Cuprins

Aceasta lucrare poate fi descarcata doar daca ai statut PREMIUM si are scop consultativ. Pentru a descarca aceasta lucrare trebuie sa fii utilizator inregistrat.

Extras din document

Cuprins
I. LANTUL TROFIC
I.1 PRODUCATORII
I.2 FOTOSINTEZA
I.3 CONSUMATORII PRIMARI SAU FITOFAGELE
I.4 CONSUMATORII SECUNDARI
I.5 CONSUMATORII TERTIARI SAU CARNIVORELE DE VARF
I.6 SAPROFAGELE
I.7 DESCOMPUNATORII
II. METODE, STRATEGII SI TEHNICI DE LUCRU
II.1 STRATEGIILE DE CERCETARE ADOPTATE FUNCTIE DE STRUCTURILE STEREOCHIMICE ALE IMPURIFICATORILOR
II.2 STRATEGIILE DE CERCETARE ADOPTATE FUNCTIE DE STRUCTURILE STEREOCHIMICE ALE IMPURIFICATORILOR
II.3 ELEMENTELE DE DIFERENTIERE DINTRE METODELE ADOPTATE IN CAZUL APELOR CU NITRODERIVATI SI METODELE UZUALE PRACTICATE IN DOMENIUL EPURARII APELOR MENAJER-ORASENESTI (SISTEMUL CLASIC)
II.4 TEHNICI SI MATERIALE DE LUCRU UTILIZATE
II.5 CONSUMUL CHIMIC DE OXIGEN
II.6 CONSUMUL BIOCHIMIC DE OXIGEN. CBO
II.6.1 DETERMINARILE RESPIROMETRICE
II.6.2 INSTALATIILE MICROPILOT DE LABORATOR PENTRU EPURAREA BIOLOGICA PRIN PROCEDEUL NAMOLULUI ACTIV (METODA I.C.I.M. OMOLOGATA)
II.7 APRECIERI CANTITATIVE PENTRU OBTINEREA DATELOR DE PROIECTARE
II.7.1 PENTRU CINETICA INDEPARTARII ORGANICE
II.7.2 PRODUCTIA DE NAMOL EXCEDENTAR
II.8 NECESARUL DE OXIGEN
II.9 NECESARUL DE ELEMENTE NUTRITIVE
II.10 CONDITIILE TRANSFERULUI DE OXIGEN
II.11 CARACTERISTICILE DE DECANTARE A NAMOLULUI ACTIV
II.12 TESTUL TOXICITATII PE PESTI (FISH - TEST, OMOLOGAT, TEST BIOASSAY)
II.13 COMPOZITIA TIPICA A BIOCENOZEI AEROTANCURILOR, RELATIILE DINTRE BIONTI SI CARACTERISTICA ACESTEIA IN CELE TREI CAZURI EXPERIMENTALE
II.13.1 BACTERIILE
II.13.2 ZOOGLOEALELE
II.13.3 FILAMENTOASE
II.13.4 LIBERE
II.13.5 CIUPERCILE
II.13.6 PROTOZOARELE - FLAGELATE
II.13.7 RHISOPODELE
II.13.8 METAZOARELE
II.13.9 ROTIFERII
II.14 MODUL DE PREZENTARE A REZULTATELOR
II.15 CARACTERISTICA BIOCENOZELOR NAMOLULUI ACTIV FUNCTIE DE SUBSTRATUL UTILIZAT
II.16 DISCUTII SI JUSTIFICAREA STIINTIFICA A STRATEGIILOR DE CERCETARE ADOPTATE
III. EPURAREA BIOLOGICA A APELOR UZATE
III.1 ISTORIC
III.2 NOTIUNI GENERALE ASUPRA PROCESELOR BIOLOGICE DE EPURARE A APELOR UZATE
III.2.1 PRINCIPIILE EPURARII APELOR UZATE PRIN PROCEDEUL NAMOLULUI ACTIV
III.2.2 PRINCIPIILE EPURARII APELOR UZATE CU AJUTORUL FILTRELOR BIOLOGICE (BIOFILTRE)
III.2.3 PRINCIPIILE EPURARII APELOR UZATE CU AJUTORUL IAZURILOR DE OXIDARE
III.2.4 PRINCIPIILE EPURARII APELOR UZATE SI NAMOLURILE ORGANICE CU AJUTORUL INSTALATIILOR ANAEROBE (METANTANCURILOR)
III.3 CLASIFICAREA SISTEMELOR BIOLOGICE DE EPURARE
III.3.1 PRINCIPII GENERALE ALE EPURARII BIOLOGICE A APELOR UZATE, PROCEDEUL CU NAMOL ACTIV
III.3.2 PRINCIPALELE PROCESE FIZICO-CHIMICE SI BIOCHIMICE CE AU LOC IN AEROTANCURI
III.4 DEGRADAREA IMPURITATILOR ORGANICE NATURALE
III.5 PROCESE BIOCHIMICE IMPLICATE IN DEZVOLTAREA BIOMASEI
III.6 ALTE PROCESE PRIN CARE SUNT INDEPARTATE IMPURITATILE ORGANICE DIN APELE UZATE
III.7 APELE UZATE CA SUBSTRAT AL ACTIVITATII MICROORGANISMELOR
III.8 BIODEGRADABILITATEA SUBSTANTELOR ORGANICE
IV. LANTUL RESPIRATOR
V. BIBLIOGRAFIE

Alte date

?

Introducere

Cresterea nivelului tehnologic de productie a deceniilor secolului ce tocmai se incheie, a adus in natura dezechilibre ecologice importante alaturi de o serie de produse sintetice mai mult sau mai putin integrabile in circuitul biogeochimic al pamantului. Daca ar fi sa enumeram numai pentru exemplificare cateva din astfel de produse, lista lor ar depasi cateva mii, mai ales cele legate de sinteza chimica (seria de mase plastice, coloranti, substante active, insecto-fungicide, pesticide, etc,), metalurgica (aliaje, carburi, halogenuri metalice etc.), precum si a combinatiilor substituite ale substantelor organice cu metaloizi si metale.

Industrializarea si urbanizarea a insemnat insa o povara pentru mediul natural, cu precadere a apelor, in a recepta cantitati crescande de substante impurificatoare naturale sau sintetice. Pericolul cel mai mare survine prin poluarile masive si descarcarile punctiforme in apele de suprafata, iar pentru impurificatori de sinteza, caracteristica este lipsa specificitatii de (substrat), metabolizare de catre biocenoza naturala existenta la un moment dat, in receptori (rau, lac, mare, etc.).

Sumiturile internationale (Roma, Stokholm, Rio de Janiero, etc), subliniaza tocmai acest fapt si masurile necesare cuprinse in programele pe termen mediu si lung de dezvoltare sustenabila a economiei, ce trebuie promovate de catre participanti atat in plan sectorial cat si in plan global. Din acest motiv, s-a impus necesitatea promovarii in tara noastra a unor masuri de protectia mediului care sa aiba un cadru legislativ, tehnic si economic, de punere in practica a hotararilor legiferate. Astfel, se justifica succesiunea legilor apei (nr. 9/1973, 8/1974, 107/1996) si a mediului (nr. 137/1995), cat si a standardelor interne si ale CEE, la care Romania a aderat. Ca urmare a acestor masuri, poluarea apelor in primul rand, dar si a celorlalti factori de mediu (aer, apa, sol, biodiversitate, sanatate umana), este interzisa oricarui agent economic sau persoana fizica. Pentru protectia mediului sunt prevazute norme calitative si cantitative de evaluare, precum si instalatii de epurare (protectie) a emisiilor in mediul natural.

În cadrul statiilor de epurare a efluentilor orasenesti si a multor efluenti industriali, un loc important il ocupa instalatiile de epurare biologica, in special procedeul cu namol activ. Procesele complexe care au loc in aceste instalatii, conditiile de crestere si dezvoltare a microorganismelor implicate in indepartarea substantelor organice (biodegradarea metabolica) din apele uzate, necesita din partea specialistilor in epurare si a celor din unitatile de productie care produc si evacueaza acele ape uzate, cunostinte apreciabile privitor la compatibilitatea biocenozei namolului activ cu impurificatorii apei uzate, adica a substratului cu organismele vietuitoare.

Elaborarea si exploatarea instalatiilor de epurare biologica a apelor uzate, mai ales pentru cele industriale (impurificatori sintetici nespecifici metabolismului bacterian), constituie rezultatul unei activitati complexe in care trebuie implicati specialisti biologi, biochimisti, ingineri tehnologi, hidrotehnicieni si constructori.

Carenta apei pentru diversele folosinte in diverse zone ale planetei, dar si zonal in tara, impune o regandire a gospodaririi judicioase a surselor, in special a celor de potabilizare si folosinte agro-alimentare.

CAPITOLUL I

LANTUL TROFIC

În afara functiilor geochimice, organismele executa si functii ecologice, adica activitati specifice in procesele de transformare a materiei si energiei de schimbare a numarului, etc.

Potrivit functiilor geochimice si ecologice, a rolurilor indeplinite in energetica biosferei, organismele se clasifica in mai multe unitati, grupe functionale sau niveluri trofice, care coincid numai in linii mari cu clasificarea lor in bacterii, plante, animale.

Producatorii transforma combinatiile anorganice in combinatii organice, fabricand hrana primara in biosfera. Producatorii sunt plantele fotosintetizante – muschii, ferigile, gimnospermele si angiospermele de pe uscat, algele superioare de pe uscat, algele fixate de pe platformele marine si algele microscopice care plutesc pasiv in largul apelor.

Fotosinteza, functia fundamentala a producatorilor, implica prezenta obligatorie a luminii radiante. Si din aceasta cerinta a plantelor fata de mediul fizic rezulta lupta pentru existenta, care determina in mare masura numarul si biomasa plantelor verzi din fitocenoza si modul de interactiune intre plancteri. Asocierea plantelor verzi este determinata de necesitatea de a rezista presiunii factorilor fizici; un individ vegetal izolat, un copac razlet pe coasta dealului, nu rezista actiunii factorilor fizici sau cel putin nu modifica puternic mediul fizic, in timp ce un grup de copaci opune rezistenta vantului si genereaza o temperatura locala in interiorul sau, care atenueaza efectul frigului.

Nevoia de umbra obliga de asemenea unele plante ierboase sa se grupeze in jurul arborilor. Unitatilor functionale ecologice a producatorilor, le corespunde unitati taxonomice, (asociatii de plante verzi care alcatuieste covorul vegetal si se repeta in linii mari in medii similare).

Activitatea functionala a producatorilor nu se limiteaza la productia primara de materie organica. Producatorii, mai ales pe uscat, se comporta ca un component al mediului fata de animale. Multe animale sunt influentate direct de plante si numai indirect de habitatul propriu zis, traind pe, sau in plante (ex. insectele endogene).

Asociatiile vegetale reflecta in mai mare masura natura specifica a mediului decat alte componente ale biosferei numarandu-se printre indicatori ecologici. Numarul indivizilor animali, compozitia taxonomica a lumii animale dintr-un fragment al scoartei depind de asemenea de asociatia de plante.

Consumatorii primari sau fitofagele, (organisme care consuma hrana vegetala) sunt reprezentati de: parazitii plantelor (de exemplu, virusul mozaicului de tutun); bacteriile care infecteaza plantele spontane si de cultura, ciupercile parazite pe plante, ca de exemplu taciunele porumbului (Ustilago maydis), cornul secarei (Claviceps purpurea), malura graului (Puccinia graminis); plantele superioare cum sunt speciile de Orobanche care ataca floarea soarelui, tutunul, rosiile, canepa, etc. si semiparazite pe plante, ca de exemplu vascul, animalele fitofage. În ocean, crustacee copepode, filopode, pesti, etc. Pe uscat, melci, insecte, pasari care se hranesc cu fructe si seminte (forfecuta, botgrosul, toiul) sau cu ierburi, tuberculi, muguri (pitigoii, caldarasul), mamifere, rozatoare si erbivore. Toate aceste organisme indeplinesc functia de punere in circulatie a hranei produse de plante si transformarea acesteia in hrana animala, respectiv bacteriana, etc.

Relatiile intre animalele fitofage si celelalte organisme ierarhic superioare pe lantul trofic, sunt in general guvernate de relatiile directe si indirecte in competitia pentru hrana. Cand ciupercile si bacteriile fitopatogene duc la slabirea plantelor, valoarea nutritiva a acestora pentru rozatoare devine mai scazuta. Multe animale fitofage (si nu numai) sunt vectori, transportori ai microorganismelor. Unele Ipide infecteaza coniferele si ulmul cu bacterii si ciuperci. Soarecele de camp (Microus arvalis ) disperseaza prin galeriile sale subterane sporii ciupercii Trametes radiciperdaq, care infecteaza radacinile plantelor. Protozoarele care traiesc parazite in Euphorbiaceae sunt transportate de insecte.

Consumatorii secundari se hranesc cu consumatorii primari. Ei sunt reprezentati de: bactereifagi care distrug bacterii, virusurile animalelor care paraziteaza intracelular insectele, pasarile si mamiferele, bacteriile care ataca multe animale fitofage producand epizootii, enigmaticele rickettsii din celulele trematodelor, melcilor, pestilor, insectelor, capuselor si mamiferelor, ciupercile parazite ale pestilor, animalele devoratoare de bacterii, cum sunt protozoarele, animalele zoofage;

- in ocean moluste, cefalopode, rechini, cetacee cu dinti etc.;

- in apele continentale pesti rapitori (salaul, stiuca ), pasari ihtiofage (care se hranesc cu pesti, ca de exemplu, cormoranul, starcii);

- pe uscat, paianjeni, insecte rapitoare si parazite pe animale, viermi paraziti, amfibieni reptile, pasari insectivore (randunica, lastunul ) si rapitoare (bufnita), mamifere carnivore (vulpea).

Devorand fitofage, consumatorii secundari impiedica pierderea prematura a energiei, distrugerea substantei organice, contribuind astfel la cresterea productivitatii biosferei. Aceasta functie fundamentala a consumatorilor secundari iese la iveala mai ales atunci cand oamenii, prin masuri de protectia plantelor neintemeiate pe principiile ecologiei sau din sentimentalism indeparteaza animalele zoofage.

Tetranychus ulmi, un arahnomorf daunator al gradinilor de pomi, a produs pagube mari in urma distrugerii prin insecticide a dusmanilor sai naturali paianjenii rapitori, plosnite, tripsi etc.

În anumite regiuni din Norvegia au fost distruse pasarile rapitoare care se hraneau cu potarnichea polara (Lagopus lagopus), podoaba naturii nordice. Exemplarele bolnave inapte in lupta pentru existenta, care cad primele ca jertfe, n-au mai fost eliminate de ulii, soimi si vulturi. Epizootiile au izbucnit cu putere si au produs catastrofe printre populatiile de potarniche polara. Între animalele zoofage si microorganismele patogene ale fitofagelor exista stranse relatii de interactiune.

Consumatorii tertiari sau carnivorele de varf, sunt organisme care nu cad prada dusmanilor, nu sunt consumatori de nici un fel de animale. Nisetrul, casalotul, acvila, ursul, leul se incadreaza in aceasta unitate functionala, care nu cuprinde un numar prea mare de specii si de indivizi. Dar si carnivorele de varf pier de pe urma bolilor virotice sau bacteriene, sunt chinuite de viermi paraziti. Functia fundamentala a consumatorilor tertiari consta in utilizarea ultimelor resurse energetice ale substantei vii dupa transformarile suferite in biosfera

Saprofagele. Delimitarea unei unitati functionale aparte a organismelor care se hranesc cu materie organica moarta fara sa o transforme in materie anorganica este necesara, deoarece ele indeplinesc o functie ecologica specifica: repunerea in circulatie a substantei si energiei, acumulate (potentiala) care astfel ar fi imediat degradata de descompunatori.

Saprofagele cad prada altor organisme si ridica astfel productivitatea biosferei, contribuind la intensificarea circulatiei materiei in biosfera. Unitatea saprofagelor cuprinde macromicetele de pe sol si de pe copaci, unele insecte (de exemplu groparii), diplopodele etc.

Descompunatorii, ciupercile si bacteriile, distrug substantele organice eliberand atomii elementelor constitutive care reintra sub forma de combinatii anorganice in circuitul materiei din biosfera. Se pare ca, in mediul terestru, descompunatorii transforma cantitati mai mari de energie potentiala decat fitofagele si zoofagele la un loc.

În ecosistemele cu vegetatie ierboasa si in cele acvatice, masa lor este foarte mare.

Fig.1 - Diagrama ciclului trofic

Clasificarea speciilor in grupe functionale (ecologice) se deosebeste de clasificarea lor in grupe taxonomice. O specie poate fi incadrata intr-un singur grup sistematic de o categorie putand fi membrul unei singure clase. Dimpotriva, una si aceeasi specie poate fi incadrata in mai multe grupe functionale. De exemplu: vulpea este un mamifer, apartine unei singure clase de vertebrate dar, din punct de vedere ecologic, vulpea este un consumator secundar, uneori putand fi si consumator primar.

Grupele functionale sunt cuprinse intr-un proces unic al circuitului substantei si energiei din biosfera, numit ciclu trofic (fig.1). Acesta include ca veriga si substantele abiotice ale mediului fizic (combinatii minerale care constituie materialul initial in biosinteza substantelor organice).

CAPITOLUL II