Evaluarea poluarii atmosferice in ecosisteme forestiere din Romania

Cuprins 1. Introducere 2. Scopul ºi obiectivele cercetãrilor 3. Stadiul actual al cunoºtinþelor 3.1. Conceptul de “declin al pãdurilor” 3.1.1 Definiþii. Cauzele ºi factorii care determinã apariþia acestui fenomen 3.1.2 Cercetãri ºi opinii privind declinul pãdurilor în România . 3.2. Depunerea poluanþilor atmosferici în ecosistemele forestiere ºi metode de estimare a depunerilor ......................... 3.2.1. Tipuri de poluanþi ............................................................ 3.2.2. Transformarea ºi transportul poluanþilor ......................... 3.2.3. Clasificarea depunerilor poluanþilor atmosferici în ecosistemele forestiere .................................................... 3.2.4. Metode de mãsurare a depunerilor atmosferice în ecosistemele forestiere ................................................... 3.3. Conceptul ºtiinþific de încãrcãturi ºi nivele critice de poluanþi (“Critical Loads and Levels”) ............................... 4. Material ºi metodã ............................................................................ 4.1. Amplasarea suprafeþelor experimentale .................................... 4.1.1. Considerente generale ..................................................... 4.1.2. Alegerea ºi amplasarea suprafeþelor experimentale din România .................................................................... 4.2. Tipul ºi numãrul captatorilor utilizaþi pentru colectarea probelor de precipitaþii ºi soluþia solului .................................. 4.2.1. Alegerea tipurilor de captatori. Amplasarea lor în teren ....................................................................... 4.2.2. Numãrul captatorilor ....................................................... 4.3. Testarea ºi evaluarea metodelor analitice de laborator ............. 4.4. Metode de analizã a parametrilor fizico - chimici ai probelor de precipitaþii ºi soluþia solului utilizate în laboratorul ICAS ...................................................................... 6 Evaluarea impactului poluanþilor asupra ecosistemelor forestiere 4.5. Asigurarea calitãþii rezultatelor .................................................. 4.5. Prelucrarea datelor ..................................................................... 4.6. Estimarea încãrcãturilor critice de poluanþi .............................. 5. Rezultatele cercetãrilor ..................................................................... 5.1. Rezultate privind valorile medii lunare ale pH-ului ponderate cu precipitaþiile în ecosistemele forestiere studiate ....................................................................... 5.1.1. Dinamica pH - ului mediu lunar ponderat cu precipitaþiile .................................................................. 5.1.2. Influenþa diferenþelor între concentraþiile medii lunare ale ionilor SO4 2- NO3 - ºi Ca2+ determinate în teren liber ºi sub coronament asupra pH-ului ......................... 5.1.3. Frecvenþa lunilor cu precipitaþii acide ............................. 5.1.4. Coeficientul de reducere a aciditãþii în coronament ........ 5.2. Rezultate privind concentraþiile medii anuale ponderate cu fluxurile de precipitaþii la 6 nivele în ecosistemele forestiere studiate ...................................................................... 5.2.1. pH-ul 5.2.2. Concentraþiile cationilor ................................................. 5.2.3. Concentraþiile anionilor ................................................... 5.2.4. Sinteza rezultatelor ......................................................... 5.3. Rezultate privind fluxurile ionilor minerali în apele de precipitaþii ºi soluþia solului în ecosistemele forestiere studiate ...................................................................... 5.3.1. Rezultate privind tendinþele de evoluþie a fluxurilor precipitaþiilor ºi a fluxurilor de ioni minerali din precipitaþii în perioada 1998-2004 .................................. 5.3.1.1. Fluxurile apelor de precipitaþii ........................... 5.3.1.2. Fluxurile de protoni ........................................... 5.3.1.3. Fluxurile de ioni S-SO4 2- .................................... 5.3.1.4. Fluxurile de ioni N-NO3 - ................................... 5.3.1.5. Fluxurile de ioni N-NH4 5.3.1.6. Fluxurile de azot mineral total ............................................. 5.3.1.7. Fluxurile de calciu .............................................. 5.3.2. Coeficienþii de încãrcare ................................................. 5.4. Rezultate privind “intrãrile” ºi “ieºirile” de ioni minerali în ecosistemele forestiere studiate .............................. 5.4.1. “Intrãrile” de ioni minerali ............................................. 5.4.1.1. Intervalele de variaþie a depunerilor totale de ioni minerali ................................................... 5.4.1.2. Evaluarea intensitãþii depunerilor totale de ioni minerali ........................................................ 5.4.1.3. Distribuþia geograficã a depunerilor totale de ioni minerali la nivel european în anul 1998 ....................................................... 5.4.2. “Ieºirile” de ioni minerali ............................................... 5.4.3. Bilanþul fluxurilor ionilor minerali în ecosistemele forestiere studiate ............................................................ 5.4.3.1. Bilanþul fluxurilor anuale în perioada 1998-2004 .......................................................... 5.4.3.2. Bilanþul mediu al fluxurilor în perioada 1998-2004 ............................................ 5.5. Evaluarea încãrcãturilor critice de poluanþi în ecosistemele forestiere studiate ................................................. 5.6. Exemplu de aplicare a metodei indicelui de poluare globalã la evaluarea impactului poluãrii asupra ecosistemelor forestiere 6. Concluzii 6.1. Concluzii privind valorile medii lunare ponderate cu precipitaþiile ale pH-ului în ecosistemele forestiere studiate . 6.2. Concluzii privind evoluþia concentraþiilor medii anuale pon derate cu precipitaþiile la 6 nivele ............................................ 6.3. Concluzii privind fluxurile ionilor minerali în apele de precipitaþii ºi soluþia solului ...................................................... 6.4. Concluzii cu privire la “intrãrile” ºi “ieºirile” de ioni minerali din ecosistemele studiate ............................................ 7. Contribuþii personale ........................................................................ Bibliografie Anexe Cuvânt înainte Publicarea în perioada 1980-1990 a numeroase studii în care poluarea atmosfericã s-a considerat ca factor principal implicat în actualul fenomen de “declin al pãdurilor” a determinat lansarea unor programe complexe de cercetare la nivel european, care ºi-au propus evaluarea pe termen lung a stãrii de sãnãtate a pãdurilor ºi corelarea cu rezultatele mãsurãtorilor privind parametrii fizicochimici ai solului, depunerile atmosferice, conþinutul în nutrienþi a materialului foliar. în ultimã instanþã, aceste programe urmãresc stabilirea încãrcãturilor critice, ca o mãsurã a cantitãþilor de poluanþi pe care le poate suporta un ecosistem, fãrã a fi afectat. în acest context, sub conducerea domnului dr. ing. Ion Barbu, în colaborare cu autoarea prezentei lucrãri s-au demarat cercetãrile privind monitoringul depunerilor atmosferice în România, în ºapte ecosisteme forestiere reprezentative pentru þara noastrã. Rezultatele privind concentraþiile ºi fluxurile anuale de ioni poluanþi în apele de precipitaþii au permis în lucrarea de faþã evaluarea impactului poluanþilor asupra ecosistemelor forestiere pe baza metodei indicelui de poluare globalã ºi evaluãrii intervalelor de variaþie a încãrcãturilor critice pentru ecosistemele studiate. Desfãºurarea cercetãrilor ºi elaborarea lucrãrii s-au realizat sub îndrumarea de un înalt nivel ºtiinþific, permanentã ºi competentã, a domnului prof. univ. dr. ing. Matei Macoveanu. Pe aceastã cale þin sã-mi exprim cele mai sincere mulþumiri pentru sprijinul acordat de domnia sa pe tot parcursul elaborãrii lucrãrii, concretizat prin punerea la dispoziþie a unor preþioase lucrãri în domeniu, a unor valoroase sugestii ºi indicaþii metodologice, precum ºi a unor posibilitãþi de integrare a rezultatelor. Doresc sã mulþumesc domnului dr. ing. Ion Barbu, domnului prof. dr. ing. Radu Cenuºã, domnului prof. univ. dr. Teodor Chifu ºi domnului prof. univ. dr. Gabi Drochioiu pentru contribuþia pe care au adus-o fiecare dintre domniile lor la formarea mea ca cercetãtor în domeniul interdisciplinar care vizeazã ecosistemele forestiere ºi chimia. Mulþumiri respectuoase datorez domnului dr. ing. Andre Clement de la INRA Nancy pentru faptul cã m-a determinat sã încep aceastã lucrare ºi m-a sprijinit prin punerea la dispoziþie a literaturii de specialitate apãrutã pânã în anul 1997.