Evaluarea impactului activităților antropice (minerit, trafic, aglomerări urbane, schimbarea folosinţei solului) asupra contaminării unor râuri din Franţa şi România (IMPAACT)

Contract 91BM/IMPAACT

Autoritatea contractanta: Unitatea Executivă pentru Finanţarea Învăţământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării şi Inovării (UEFISCDI), Romania

Program: Cooperare europeană şi internațională Subprogramul 3.1. Bilateral/multilateral

Obiective:

Obiectivul principal: Proiectul își propune evaluarea impactului activităților antropice (minerit, trafic, aglomerări urbane, schimbarea folosinţei solului) asupra contaminării unor râuri din Franţa şi România, urmărind, în special, geochimia sedimentelor (materii în suspensie şi particule rezultate prin eroziunea solului şi deşeurilor) transportate de râuri.

Obiective specifice: ►caracterizarea chimică a apei de suprafață și a sedimentelor din râurile aflate sub influența activităților antropice, ►identificarea impactului diferitelor tipuri de activități antropice asupra calității râurilor, ►identificarea originii contaminării, ►evaluarea mobilității metalelor prin extracţii selective, ►Diseminarea rezultatelor.

Prezentare:

Distribuția, cantitatea și calitatea resurselor de apă este influenţată de o gamă largă de activități antropice. Industria minieră și metalurgică, agricultura intensivă, expansiunea urbană şi modificările în folosinţa şi practicile de management al terenurilor sunt printre cele mai invazive activități antropice cu rol major în alterarea sistemului hidrografic şi a calităţii apei. Contaminarea cu metale a devenit o problemă globală din cauza persistenței și toxicității metalelor. Atât sedimentele cât și solurile au capacitatea de a acumula metalele, devenind astfel rezervoare pentru poluanţi. Prezenţa concomitentă a mai multor surse de contaminare în bazinele hidrografice face dificilă determinarea originii contaminanților. Pentru identificarea originii contaminanţilor şi a gradului de influență antropică sunt utilizați trasori izotopici specifici surselor și căilor de contaminare. Proiectul își propune să studieze impactul activităților antropice (minerit, trafic, aglomerări urbane, schimbarea folosinţei solului) asupra contaminării unor râuri din Franţa şi România, diferite în ceea ce privește dimensiunea bazinului, utilizarea terenurilor și a prezenţei activităților umane (minerit, agricultură, urbanizare) pentru a evalua capacitatea de rezistență a ecosistemelor al presiunea contaminanților.

Rezumat:

Urbanizarea intensivă și industrializarea au determinat răspândirea globală a poluării. Apele de suprafață sunt colectori ai poluanților, în timp ce sedimentele reprezintă receptorul major a metalelor provenite din activități antropice. Datorită toxicității și persistenței metalelor, contaminarea apei este o problemă importantă, în special în zonele industriale sau extrem de urbanizate, unde emisiile, deșeurile sau apele uzate cu conținut ridicat de metale sunt vectorii principali ai poluării.

Obiectivul major al proiectului a fost evaluarea impactului presiunilor antropice (minerit, trafic, urbanizare, schimbarea utilizării terenurilor) asupra contaminării apei râurilor în Franța și România. Obiectivele specifice au fost: (i) caracterizarea chimică a apelor de suprafață și a sedimentelor râurilor afectate de diverse activități antropice (ii) evaluarea impactului diferitelor presiuni antropice asupra calității apei râurilor în Franța și România; (iii) identificarea originii contaminanților (iv) fracționarea metalelor în bazinele hidrografice studiate, (v) evaluarea mobilității metalelor și (vi) schimbul de cunoștințe între cei doi parteneri și întărirea cooperării dintre cele două echipe.

În cadrul proiectului au fost armonizate metodele analitice utilizate pentru determinarea poluanților din ape și sedimente, au fost determinați parametrii de performanță ai metodelor și comparate rezultatele obținute în laboratoarele celor doi parteneri pentru a asigura acuratețea metodelor. Metodele validate au fost aplicate probelor de ape, sedimente și sterile colectate din Bazinul Someş (România) și din râurile Orge, Remarde și Yvette (Franța). De asemenea, s-au identificat indicatorii pentru diferite tipuri de poluare (urbană, industrială) și a fost studiată mobilitatea metalelor în cele mai importante surse de poluare a metalelor (sterile).

Rezultatele au arătat o creștere a concentrației de metale și nitrați și o reducere a oxigenului dizolvat din amonte până în aval, pe toate râurile studiate. Această tendință indică impactul important al așezărilor umane, al agriculturii și al industriei asupra calității apelor. În cazul râului Someş Mic cele mai importante surse de poluare sunt cele două așezări urbane, în timp ce în cazul Someșului Mare a fost identificată influența atât a activităților industriale, cât și a celor agricole. Mai mult decât atât, în aria minieră Baia-Mare, apele prezintă un conținut ridicat de metale ca urmare a drenajului acid provenit din sterilul minier stocat în apropierea albiei râului.

Gradul de noutate: Rezultatele cooperării bilaterale oferă cunoștințe științifice relevante în ceea ce priveşte impactul activităților antropogene asupra contaminării apelor de suprafață și a sedimentelor cu metale.

Elemente de dezvoltare economică: Evaluarea impactului antropogen (mineritul, traficul, urbanizarea, schimbarea utilizării terenurilor) asupra poluării râului va acționa ca punct de plecare al unei baze de date care conține parametrii fizico-chimici ai apelor care vor permite identificarea dispersie temporo-spațială a poluării sub diverse presiuni antropice. Tendințele identificate vor permite previzionarea calității apei pe termen mediu și lung și elaborarea strategiilor de reducere a poluării apei în corelare cu modificarea utiliyării terenurilor.

Impactul preconizat asupra mediului ştiinţific, tehnic, economic, social şi didactic: Rezultatele proiectului au permis specializarea membrilor echipei în tehnici analitice avansate pentru determinarea diferiților poluanți, au sprijinit dezvoltarea de noi colaborări în cadrul unor proiecte de cercetare și au contribuit la creșterea vizibilității cercetării din cele două țări. Colaborarea celor două echipe a favorizat dobândirea de cunoștințe noi despre mecanismele și procesele care influențează mobilizarea și transportul metalelor în mediu, în special în zonele afectate de diverse presiuni antropice. Rezultatele proiectului vor fi punctul de plecare pentru dezvoltarea și îmbunătățirea politicilor de utilizare a terenurilor pentru a asigura conservarea sau îmbunătăţirea calității apei. Parteneriatul inițiat în acest proiect va facilita o comunicare mai rapidă între cele două echipe și o cunoaștere mai detaliată a rezultatelor obținute de fiecare partener în acest domeniu. De asemenea, va permite dezvoltarea resurselor umane prin formarea tinerilor cercetători în domeniul chimiei apei, a poluării cu metale și a presiunilor antropice, va promova cercetarea aplicată și va spori vizibilitatea cercetării în cele două țări.

Parteneri:

Partener Romania

INCDO-INOE 2000, Filiala Institutul de Cercetari pentru Instrumentatie Analitica, Cluj-Napoca
Adresa: str. Donath 67, Cluj-Napoca, RO-400293
Telefon: +40-264-420590
Fax: +40-264-420667
E-mail: icia@icia.ro
Responsabil proiect: Dr. Erika-Andrea Levei

Partener Franta

Instituţia: Universitatea Paris Sud
Adresa: Bâtiment 504 – Rue du Belvédère, 91400 Orsay, France
Telefon/fax/e-mail: +33 01 69 15 49 40 /+33 1 69 15 49 17/ cecile.quantin@u-psud.fr
Responsabilul proiectului: Prof. Dr. Cecile Quantin

Durata proiect: 29.03.2017-31.12.2018
Anul finalizarii: 2018
Alte informatii: Contact: Dr. Erika-Andrea Levei, Email: erika.levei@icia.ro

ETAPA 1 (2017)
Impactul activităților antropice asupra calității apei de suprafață și a sedimentelor

A1.1 Design studiu. Selectarea zonelor de studiu, a punctelor de prelevare, a parametrilor și metodelor de analiză. Intercompararea metodelor analitice
A1.2 Deplasarea echipei franceze la partenerul român. Prelevare şi analiză probe de apă din râul Someș, din zone aflate în afara şi sub influenţa activităților antropice
A1.3 Deplasarea echipei române la partenerul francez. Prelevare şi analiză probe de apă din râurile Orge, Yvette şi Remarde, din zone aflate în afara şi sub influenţa activităților antropice

ETAPA 2 (2018).
Evaluare impactului activităților antropice asupra specierii metalelor în apă și sedimente

A2.1 Deplasarea echipei române la partenerul francez. Specierea metalelor în probe solide și lichide.
A2.2 Deplasarea echipei franceze la partenerul român. Evaluarea mobilității și bioaccesibilității metalelor
A2.3 Analiza și interpretarea rezultatelor. Diseminarea rezultatelor

REZULTATE OBTINUTE

• Parametrii fizico-chimici ai apelor de suprafață studiate
• Surse de poluare caracterizate fizico-chimic
• Lista cu activitățile antropice din bazinele studiate
• Lista cu trasorii surselor de poluare
• Articole si comunicări: 1 lecție invitată, 6 comunicări la conferințe internaționale, 5 articole din care: 3 în revista cu factor de impact, 2 în reviste indexate în baze de date internaționale.

Lecție invitată:

1. ”Dynamics of metals in the Orge River catchment (France): development of an indicator of urban pressure”, 06.06.2017, Cluj-Napoca, autor: Prof. Dr. Cécile Quantin
Articole:
1. Hoaghia M.A., Levei E.A., Cadar O., Senila M., Hognogi G.G., Assessment of metal contamintion and ecological risk in urban soils situated near a metallurgical complex, Environmental Engineering and Management Journal, 7 (16), 1623-1630, 2017
2. Levente Levei, Eniko Kovacs, Maria-Alexandra Hoaghia, Alexandru Ozunu, Accumulation of heavy metals in plantago major grown in urban and post-industrial areas, Studia Universitatis Babes-Bolyai Chemia, 63 (1), 87-98, 2018.
3. Mirela Miclean, Oana Cadar, Levente Levei, Lacrimioara Senila, Alexandru Ozunu, Metal contents and potential health risk assessment of crops grown in a former mining district (Romania), Journal of Environmental Science and Health, Part B Pesticides, Food Contaminants, and Agricultural Wastes, 2017, DOI: 10.1080/03601234.2018.1473966.
4. Maria Alexandra Hoaghia, Oana Cadar, Gheorghe-Gavrila Hognogi, Erika Levei, Corina Moisa, Cecilia Roman, Quality and human health risk assessment of metals and nitrogen compounds in drinking waters from an urban area near a former non-ferrous ore smelter, Analytical Letters, 2018, acceptat spre publicare.
5. Emilia Neag, Maria-Alexandra Hoaghia, Anamaria Török, Erika Levei, Marin Șenilă, Cecilia Roman, Study of metals leaching from nonferrous mine tailings in organic and inorganic extractants, International Journal of Chemistry and Chemical Engineering Systems, 2018.

Participare la conferinţe:

1. Levente Levei, Maria Alexandra Hoaghia, Alexandru Ozunu Metal pollution biomonitoring in mining areas using perennial ryegrass (Lolium perenne), 23rd International Symposium on Analytical and Environmental Problems, 9-10 October, 2017, Szeged, Hungary (poster).
2. Levente Levei, Alexandra Hoaghia, Claudiu Tanaselia, Alexandru Ozunu, Metal uptake by coltsfoot (Tussilago Farfara) spontaneously grown on mine tailings, 20th Romanian International Conference on Chemistry and Chemical Engineering, RICCCE 2017, 6 – 9 September 2017, Poiana Brasov, Romania (poster)
3. Maria Lucia Andrei, Levente Levei, Alexandra Hoaghia, Claudiu Tanaselia, Alexandru Ozunu, Assessment of metals content in dandelion (Taraxacum officinale) leaves grown on mine tailings, 11th International Conference Processes in Isotopes and Molecules, 27 – 29 September 2017, Cluj-Napoca, Romania (proceedings+ poster).
4. Vanda Băbălău-Fuss, Ana Moldovan, Emilia Neag, Marius Roman, Anamaria Török, Maria Tofană, Quality and risk assessment of Nadas River, 12th International Conference Environmental Legislation, Safety Engineering and Disaster Management ELSEDIMA 2018, 17-19 May 2018, Cluj-Napoca, Romania (poster).
5. Emilia Neag, Maria-Alexandra Hoaghia, Anamaria Török, Erika Levei, Marin Șenilă, Cecilia Roman, Study of metals leaching from nonferrous mine tailings in organic and inorganic extractants, ISMAEDEH ’18, 6th International Conference on Integrated Systems and Management for Energy, Development, Environment and Health, Rome, Italy, November 23-25, 2018 (poster).
6. Maria-Alexandra Hoaghia, Oana Cadar, Gheorghe-Gavrila Hognogi, Erika Levei, Corina Moisa, Cecilia Roman, Quality and human health risk assessment of metals and nitrogen compounds in drinking waters from an urban area near a former non-ferrous ore smelter, ELSEDIMA International Conference – 17 – 19 May 2018, Cluj-Napoca, Romania (poster)