune indirectă de transformare, voită sau involuntară, a naturii/mediului geologic.

15

Eroziunea se manifestă prin lucrările de debleiere în construcţii, lucrări miniere în subteran, la suprafaţă, activitate de foraj, precum şi prin acţiunea de dragaj pe fundul fluviilor, lacurilor şi a mării. Transportul este manifestat prin exploatarea materiilor minerale, transformarea lor tehnologică/flotaţia şi mutarea amplasamentelor acestora. Sedimentarea se produce prin depozitarea sterilului exploatat în halde, rambleierea golurilor miniere, cimentarea găurilor de sondă, executarea de fundaţii şi lucrări de construcţii (baraje, diguri, construcţii civile şi industriale), depozitarea deşeurilor la suprafaţă, în apă sau în spaţii subterane. Toate acestea duc la acumulări de formaţiuni antropogene din ce în ce mai variate şi de volum mai mare. Consumul de masa geologica se realizeaza prin exploatarea resurselor naturale geologice, atat a utilului cat si a unor cantitati de steril. Efectele necontrolate de om rezultă din complexitatea fenomenelor naturale care se echilibrează dinamic şi în care, dacă intervenim, se pot produce schimbări necontrolate ( de exemplu, exploatarea necontrolată a pietrişului de râu, poluarea atmosferei şi a apelor continentale, scăderea nivelului apelor subterane în regiuni puternic industrializate au determinat local tasări care au afectat construcţiile etc.). Mediului geologic suferă modificări negative importante ca urmare a contaminării cu poluanţi, modificări ce conduc în final la reducerea sau îngrădirea domeniilor de folosinţă şi la afectarea sănătăţii umane şi a ecosistemelor.

1.3. Apele subterane Precipitaţiile atmosferice şi apele de suprafaţă infiltrate în sol, împreună cu apele provenite din condensarea vaporilor din subsol şi cu apele capilare formează în masa rocilor permeabile acumulări cunoscute ca ape subterane sau sisteme de acvifere subterane. Apa care se acumulează în roci ocupă porii acestora, formând strate de apă subterană. Stratul acvifer reprezintă unitatea cea mai elementară a scării hidrogeologice, caracterizată de o compoziţie litologică omogenă şi prin limite apropiate ale valorii porozităţii şi permeabilităţii. Funcţie de modul de aşezare şi condiţiile hidrogeologice de acumulare, se deosebesc două tipuri principale de strate acvifere: freatice şi de adâncime (captive). Stratul acvifer freatic este considerat primul strat acvifer cu nivel liber al apelor. Stratele acvifere de adâncime se află între două strate impermeabile, iar zona lor de alimentare se află la distanţă mare faţă de zona de acumulare şi la cote frecvent ridicate. Comportarea apei în roci depinde de caracteristicile hidrogeologice ale acestora: 16

Compoziţia granulometrică este reprezintă de conţinutul în fracţiuni, pe dimensiuni, al granulelor ce constituie roca acviferă (magazin). Capacitatea de înmagazinare şi de cedare a apei subterane de către o rocă coezivă sau necoezivă depinde de volumul porilor şi de mărimea acestora. Din punct de vedere al permeabilităţii rocilor ( proprietatea rocilor de a lăsa apa să circule prin porii şi fisurile lor) se disting trei categorii: 

roci acvifere, care sunt roci poroase cu pori supracapilari (diametru, d > 0,508 mm);



roci acviclude, care sunt roci cu pori capilari ( 0,0002 mm < d