Modele Matematice în Evaluarea de Risc Ecologic asociat Solurilor Contaminate cu Metale

Extras din referat Cum descarc?

1. Introducere
Contaminarea solurilor cu metale in urma diverselor activitati industriale este la ora actuala o problema majora. Datorita interactiilor intre diferitele compartimente de mediu, contaminanti din sol se redistribuie in toate compartimentele de mediu cu implicatii asupra bunei functionari a sistemelor biotice naturale si starii de sanatate umana. Modul in care metalele se distribuie precum si transformarile suferite depind de proprietatile fizicochimice ale metalelor si de parametrii de mediu. Actualmente este acceptat ca un numar de caracteristici sunt in mod unic proprii metalelor si ca aceste proprietatii unice, considerate drept principii, trebuie luate in considerare in activitatea de evaluare a riscului . Aceste principii pot fi formulate astfel:
- metalele sunt componente naturale ale mediului cu concentratie re gionala variabila;
- toate compartimentele de mediu contin in mod natural mixturi de metale si cel mai adesea metalele sunt introduse in mediu ca mixturi;
- unele metale sunt esentiale pentru sanatatea oamenilor, animalelor,
plantelor si microorganismelor;
- chimia metalelor in mediu influenteaza in mod puternic starea lor si
efectele pe care le au asupra receptorilor umani si ecologici;
- toxocinetica si toxodinamica metalelor depind de metal, de forma sau compusii metalului si de abilitatea organismului de a regla sau stoca metalul.
Scopul principal al oricarui model matematic utilizat in procesul de evaluare a riscului sau pentru proiectarea unor tehnologii de bioremediere este sa dea o estimare cantitativa a concentratiei contaminantului in receptor cunoscand concentratia contaminantului la sursa. Stabilirea unei astfel de relatii cantitaive este dificila deoarece:
a) drumul pe care il parcurge o anumita substanta chimica de la sursa la receptor trece prin medii diferite;
b) pe parcurs, contaminantul poate suferi mai multe transformari biochimice;
c) gradul de asimilare a contaminantului depinde de caracteristicile biologice ale 
receptorului.
Figura 1: Caile de expunere pentru un receptor ecologic.
In cele mai multe situatii receptorul acumuleaza contaminantul dintrun mediu care nu se afla in contact direct cu sursa. Pentru determinarea concentratiei in receptor este nevoie in mod esential de trei tipuri de modele matematice:
a) model matematic al dinamicii contaminantului in fiecare mediu;
b) model matematic al transferului contaminantului intre doua medii distincte;
c) model matematic al acumularii.
Dinamica metalelor in medii precum sol, aer sau apa este descrisa foarte bine de ecuatii cu derivate partiale de tip parabolic sau eliptic. Pentru modelarea acumularii in receptor modele de tip biodinamic sunt considerate ca fiind satisfacatoare. In schimb, modelarea interfetei este extrem de dificila si modelele existente au un caracter empiric. Aceasta situatie se datoreaza in special complexitatii proceseler de transfer si dificultatii de cuantificare a acestor procese.
In sectiunea trei prezentam un model matematic al distributiei unui contaminant
intr-un mediu format din sol si radacinile plantelor care sunt cultivate pe solul respectiv. Modelarea unor astfel de compartimente este importanta atat in evaluarea riscului ecologic cat si in proiectarea unor tehnologii de bioremediere.
2. Evaluarea riscului. Concepte de baza si definitii
Evaluarea riscului este un proces de identificare si estimare a daunelor produse sistemelor ecologice sau oamenilor de diverse substante chimice eliberate in mediu natural . Evaluarea are ca scop principal informarea factorilor responsabili, politici si economici, asupra masurilor care trebuiesc luate in vedere stoparii sau diminuarii activitatilor implicate in emisiile poluante. Acest aspect de reglementare are la baza cuantificarea riscului si estimarea preciziei acestei marimi. In functie de cadrul legislativ in care este folosit, procesul de evaluare poate sa fie structurat in mod diferit .
I n procesul de evaluare a riscului pot fi identificate cinci activitati esentiale:
1. Identificarea surselor potentiale de risc
2. Evaluarea raspunsului la doza
3. Evaluarea expunerii
4. Caracterizarea riscului
5. Analiza variabilitatii si incertitudinii
Fiecare din aceste activitati necesita instrumente proprii de cercetare si o analiza amanuntita a acestora este dincolo de scopul acestei lucrari. Dar pentru a intelege mai bine contextul in care este utilizat instrumentul matematic facem o prezentare sumara a lor.
Identificarea surselor potentiale de risc. Printre cele mai importante surse de contaminare cu metale aminitim: depozitele cu steril rezultate in activitatea miniera, combinatele siderurgice, platformele de depozitare a resturilor menajere si apele reziduale menajere din aglomeratiile urbane.
Desi nu la fel de importante, gazele de esapament si fertilizatoarele pot fi de asemenea surse de poluare cu metale. Compartimentele de mediu contaminate de aceste surse sunt aerul, apele de suprafata, solul, panza freatica si mediul marin.

Fisiere in arhiva (1):

 Modele Matematice in Evaluarea de Risc Ecologic asociat Solurilor Contaminate cu Metale.doc