Lucrarea are un caracter interdisciplinar pronunţat şi ca atare a trebuit să se ţină cont de corelarea informaţiilor şi datelor de radiochimie, de hidrologie fluvială şi marină, de hidrogeologie, etc., în măsura în care acest lucru a fost desigur, posibil. Concepţia care a stat la baza întregii lucrări a fost aceea a considerării proceselor radiochimice în integralitate şi în interdependenţă cu alte procese (hidrologice, hidrogeologice, geochimice, ecologice, etc.); integralitate – pentru că procesele radiochimice care au loc în sistemul “sedimente” sunt de fapt incluse în alte procese mai ample şi interdependenţă – pentru că procesele respective sunt în legătură, sunt interconectate, cu alte procese care au loc în mediul acvatic fluvial sau marin. În ceea ce priveşte modelarea matematică a proceselor radiochimice a sedimentelor în funcţie de regimul hidrologic, trebuie precizat că această modelare este deosebit de complexă, corespunzător complexităţii fenomenelor şi proceselor hidrologice, chimice, radiochimice, sedimentologice, feomene şi procese care sunt corelate într-o măsură mai mare sau mai mică. Datorită acestei complexităţi, modelarea matematică nu s-a putut face exhaustiv, prezentându-se numai o serie de direcţii de cercetare în acest sens. O abordare exhaustivă, ar implica eforturi deosebite, costisitoare şi de lungă durată. Totuşi şi evidenţierea unor posibilităţi şi limite în abordarea matematică a acestor fenomene şi procese este utilă.

1. CONSTANTIN M. BORCIA
MODELAREA MATEMATICĂ A PROCESELOR RADIOCHIMICE
ÎN FUNCŢIE DE REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR
DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL FLUVIULUI DUNĂREA
- Rezumatul tezei de doctorat şi referate -

2. 1
UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCUREŞTI
Facultatea de Chimie Industrială
MODELAREA MATEMATICĂ A PROCESELOR RADIOCHIMICE ÎN FUNCŢIE DE
REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL
FLUVIULUI DUNĂREA
- Rezumatul tezei de doctorat -
Conducător ştiinţific,
Profesor doctor IULIA I. GEORGESCU
Doctorand,
Cercetător ştiinţific III CONSTANTIN M. BORCIA
- 2004 -
Comisia:
PREŞEDINTE: Prof.dr.ing. Horia IOVU
CONDUCĂTOR
ŞTIINŢIFIC: Prof.dr. Iulia I. GEORGESCU
MEMBRI: Prof. dr. Mircea ONCESCU
Prof. dr. ing. Viorel Al. STĂNESCU
Prof. dr. Laurenţiu FILIPESCU

3. 2
Mulţumesc în mod deosebit conducătoarei ştiinţifice, doamna profesor doctor
IULIA I. GEORGESCU, precum şi domnilor referenţi: prof. dr. MIRCEA
ONCESCU, prof. dr. ing. VIOREL Al. STANESCU, prof. dr. LAURENŢIU
FILIPESCU.
Mulţumesc în mod deosebit părinţilor mei: MIHAI BORCIA (in memoriam) şi
mamei mele NICULINA BORCIA.

4. 3
CUPRINS
Introducere (Actualitatea şi importanţa studierii problemei; scopul şi obiectivele lucrării)
1. Riscul poluării radioactive al sectorului inferior al Dunării şi al zonei de coastă a Mării Negre
1.1 Poluarea radioactivă a mediului acvatic
1.1.1 Caracterizarea poluării apei
1.1.2 Fixarea radionuclizilor în mediul acvatic
1.1.3 Accidentul nuclear
1.2 Riscul nuclear pe Dunărea inferioară şi în zona de coastă a Mării Negre
1.2. 1 Aspecte privind cercetarea radioactivităţii fluviului Dunărea
1.2.2 Zonele care prezintă risc nuclear pe Dunărea inferioară
1.2.3 Transferul radionuclizilor la om din ecosistemul Dunării (riscuri de expunere)
1.2. 4 Riscul nuclear în zona costieră a Mării Negre. Contaminarea plajelor
1.3 Controlul radioactivităţii mediului
Concluzie
2 Metode de investigare şi metode de prelucrare a datelor radiochimice şi hidrologice
2.1 Metode de determinare radiochimică
2.2 Complexul de observaţii şi de măsurători hidrologice
2.3 Metode de prelucrare statistică a datelor
Concluzie
3 Sistematizarea fondului de date radiochimice, hidrologice şi hidrochimice disponibile
3.1 Baza documentară
3.2 Metodologia determinărilor radiochimice şi hidrologice în campaniile expediţionare 1991-1997
3.3 Sistematizarea datelor pentru zona de coastă a Mării Negre
Concluzie
4 Caracterizarea proceselor de acumulare a radionuclizilor în sedimentele Dunării, sectorul
inferior
şi ale zonei de coastă a Mării Negre
4.1 Acumularea radionuclizilor în sedimentele fluviului Dunărea, sectorul inferior
4.1.1 Variabilitatea parametrilor hidrologici
4.1.2 Variabilitatea şi interdependenţele compoziţiei chimice procentuale a sedimentelor
4.1.3 Variabilitatea şi interdependenţele activităţii beta-globale şi a unor radionuclizi din sedimente
4.1.4 Procesul de acumulare a radionuclizilor în sedimentele Dunării, sectorul inferior
4.2 Acumularea radionuclizilor în sedimentele zonei marine de coastă a Mării Negre
4.2.1 Variabilitatea compoziţiei granulometrice
4.2.2 Variabilitatea şi interdependenţele compuşilor radiochimici ai sedimentelor
4.2.3 Procesul de acumulare a radionuclizilor în sedimentele marine ale zonei de coastă a Mării
Negre
Concluzie
5 Caracterizarea şi modelarea proceselor de transport şi transfer al radionuclizilor în fluviul
Dunărea, sectorul inferior şi în zona de coastă a Mării Negre, în raport cu unii parametri
hidrochimici
5.1 Sectorul inferior al Dunării
5.1.1 Variabilităţi şi interdependenţe ale factorilor fizico-chimici şi hidrochimici caracteristici apei
5.1.2 Consideraţii privind modelarea matematică a transportului şi transferului radionuclizilor
în apă sedimente şi biota
5.1.3 Asupra unui model de transport şi transfer al radionuclizilor în sectorul românesc al Dunării
5.1.4 Variabilitatea şi interdependenţele mineralizării şi a debitelor de săruri dizolvate
în apa Dunării şi posibila implicare a acestora în trasportul şi transferul radionuclizilor
5.2 Zona de coastă a mării Negre
5.2.1 Carcteristici hidrochimice generale
5.2.2 Corelaţii între unii indicatori calitativi ai apei
5.2.3 Fenomene hidrochimice tranzitorii ale apei şi factorul rhopic

5. 4
5.2.4 Variabilitatea temperaturii şi a salinităţii apei marine
5.2.5 Variabilitatea activităţii specifice beta-globale a apei
5.2.6 Consideraţii privind realizarea unui model de transport şi transfer
al radionuclizilor în zona de coastă a Mării Negre
Concluzie
6 Aspecte privind complexitatea proceselor de poluare a mediului acvatic
6.1 Circuitul apei în natură şi circuitul poluării
6.2 Stabilitatea şi instabilitatea ecosistemelor acvatice
6.3 Riscul şi stressul interacţiunii dintre poluant şi mediul acvatic
6.4 Controlul şi poluarea
Concluzie
Concluzii generale şi contribuţii personale
ANEXE
1 Caracterizarea generală a fenomenului de radioactivitate
2 Caracteristici hidrologice şi hidrogeologice generale ale Dunării inferioare
şi ale zonei costiere a Mării Negre
3 Aspecte fenomenologice şi teoretice ale acumulării radionuclizilor în sedimente
4 Aspecte fenomenologice şi teoretice ale modelării proceselor radiochimice
şi fizico - ecologice fluviale
5 Modele pentru studiul proceselor radiochimice fluviale şi marine
BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

6. 5
INTRODUCERE
Actualitatea şi importanţa studierii problemei
Actualitatea acestei problematici rezultă din existenţa unor riscuri de poluare radioactivă şi
chimică pe cursul inferior al Dunării, în zona de vărsare a Dunării în Marea Neagră precum şi în
zona costieră a Mării Negre, unde au loc o serie de procese complexe, precum şi necesitatea de a
sintetiza materialul informaţional acumulat în decursul timpului şi de realiza o sinteză asupra acestei
problematici.
Pe de o parte, este esenţial de precizat, că sedimentele au un rol important în fixarea, retenţia,
transportul şi transferul radionuclizilor în mediul acvatic, dar pe de altă parte, acestea sunt în
continuă interacţiune cu alte componente ale acestui mediu, astfel încât o tratare separată a proceselor
radiochimice din sedimente este imposibilă, motiv pentru care este necesară permanenta evidenţiere a
variabilităţilor, interdependenţelor şi a interacţiunii cu factorii hidrologici, hidrochimici, cu alţi
factori de mediu. În consecinţă, lucrarea are în vedere următoarele aspecte:
Regimul hidrologic – se referă la cadrul hidrologic – morfologia albiei, debite de apă şi viteze;
debite de aluviuni în suspensie şi târâte, granulometria şi caracteristici hidrogeologice; termica
apei; hidrochimia apei şi sedimentelor.
Procese radiochimice – principalele procese radiochimice studiate sunt:
variabilitatea parametrilor radiochimici; interdependenţele (corelaţiile) parametrilor
radiochimici; acumularea radionuclizilor în sedimente; transportul şi transferul radionuclizilor.
Modelarea matematică – se referă la metodele statistice şi la ecuaţiile diferenţiale.
Aplicarea cunoştinţelor şi a metodelor de investigare pe Sectorul inferior al fluviului Dunărea –
se referă la studierea interdisciplinară a unor procese ce au loc în sectorul inferior al Dunării
cuprins între
Baziaş şi gurile de vărsare al Dunării (zona apelor de tranziţie) precum şi la zona costieră
românească
a Mării Negre, unde se resimte influenţa apelor Dunării.
Evidenţierea unor noi interdependenţe între parametrii ce caracterizează unele procese ce au loc
în mediul acvatic fluvial şi marin.
Scopul şi obiectivele lucrării
Scopul lucrării este, pe de o parte, studiul unor caracteristici ale biotopurilor fluviului
Dunărea şi ale zonei costiere a Mării Negre, studiu necesar pentru aplicarea unor modele fluviale şi
marine în vederea evaluării proceselor de poluare radioactivă şi chimică din aceste ecosisteme
acvatice şi pe de altă parte, sintetizarea informaţiilor şi a datelor care definesc aceste biotopuri.
Obiectivele lucrării sunt:
Evidenţierea riscurilor de poluare radioactivă a sectorului românesc al Dunării.
Sintetizarea informaţiilor referitoare la caracteristicile hidrologice, hidrogeologice,
hidrochimice, ecologice şi radiochimice generale ale apei şi sedimentelor Dunării în
sectorul românesc şi a zonei costiere româneşti a Mării Negre.
Determinarea prin măsurători şi analize de laborator a unor parametrii hidrologici şi
radiochimici ai apei şi sedimentelor Dunării în sectorul românesc şi în zona costieră
Mării Negre; prelucrarea şi sistematizarea datelor.
Modelarea matematică a unor procese radiochimice:
- Studiul variabilităţii unor parametrii hidrologici, hidrochimici şi radiochimici.
- Stabilirea unor corelaţii dintre parametrii hidrologici, hidrochimici şi radiochimici.
Lucrarea are un caracter interdisciplinar pronunţat şi ca atare a trebuit să se ţină cont de
corelarea informaţiilor şi datelor de radiochimie, de hidrologie fluvială şi marină, de
hidrogeologie, etc., în măsura în care acest lucru a fost desigur, posibil. Concepţia care a

7. 6
stat la baza întregii lucrări a fost aceea a considerării proceselor radiochimice în
integralitate şi în interdependenţă cu alte procese (hidrologice, hidrogeologice, geochimice,
ecologice, etc.); integralitate – pentru că procesele radiochimice care au loc în sistemul
“sedimente” sunt de fapt incluse în alte procese mai ample şi interdependenţă – pentru că
procesele respective sunt în legătură, sunt interconectate, cu alte procese care au loc în
mediul acvatic fluvial sau marin.
În ceea ce priveşte modelarea matematică a proceselor radiochimice a sedimentelor în
funcţie de regimul hidrologic, trebuie precizat că această modelare este deosebit de
complexă, corespunzător complexităţii fenomenelor şi proceselor hidrologice, chimice,
radiochimice, sedimentologice, feomene şi procese care sunt corelate într-o măsură mai
mare sau mai mică. Datorită acestei complexităţi, modelarea matematică nu s-a putut face
exhaustiv, prezentându-se numai o serie de direcţii de cercetare în acest sens. O abordare
exhaustivă, ar implica eforturi deosebite, costisitoare şi de lungă durată. Totuşi şi
evidenţierea unor posibilităţi şi limite în abordarea matematică a acestor fenomene şi
procese este utilă.
Schema lucrării este următoarea:
MODELAREA MATEMATICĂ A PROCESELOR RADIOCHIMICE ÎN FUNCŢIE DE
REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL
FLUVIULUI DUNĂREA

8. 7
Capitolul 1
RISCUL POLUĂRII RADIOACTIVE AL SECTORULUI INFERIOR
AL DUNĂRII ŞI AL ZONEI DE COASTĂ A MĂRII NEGRE
1.1 POLUĂREA RADIOACTIVĂ A MEDIULUI ACVATIC
1.1.1 Caracterizarea poluării apei
Directiva Parlamentului şi a Consiliului European 60/2000/EC, privind stabilirea unui cadru
de acţiune comunitar în domeniul politicii apei, defineşte poluarea, astfel:
"Poluare" înseamnă introducerea directă sau indirectă, ca rezultat al activităţilor umane, a
substanţelor sau căldurii în aer, apă sau pe teren, care poate avea efecte dăunătoare asupra sănătăţii
umane sau asupra calităţii ecosistemelor acvatice sau terestre direct dependente de ecosistemele
acvatice, care pot determina daune proprietăţii materiale, sau care pot aduce prejudicii sau pot
interfera cu confortul sau alte utilizări legale ale mediului. Atunci când substanţele care modifică
proprietăţile sau caracteristicile iniţiale ale apei sunt izotopi instabili, poluarea se numeşte poluare
radioactivă.
1.1.2 Fixarea radionuclizilor în mediul acvatic
Cele mai importante elemente care definesc fixarea radionuclizilor în mediul acvatic sunt:
Sursele de contaminare radioactivă
a) Surse naturale – exemple: apele de zăcământ (aceste ape din zonele petrolifere conţinut Ra-226
cu concentraţia radioactivă în domeniul 0,2 – 60 Bq/l, uraniul natural cu concentraţii comparabile cu
acelea caracteristice apelor freatice sau de suprafaţă; apele geotermale (se caracterizează printr-o
concentraţie radioactivă crescută a Ra-226; în ţara noastră s-a pus în evidenţă ape geotermale cu 2,5
Bq/l la Ra-226; radonul din încăperi (conţinutul de radon din interiorul încăperilor poate creşte
datorită folosirii fosfogipsului ca material de construcţie precum şi sterilului din mineritul ca material
de umplere a fundaţiilor, etc.
b) Surse antropice – exemple: exploatările miniere radioactive – extragere, prelucrare primară,
transport şi depozitare; metalurgia uraniului sau a altor metale radioactive; reactorii nucleari
experimentali sau de cercetare, în care se pot produce industrial noi materiale radioactive; centralele
nuclearo-electrice care poluează mai puţin în cursul exploatării lor corecte, dar mult mai accentuat în
cazul unui accident nuclear; exploziile nucleare experimentale, efectuate îndeosebi în aer sau în apă şi
subteran, pot contamina vecinătatea poligonului, cât şi întregul glob terestru, prin depunerea prafului
şi aerosolilor radioactivi, generaţi de norul radioactiv; accidente în transportul aerian, maritim,
feroviar sau rutier a celor mai felurite materiale radioactive; defectarea uneia sau mai multor
componente ale reactorului nuclear, ale instalaţiei unde se produc sau se separă diverşi radionuclizi
(uzina de tratare a combustibilului nuclear uzat), etc.;
NOTĂ
Printre sursele de contaminare radioactivă a fluviului Dunărea, de-a lungul timpului, se pot aminti:
- testele nucleare, până în 1980 şi accidentul de la Cernobâl din 26 aprilie 1986;
În prezent, printre sursele de contaminare radioactivă, se numără:
- CNE din cursul superior şi mediu; CNE de la Kozlodui – Bulgaria; CNE de la Cernavodă –
România; (de făcut precizarea însă, că aceste surse sunt de fapt surse potenţiale de contaminare;
acestea pot deveni surse majore de contaminare în cazul unor accidente)
- Diverse activităţi miniere (exploatări miniere uranifere, carbonifere, etc.). şi industriale amplasate
pe afluenţii Dunării
Modalităţi de fixare a radionuclizilor
Cercetările experimentale au arătat că apele contaminate radioactiv au caracteristici diferite faţă de
cele necontaminate - vor avea un pH diferit, o altă compoziţie chimică, o altă temperatură, un regim
hidrodinamic diferit, o faună şi o floră deosebită. Această schimbare de stare poate genera o serie de

9. 8
transformări, în aşa fel încât o parte din substanţa radioactivă va trece din soluţie în stare solidă, iar
altă parte va fi adsorbită de substanţele şi corpurile care se află în suspensie sau de organismele aflate
în apă. Experimental s-a stabilit că substanţele radioactive se pot fixa într-un mediu pe care îl
contaminează prin trei modalităţi:
a) fixare mecanică (substanţa este reţinută în interstiţiile sau porii substanţei solide);
b) fixare fizică (adsorbţie, ca urmare a structurii polare şi a forţelor de valenţă parţiale a
substanţei contaminante);
c) fixare chimică (chemosorbţie sau schimb ionic).
1. 1. 3 Accidentul nuclear
Accidentul nuclear este evenimentul care afectează instalaţia nucleară şi provoacă iradierea şi/sau
contaminarea populaţiei şi a mediului înconjurător peste limitele admise (conform definiţiei date de
Normele Republicane de Securitate Nucleară din România). Sursele potenţiale de accident nuclear
sunt: reactori nucleari energetici; instalaţiile din ciclul de extracţie şi formare a combustibilului
nuclear; instalaţiile de tratare a deşeurilor radioactive; transportul şi depozitarea combustibilului
nuclear sau a deşeurilor radioactive; producerea, transportul, utilizarea şi stocarea radionuclizilor
folosiţi în anumite domenii pentru activităţi productive, tratament, cercetare; testele nucleare. De-a
lungul timpului s-au produs mai multe accidente nucleare.
1.1.3.1 Accidentul nuclear şi riscul de iradiere
În cadrul activităţilor nucleare, se fac estimări şi studii privind riscurile pe care le
implică utilizarea energiei nucleare, respectiv estimarea unor categorii de riscuri, spre
exemplu:
- Riscul de iradiere: reprezintă probabilitatea producerii unor leziuni sau a unor pierderi
umane şi materiale, într-o perioadă de referinţă şi într-o zonă dată, de către un
eveniment nuclear, Ri = Pi ×××× Ci (1.1) unde: Pi – probabilitatea producerii unui
eveniment oarecare; Ci – efectul nociv produs de un accident nuclear.
- Riscurile colaterale: reprezintă probabilitatea de producere a unor evenimente care pot
induc, pot contribui sau pot favoriza prin efectele produse un eveniment nuclear,
Rc = Pc × Ri (1.2) unde: Pc – probabilitatea producerii unui eveniment care poate
cauza accident nuclear.
1.1.3.2 Izotopii radioactivi în biosferă. Metabolizarea radionuclizilor artificiali de către om
Iradierea substanţei vii din biocenoză afectează structura şi dinamica ecosistemului pe mai
multe planuri: în mecanismele de autoreglare, în interacţiunile şi compoziţia floristico-faunistică prin
substanţele radioactive. Căile de pătrundere a radionuclizilor în organismul uman sunt:
- respiratorie, prin inhalarea de aerosoli încărcaţi radioactiv din atmosfera contaminată;
- digestivă, prin digestia de apă şi alimente contaminate sau prin înghiţirea sputei care
epurează căile respiratorii contaminate prin inhalare;
- cutatnată, prin tegumentul intact sau cel afectat de răni sau arsuri.
Eliminarea radionuclizilor artificiali din oganism se poate face în două moduri:
- Eliminarea naturală. Căile de eliminare pe acesată cale sunt: renală, digestivă, pulmonară
şi tegumetară. Eliminarea naturală depinde de numeroşi factori biologici (vârstă, organe sau
sisteme de elecţie, etc.) şi chimici (proprietăţi chimice ale radionuclidului respectiv).Astfel,
un radionuclid fixat în masa musculară, cazul Cs-137, va fi eliminat mult mai rapid (
Tb = 50 la 150 zile), faţă de Sr-90 (Tb de circa 7000 zile) care se fixează în sistemul osos.
- Eliminarea artificială, se poate realiza prin adminstrarea de medicamente şi diverse substanţe
chimice cu toxicitate redusă, care influenţând metabolismul unor elemente chimice pot duce şi la o
eliminare mai rapidă a radionuclizilor din organism.

10. 9
1.1.3.3 Exemplu de accident nuclear – accidentul nuclear de la Cernobâl
- 135000 de persoane au fost evacuate din zonă; doza colectivă de iradiere externă a lor a
fost estimată la 1,6 × 10 4
om-Sievert (om-Sv) (AIEA Bulletin, 3/1996).
- Materialul radioactiv eliberat în urma exploziei nucleare a contaminat suprafeţe vaste, în
unele zone ajungandu-se la 30 × 10 5
Bq/ m2
.(AIEA Bulletin 3/1996).
- Impactul mondial total al accidentului de la Cernobâl a fost de 600000 om-Sv,
echivalent în medie cu 21 de zile suplimentare a expunerii mondiale la fondul natural de
radiatie. (AIEA Bulletin 3/1996).
1.2 RISCUL NUCLEAR PE DUNĂREA INFERIOARĂ ŞI ÎN ZONA DE COASTĂ A MĂRII NEGRE
1.2.1 Aspecte privind cercetarea radioactivităţii fluviului Dunărea
Anii şi respectiv etapele care interesează studiul radioactivităţii Dunării, sectorul românesc, sunt
evidenţiaţi sintetic, după cum urmează (sinteză realizată sub rezerva impusă de limitele surselor de
informaţie, arhiva INHGA, 1980, 1991-1998 ):
• 1957 - A început studiul radioactivităţii Dunării, cursul superior şi mediu.
• 1962 - A început studiul radioactivităţii Dunării, sectorul românesc.
• 1974 - S-a dat în folosinţă CNE – KOZLODUI 1.
• 1976, 1977 - În vara acestor ani s-au efectuat două expediţii pe sectorul românesc al
Dunării, între Tulcea şi Moldova Veche pentru studierea radioactivităţii apei, sedimentelor şi
hidrobionţilor.
• 1978 - A avut loc expediţia ştiinţifică pentru studierea radioactivităţii fluviului Dunărea,
între Sulina şi Bratislava, în perioada 24 august – 24 septembrie.
• 1986 - A avut loc accidentul de la Cernobâl, din 26 aprilie.
• 1986-1988 - Recoltări de probe de apă şi sedimente, în diferite secţiuni hidrometrice.
• 1991-1996 - Campanii expediţionare bianuale cu prelevări de probe de apă şi sedimente,
între Baziaş şi gurile de vărsare ale Dunării.
• 1996 - S-a dat în folosinţă CNE – CERNAVODĂ 1.
• 1997 – Campanie expediţionară cu prelevări de probe de apă şi sedimente, între Baziaş si
gurile de vărsare ale Dunării.
• 1998 – Recoltări de probe de apă şi sedimente de la Baziaş şi Ceatal Izmail.
1.2.2 Zonele care prezintă risc nuclear pe Dunărea inferioară
Pe Dunărea inferioară, zonele cu risc nuclear sunt: judeţul Dolj şi o parte din judeţele
Olt, Gorj, Teleorman şi Mehedinţi datorită CNE Kozlodui, situată la sud de Dunăre, în
Bulgaria, cu patru reactori neanvelopaţi de câte 440 MWe şi doi reactori anvelopaţi; zona
judeţelor Constanţa, Ialomiţa, şi Călăraşi, datorită CNE Cernavodă, care funcţionează cu un
reactor anvelopat CANDU de 700 MWe.
1.2.3 Transferul radionuclizilor la om din ecosistemul Dunării
(riscuri de expunere)
Studiul interacţiei fizico-chimice între mediul poluat şi radionuclizi, trebuie făcut în fiecare caz
în parte, în funcţie de toate caracteristicile mediilor care vin în contact. Spre exemplu, distribuţia
radionuclizilor în sedimentul unui bazin de apă are loc potrivit unor legităţi. Pătrunderea
radionuclizilor în sediment se face diferenţiat funcţie de natura acestuia. Astfel, dacă sedimentul este
nisipos, pătrunderea radionuclizilor se face către straturile din profunzime, iar în cazul sedimentului
argilos radionuclizii sunt practic reţinuţi în stratul superficial. Astfel, un aspect care a fost evidenţiat,
a fost acela că sedimentul din Dunăre fiind în general nisipos şi în continuă mişcare, distribuţia
radionuclizilor este aproximativ identica pe verticala de 20-30 cm. În cazul Sr-90, acest radionuclid
este reţinut slab în sedimente fiind distribuit mai mult în fracţiunea apoasă şi transportat către partea
inferioară a fluviului. Cs-137 se comportă diferit de Sr-90 fiind reţinut cu precădere în sediment
(Arhiva INHGA, 1980).

11. 10
1.2.4 Riscul nuclear în zona costieră a Mării Negre.
Contaminarea plajelor
În cazul zonei costiere a Mării Negre, riscul nuclear este constituit de un complex de
factori naturali şi artificiali, printre care pot fi enumeraţi: contaminarea indirectă datorată
transportului de poluanţi radioactivi de către fluviile ce se varsă în Marea Neagră sau
datorită depunerilor radioactive în cazul accidentelor nucleare sau testelor nucleare, corelat
cu circulaţia atmosferică şi a curenţilor marini; transportului de material radioactiv de nave
maritime şi/ sau fluviale şi posibilitatea producerii unor accidente, etc.
1.3 CONTROLUL RADIOACTIVITĂŢII MEDIULUI
Experienţele nucleare şi utilizarea energiei nucleare în diferite scopuri au ridicat nivelul
radioactivităţii de fond, iar unele accidente nucleare, cum a fost cel de la Cerobâl, au dovedit
nocivitatea radiaţiilor nucleare. Diversele organisme suportă grade diferite de iradiere; vieţuitoarele,
prin capacitatea de bioacumulare pot bioconcentra elementele radioactive la valori mult superioare
celor existente în mod normal în mediu, astfel încât radiaţiile pot declanşa în organism modificări
genetice, biochimice grave, uneori letale. Periculozitatea acestor radionuclizi este cu atât mai mare
cu cât au o perioadă de înjumătăţire a radioactivităţii mai ridicată şi ca urmare monitoringul
radioactivităţii diferiţilor factori de mediu a apărut ca o necesitate după cel de all doilea război
mondial, când au fost evidenţiate efectele nocive ale radiaţiilor.
CONCLUZIE
Poluarea radioactivă este un tip de poluare cu consecinţe dintre cele mai nocive asupra
mediului acvatic în general şi asupra oamenilor în special. O sursă majoră de poluare
radioactivă o constituie accidentul nuclear – un exemplu în acest sens l-a constituit
accidentul nuclear de la Cernobâl din 26 aprilie 1986, care făcut numeroase victime
omeneşti, iar consecinţele acetuia mai sunt încă resimţite. Pe Dunărea inferioară sunt
diferite surse de poluare radioactivă, printre care se numără centralele nucleroelectrice de la
Kozlodui şi de la Cernavodă, care prezintă ricuri potenţiale de poluare radioactivă, iar în
caz de avarie sau de accident nuclear pot constitui surse majore de contaminare radioactivă.
Este necesar aşadar un studiu privind situaţia existentă a mediului acvatic reprezentat de
sectorul inferior al Dunării, care să analizeze această situaţie din punct de vedere
radiochimic, hidrochimic, hidrologic, geochimic, etc., pentru a se putea lua cele mai
adecvate măsuri într-un astfel de caz.

12. 11
Capitolul 2
METODE DE INVESTIGARE, PRELUCRAREA ŞI SISTEMATIZAREA
DATELOR RADIOCHIMICE ŞI HIDROLOGICE
2.1 METODE DE DETERMINARE RADIOCHIMICĂ
În figura 2.1 sunt sintetizate câteva dintre tehnicile radiochimice de investigare(Baciu,
A.,1997; Borcia, C., Peteu, Gh., 1999).
Fig.2. 1 Tehnici radiochimice de investigare
2. 2 COMPLEXUL DE OBSERVAŢII ŞI DE MĂSURĂTORI HIDROLOGICE
Cunoaşterea regimului hidrologic al unui mediu acvatic, se face pe mai multe căi: observaţii
sistematice în puncte fixe şi pe timp îndelungat; activităţi expediţionare, cunoaşterea zonei prin care
curge râul sau fluviul sau al unei zone marine; informaţii de la localnici asupra fenomenelor mai
importante (inundaţii, schimbări de albie, etc.); urmărirea sistematică a influenţei activităţii umane
asupra mediului acvatic fluvial sau marin, etc.
Observaţii şi măsurători asupra nivelului apei - mire hidrometrice.
Adâncimea apei (batimetria) - tije, sonde mecanice, sonde ultrasonore.
Măsurarea şi prelucrarea vitezei curenţilor - morişti hidrometrice; flotori (de suprafaţă, de
adâncime, chimici, trasori cu izotopi radioactivi, etc.).
Măsurarea şi prelucrarea debitelor de apă - calculul debitelor de apă se realizează prin mai
multe procedee; spre exemplu, procedeul analitic, constă în calcularea debitelor parţiale ce trec
prin suprafeţele dintre verticalele de viteză şi cumularea acestora.
TEHNICI DE INVESTIGARE:
a analiza prin activare cu neutroni
a analiza prin fluorescenţa X
a absorbţie – împrăştiere; “efect Mösbauer”
a analize chimice: biosenzori
a analiza prin rezonanţă magnetică nucleară (RMN)
a teledetecţie satelitară (GIS)
a imagistică computerizată

13. 12
Măsurarea şi prelucrarea debitelor solide – se iau probe de apă cu ajutorul batometrelor, se
măsoară turbiditatea, cu fotocolrimetrele şi apoi se calculează debitul de aluviuni în suspensie.
Măsurarea şi prelucrarea evapotranspiraţiei - se efectuează cu plute evaporimetrice
Măsurători şi observaţii hidrometeorologice Printre măsurătorile şi observaţiile care se
fac se numără: temperatura apei şi aerului, vântul, nebulozitatea, precipitaţiile, gheaţa şi
zăpada de pe gheaţă, stratul de pe gheaţă – nivometrie, etc.
2. 3 METODE DE PRELUCRARE STATISTICĂ A DATELOR
Analiza statistică a determinărilor radiochimice şi hidrologice constă în efectuarea unor calcule
specifice cum ar fi: calculul mediei, calculul abaterii medii pătratice a parametrilor, calculul
coeficientului de variaţie al parametrilor, entropia informaţională, coeficientul de asimetrie, stabilirea
regresiilor (corelaţiilor).
Baza de date - o bază de date simplă este organizată sub forma unui tabel în care coloanele poartă
numele de câmpuri, liniile se numesc înregistrări, capul de tabel, în ansamblu, fiind echivalentul
structurii bazei de date.
CONCLUZIE
Atât în radiochimie cât şi în hidrologie s-au dezoltat diferite metode de investigaţie specifice
şi respectiv de prelucrare a datelor, care au făcut posibil studiul fenomenelor şi proceselor
radiochimice şi hidrologice. În cazul radiochimiei, printre metodele de investigare se numără: analiza
prin activare; analiza pe baza efectului Mössbauer; analiza prin difracţie de raze X; analiza prin RXF
(radiaţia X de fluorescenţă; investigarea cu trasori radioactivi, măsurători alfa, beta şi gama globale şi
spectometrice, etc. În cazul hidrologiei, există multiple metode de determinare, printre care se pot
aminti: măsurători pentru determinarea nivelului, debitelor de apă, vitezei apei, adâncimilor
(batimetrie), debitelor solide, etc. De asemenea s-au dezvoltat metode de prelucrare statistică a
datelor şi de analiză computerizată a acestora. Toate acestea au făcut posibilă acumularea unui mare
volum de date radiochimice şi respectiv hidrologice care a trebuit să fie selectat şi sistematizat,
pentru a se putea realiza o imagine de ansamblu a unor procese radiochimice din sectorul inferior al
Dunării.
Capitolul 3
SISTEMATIZAREA FONDULUI DE DATE RADIOCHIMICE, HIDROLOGICE
ŞI HIDROCHIMICE DISPONIBILE
3.1 BAZA DOCUMENTARĂ
Sursele de informaţii şi fondul de date în domeniul radiochimic, hidrologic şi
hidrochimic (aplicat în cazul sectorului inferior al Dunării incluzând şi zona de tranziţie –
Gurile de vărsare – şi zona de coastă a Mării Negre) sunt diverse, dar pot fi sistematizate
după cum urmează (a se vedea bibliografia, exemplu: Arhivă,1978 – 2002).
Studii hidrologice de sinteză cuprinzând date radiochimice, hidrologice şi de indicatori calitativi
ai apei şi sedimentelor Dunării, Deltei Dunării şi zonei de coastă a Mării Negre.
Determinări:
• determinări staţionare (fixe) – pentru parametrii hidrologici, pentru indicatorii chimici ai apei, în
patru secţiuni hidrologice (perioada 1977-2001), iar pentru zona de coastă a Mării Negre
(temperatura aer-apă şi salinitate) în nouă posturi hidrologice marine - 1991-2001.
• determinări expediţionare (campanii expediţionare efectuate bianual pe Dunăre, Delta
Dunării şi zona de coastă a Mării Negre în perioada 1991-1997 pentru parametrii fizico-
chimici ai apei, ionii dizolvaţi în apă, activitatea beta-globală a apei, chimismul
sedimentelor, radioactivitatea sedimentelor.
Lucrări publicate în domeniile: hidrochimia Dunării, modelarea transportului şi
tansferului radionuclizilor pe Dunăre, riscul nuclear pe Dunăre, interdependenţe compuşi
chimici – radionuclizi din sedimentele Dunării, etc.

14. 13
Lucrări care au constituit obiectul unor contracte de cercetare ştiinţifică.
Lucrări care au fost prezentate la diferite sesiuni de comunicări ştiinţifice.
Cărţi şi articole de specialitate care tratează diferite aspecte teoretice sau experimentale,
aflate în diferite biblioteci.
Informaţii care se găsesc pe reţeaua INTERNET, din diferite domenii.
3.2 METODOLOGIA DETERMINĂRILOR RADIOCHIMICE ŞI HIDROLOGICE ÎN CAMPANIILE
EXPEDIŢIONARE 1991-1997
• Determinări radiochimice (Georgescu I., Iulia, 1991-1997).
Probele de apă şi de sedimente colectate în perioadele de primăvară şi toamnă, s-au efectuat după
cum urmează:
- Prelevarea probelor s-a efectuat după metodologia INMH, din verticale semnificative. Prelevarea
probelor de apă s-a efectuat cu ajutorul unui batometru tip MB 43, proba de apă a fost apoi depusă în
canistre de material plastic, de 20 litri apă, datate şi sigilate.
Prelevarea sedimentelor (între 1,5 ÷ 2 kg per probă) s-a efectuat folosindu-se un greifer mecanic
cu utilizare manuală, după care probele au fost depuse în pungi de plastic, datate şi apoi sigilate.
- Analizele chimice de apă s-au efectuat pe probele de apă nefiltrată, conform standardelor
internaţionale.
- Analizele chimice ale sedimentelor, s-auefectuat după uscarea lor, în etuvă etuvă electrică la 1050
C, omogenizarea lor şi efectuarea analizelor chimice, conform stadardelor Institutului de Prospecţiuni
Geologice.
- Analiza beta-globală a apelor s-au efectuat pe ape nefiltrate; instalaţia de numărare are un contor
“PHILIPS” cu fereastră de mică de 9 cm 2 şi un fond în castelul de Pb, de 9,5 impulsuri/minut, dat
de izotopul de K – 40 din potasiul natural, care intră în compoziţia foiţei de mică.
- Analizele beta-globale ale probelor de sedimente, s-au efectuat utilizând un contor “PHILIPS”, ca
şi acela de la analiza probelor de apă; probele, uscate la radiaţii infraroşii, s-au depus pe tăviţe de
aluminiu şi în geometrie constantă, în castel de plumb faţă de fereastra contorului Geiger-Muller.
- Analizele gamma-spectrometrice – probele s-au uscat într-un cuptor electric la 105 0C, s-au
omogenizat în mojar de agat şi s-au închis etanş în cutii standard de plastic, pentru cel puţin una lună,
în scopul atingerii echilibrului radioactiv; măsurătorile gamma spectrometrice s-au efectuat în
aceleaşi condiţii geometrice standard pentru toate probele şi materialul de referinţă (“Reference
material” – IAEA – Viena); timpul de măsurare a fost pentru cel puţin 18 ore / probă; identificarea
radiaţiilor gamma s-a efectuat cu ajutorul unui cristal HPGe (monocristal de germaniu de mare
puritate) cuplat cu un analizor multicanal, identificându-se radionuclizii Cs-134, Cs-137, U-238, Th-
232, K-40 din potasiul natural; în ceea ce priveşte Cs-134, el s-a identificat numai acolo unde
activitatea Cs-137 era mai mare.
• Măsurători hidrologice (Arhiva I.N.H.G.A. 1991-1998)
Pentru efectuarea lucrărilor s-a folosit nava de cercetări hidrologice LIPOVA, efectuându-se
măsurători pe toată lungimea Dunării inferioare, respectiv între Baziaş km 1072,4 şi gurile de vărsare
ale Dunării ( Sulina, Sfântu Ghoerghe). Urmându-se metodologia standard de efectuare a
măsurătorilor, s-au efectuat următoarele categorii de lucrări: măsurători de viteză a apei şi de pulsaţii
ale curentului apei (cu moriştile hidrometrice GR 21 ŞI GR 99), măsurători batimetrice cu sonda
ULTRASON (tip PEL 3 ECHOLOT), recoltări de probe de apă (cu batometrul MB 43) şi sediment,
filtrări, fotometrări (cu fotocolorimetrul tip Dr.Lange UK 8), prelucrări pentru determinarea debitelor
de apă şi a debitelor de aluviuni în suspensie şi târâte, a turbidităţii, determinări granulometrice,
precum şi prelucrări ale măsurătorilor de pulsaţii ale curentului apei. De precizat că în toate
campaniile expediţionare, măsurătorile de la Baziaş la Gruia au fost efectuate numai pe jumătatea
românească a Dunării. Printre activităţile desfăşurate la bordul navei, în secţiunile de
măsurători se pot enumera:
Profile batimetrice cu sonda ULTRASON; Măsuratori de viteză a apei şi recoltări de aluviuni târâte
sau din patul albiei în 7÷11 verticale (în functie de latimea sau configuratia albiei); recoltări de probe
de 1 litru de apă cu aluviuni în suspensie în 5 verticale (verticalele 1, 3, 6, 9, 11 în secţiunile cu 11
verticale; verticalele 1, 3, 5, 7, 9, în secţiunile cu 9 verticale şi verticalele 1, 3, 5, 7 în secţiunile cu 7
verticale) din cele 5 orizonturi în care se fac măsurători de viteză a apei (suprafaţă; 0,2 h; 0,6 h;

15. 14
0,8 h; fund); separarea aluviunilor grosiere (prin sita de diametru 0,1mm) din aluviunile în
suspensie, uscarea, impachetearea, si etichetarea lor; retinerea unei probe de cca. 200 ml pentru
determinarea concentraţiei de aluviuni fine în suspensie prin fotometrare; fotometrarea probelor cu
aluviuni în suspensie timp de 90'' pentru determinarea turbidităţii şi a probelor din orizonturile:
suprafaţă, 0,6 h şi fund din verticala centrală timp de 10' pentru determinarea compoziţiei
granulometrice a aluviunilor în suspensie; măsurarea volumetrică a probelor de aluviuni târâte din
fiecare verticală şi reţinerea unui eşantion de circa 10 cm3
pentru determinarea compoziţiei
granulometrice a aluviunilor târâte; măsurători de pulsaţii ale vitezei curentului apei; recoltări de
probe de apă (cu batometrul MB 43) şi de sedimente (griefer manual) pentru determinări
radiochimice; prelucrarea primară a datelor, pentru determinarea unor parametrii hidrologici (debitul
de apă, debitul de aluviuni în suspensie şi târâte, etc.).
3..3 SISTEMATIZAREA DATELOR PENTRU ZONA DE COASTĂ A MĂRII NEGRE
S-au utilizat studii hidrologice cuprinzând date hidrologice şi de indicatori calitativi ai
apei şi ai sedimentelor zonei de coastă a Mării Negre, precum şi diferite articole cu acest
specific. Mijloacele de investigare folosite au fost:
- Determinări staţionare (fixe) – pentru zona de coastă a Marii Negre, în zece posturi hidrologice
marine: Sulina Semnal Ceaţă, Sulina Plajă, Sfântu Gheorghe, Gura Portiţei, Platforma Gloria, Midia,
Constanţa Meteo, Constanţa Cazino, Eforie Sud şi Mangalia, cuprinzând valorile medii zilnice,
lunare şi anuale ale temperaturii aerului, apei şi salinităţii; Datele au fost furnizate de către Direcţia
Apelor Constanţa (Actualmente Direcţia Aelor Dobroge Litoral din cadrul Autorităţii Naţionale
Apele Române).
- Determinări expediţionare (campanii expediţionare efectuate în zona de coastă a Mării Negre cu
nava CHEFALUL, în perioada 1991 – 1996) pentru prelevări de probe de apă şi sedimente în vederea
determinării unor parametrii fizico-chimici ai apei (ionii dizolvaţi în apă, activitatea beta-globala a
apei, chimismul sedimentelor, radioactivitatea sedimentelor, analiza instrumentală prin activare cu
neutroni, simultan a probelor de apă şi sedimente) - pentru verticala 3 din secţiunile Est Sulina, Est
Gura Portiţei şi Est Constanţa.
Pentru zona de coastă a Mării Negre, mai există determinări de temperatură a aerului, apei, a
salinităţii şi a variaţiei cu adâncimea a temperaturii apei şi a salinităţii, precum şi pentru alţi
parametrii hdrologici marini de la Est Sulina, Sud-Est Sf. Gheorghe, Sud-Est Gura Portiţei, Sud - Est
Cap Midia, Est Constanţa, Est Tuzla, Est Vama Veche efectuate în cadrul unor campanii
expediţionare desfăşurate între anii 1991 – 1996.
- Determinările de temperatură şi de salinitate au fost efectuate la Direcţia Apelor Dobrogea Litoral
din subordinea Autorităţii Naţionale Apele Române, iar analizele şi determinările hidrochimice şi
radiochimice au fost efectuate de către Unitatea Nucleară nr. 2 Polizu din cadrul UPB, în colaborare
cu IFIN - HH, coordonatorul lucrărilor fiind prof. dr. Iulia I. Georgescu.
CONCLUZIE
Sursele documentare au fost constituite din diverse studii, articole, cărţi care se găsesc în arhive,
biblioteci, reţeaua internet, precum şi din comunicări ştiinţifice de la diverse reuniuni ştiinţifice, şi
din lucrări care au constituit obiectul unor contracte de cercetare ştiinţifică. De asemenea au fost
folosite informaţii şi date în urma măsurătorilor şi determinărilor efetuate cu prilejul unor campanii
expediţionare desfăşurate pe sectorul inferior al Dunării şi în zona costieră românească a Mării
Negre. Toate acestea au permis realizarea unei baze documentare şi a unui fond de date,
diversificate şi complexe care a constituit fundamentul pentru studiul unor procese radiochimice în
funcţie de regimul hidrologic al sedimentelor din sectorul inferior al Dunării şi din zona costieră a
Mării Negre.

16. 15
Capitolul 4
CARACTERIZAREA PROCESELOR DE ACUMULARE A RADIONUCLIZILOR ÎN
SEDIMENTELE DUNĂRII, SECTORUL INFERIOR ŞI ALE ZONEI DE COASTĂ A MĂRII
NEGRE
4.1 ACUMULAREA RADIONUCLIZILOR ÎN SEDIMENTELE DUNĂRII, SECTORUL INFERIOR
4.1.1 Variabilitatea parametrilor hidrologici
Măsurătorile efectuate în timpul campaniilor expediţionare, au arătat că există o anumită
variabilitate spaţială şi temporală a unor parametrii hidrologici ce caracterizează regimul hidrologic şi
anume: Q - debitele de apă, H - nivelurile, B - lăţimile albiei, Ω - secţiunile udate, V - vitezele apei,
h - adâncimile apei, ρ - turbidităţile apei, R - debitele de aluviuni în suspensie, G - debitele de
aluviuni târâte, d50s - diametrele mediane ale suspensiilor, d50t - diametrele mediane ale
aluviunilor târâte.
4.1.2 Variabilitatea şi interdependenţele compoziţiei chimice procentuale a sedimentelor
În urma analizei chimice a probelor, s-a evidenţiat existenţa următorilor compuşi (oxizi): SiO2
(compus chimic majoritar); Al2O3; CaO; Fe2O3; Na2O; K2O; MgO; TiO2; MnO; P2O5; (compuşi
chimici minoritari), precum şi pierderea la calcinare (P.C.); S.C. semnifică suma compuşilor chimici
minoritari. Aceşti compuşi chimici au diverse provenienţe, cum ar fi:minerale uşoare (cuarţ, opal,
calcedonie, feldspaţi, etc.); minerale grele (amfiboli, granaţi, piroxeni, rutil, etc.); minerale argiloase
(caolinit, illit, etc.); bioclaste; diverse activităţi agroindustriale. Pierderea la calcinare sau materialul
organic, provine de la resturi de organisme, spori, activităţi agroindustriale etc. Valorile medii
calculate pentru secţiunile în care s-au făcut recoltări de probe şi determinări sunt precizate în tabelul
4.1 (S.C. semnifică suma compuşilor chimici minoritari, respectiv Al2O3; CaO; Fe2O3; Na2O; K2O;
MgO; TiO2; MnO;).
TABEL 4.1 Variabilitatea valorilor medii ale compozitiei chimice procentuale (%)
Secţiunea SiO2 Na2O K2O CaO MgO MnO Al2O3 Fe2O3 TiO2 P2O5 SC P.C.
Bazias 70,31 1,58 1,25 7,22 1,6 0,15 6,88 3,26 0,67 0,08 22,69 7,04
Svinita 46,19 1,84 1,39 12,99 2,12 0,17 14,9 7,46 0,5 0,09 41,46 12,33
Orsova 49,08 1,93 1,91 11,76 2,24 0,18 12,2 6,98 0,47 0,12 37,79 11,57
Tiganasi 61,03 1,47 1,22 9,72 1,7 0,16 8,6 4,51 0,61 0,12 28,11 12,57
Calafat 76,59 2,64 1,5 4,65 1,63 0,12 3,41 3,3 0,91 0,08 18,24 6,04
Amonte
Bechet
76,37 2,12 1,41 4,69 1,27 0,12 4,42 3,88 0,8 0,07 18,78 4,99
Bechet 82,27 2,39 2,31 2,8 1,07 0,08 3,22 2,3 1 0,06 14,23 3,59
Tr. Magurele 81,7 1,98 1,52 3,28 1,28 0,11 2,23 2,32 0,87 0,08 13,67 3,88
Giurgiu 82,75 2,09 1,74 2,79 1,29 0,1 3,12 1,92 0,83 0,07 13,96 3,29
Chiciu
Calarasi
78,47 2,11 1,64 4,14 1,31 0,13 3,6 3,04 1,04 0,07 17,08 5,54
Cernavoda
303
84,55 2,36 1,6 2,12 0,92 0,09 2,53 1,65 1,07 0,06 12,4 2,95
Cernavoda
297
83,78 2,19 1,5 2,67 1,1 0,11 2,57 1,51 1,09 0,07 12,81 3,47
Vadu Oii 74,31 1,94 1,54 5,11 1,42 0,13 5 3,2 0,78 0,07 19,19 6
Braila 72,04 2 1,41 6,39 1,11 0,12 5,06 4,13 0,86 0,07 21,15 6,84
Ceatal Izmail 75,5 2,45 1,74 4,94 1,35 0,09 5,56 3,23 0,81 0,07 20,22 4,28
Ceatal Sf. Gh 74,45 1,82 1,5 6 1,12 0,11 4,07 2,82 0,9 0,07 92,86 6,68
Între aceşti compuşi se pot stabili anumite corelaţii, care pot fi utile pentru modelarea
fenomenologică a proceselor geochimice din sedimente (tabelul 4.2).

17. 16
TABEL 4.5. Corelaţii generale între compoziţiile chimice procentuale ale compuşilor chimici şi ale
materialului organic (pierderea la calcinare) din sedimentele prelevate din verticalele centrale ale
secţiunilor semnificative cuprinse între Baziaş şi Ceatal Izmail.
Nr.crt. Corelaţia Pătratul coeficientului de corelaţie
( R2
)
1 S.C. = - 0.701 x SiO2 + 72,766 0,99
2 P.C. = - 0.257 x SiO2 + 25,239 0,91
3 P.C = 0.368 x S.C. – 1,474 0,93
4 Na2O = 0.0007 x (SiO2)2
– 0,084 x SiO2+ 4,122 0,40
5 Na2O = 0.0075 x (CaO)2
– 0,1661 x CaO + 2,69 0,43
6 CaO = - 0,279 x SiO2 + 26,119 0,98
7 Al2O3 = - 0,3024 x SiO2 + 27,587 0,97
8 Fe2O3 = - 0,144 x SiO2 + 13,983 0,96
9 MgO = - 0,029 x SiO2 + 3,522 0,84
10 TiO2 = 0.0146 x SiO2 - 0,239 0,83
11 Al2O3 = 1,0636 x CaO - 0,5396 0,95
12 MnO = - 0.0025 x SiO2 + 0,3075 0,64
13 P2O5 = - 0,0012 x SiO2 + 0,1707 0,63
14 Fe2O3 = 0,504 x CaO + 0,6053 0,93
15 MgO = 0,1001 x CaO + 0,865 0,82
16 P2O5 = 0,0045 x CaO + 0,0541 0,65
17 TiO2 = - 0.0522 x CaO + 1,124 0,84
18 P.C. = 0,9284 x CaO + 1,172 0,94
19 Fe2O3 = 0,4544 x Al2O3 + 0,9417 0,85
20 P.C. = 70,495 x MnO - 2,5696 0,64
21 TiO2 = 1,4617 x Al2O3 - 0,4115 0.62
22 P.C. = 1,6666 x Fe2O3 + 0,5509 0,82
23 P.C. = 0,8064 x Al2O3 + 1,9873 0,84
24 P.C. = - 14,629 x TiO2 + 18,473 0,75
25 P.C. = 147,4 x P2O5 - 5,2417 0,75
Toţi compuşii chimici sunt consideraţi în (%), reprezentând compoziţia chimică procentuală; S.C.
reprezintă suma compuşilor chimici minoritari respectiv Al2O3; CaO; Fe2O3; Na2O; K2O; MgO;
TiO2; MnO; P.C. reprezintă pierderea la calcinare sau materialul organic, iar R2
reprezintă pătratul
coeficientului de corelaţie.
Este de remarcat că majoritatea acestor corelaţii, care se referă la tot sectorul Baziaş – Ceatal Izmail,
sunt de tip liniar. Dar se pot stabili şi corelaţii particulare pentru diferite secţiuni hidrometrice. Pe de
altă parte, este de făcut o menţiune specială cu privire la corelaţia SiO2 – CaO. Pentru toate secţiunile
în care s-au efectuat recoltări de probe de sedimente, invariabil se obţine o corelaţie liniară foarte
bună de forma generală y = ax +b, unde y este CaO , iar x este SiO2 , aşadar şi corelaţia generală pe
întreg subsectorul Baziaş – Ceatal Izmail dă tot o corelaţie foarte bună; dar ceea ce este demn de a fi
semnalat este că o corelatre strânsă a fost găsită şi semnalată de către Imreh, I – Geochimie, 1987,
între SiO2 şi CaO din “calacarul eocen de la Piatra” . Deosebirea constă în proporţiile inverse între
care se găsesc SiO2 şi CaO în cele două cazuri. Totuşi corelarea este remarcabilă şi arată că
întotdeauna, după toate probabilităţile, SiO2 şi CaO se găsesc într-o inversă proporţionalitate.

18. 17
4.1.3 Variabilitatea activităţii beta-globale şi a unor radionuclizi din sedimente
şi corelaţii între parametrii radiochimici
Radionuclizii determinaţi au fost: Cs-137; K-40; U-238; Th-232; precum şi sporadic Cs-
134; Ra-226; Ra-228; a mai fost determinată şi activitatea specifică beta-globală. Radionuclizii
naturali (U-238; Th-232; K-40) provin de la diverse roci (calcar, dolomit, gresie, sisturi, marna)
care alcătuiesc sedimentele, iar radionuclidul artificial Cs-137, este produs cu un randament mare la
fisiunea uraniului, împreuna cu alte elemente radioactive, provenind din diverse activităţi economice,
de cercetare sau militare.
În cazul activităţii specifice beta-globale a sedimentelor se constată o mare variabilitate astfel încât
este dificil să se definească o anumită tendinţă.
Pe de altă parte, s-a stabilit că între activităţile specifice medii ale unor radionuclizi şi repartizarea
spaţială acestora există o anumită tendinţă de corelaţie.
De asemenea, s-a mai stabilit că între activitatea specifică medie a acestor radionuclizi şi compoziţia
chimică a sedimentelor se stabilesc o serie de corelaţii sau tendinţe de corelaţie prezentate în cele ce
urmează şi care pot fi foarte utile în modelarea fenomenologică a proceselor hidogeologice,
geochimice şi radiochimice din sedimente (tabelul 4.3).
TABEL 4.3 Corelaţii generale între compoziţiile chimice procentuale ale compuşilor chimici şi ale
materialului organic (pierderea la calcinare) şi activităţile specifice medii ale unor radionuclizi din
sedimentele prelevate din verticalele centrale ale secţiunilor semnificative
cuprinse între Baziaş şi Ceatal Izmail.
Nr.crt
.
Corelaţia Pătratul
coeficientului
de corelaţie (
R2
)
Timpi de înjumătăţire şi moduri de
dezintegrare pentru radionuclizii
determinaţi din sedimente
1 Cs-137 = 5546,6 x e –0,0953 x SiO
2 0,87 T ½ (Cs – 137) = 33 a; β -
(la 137m
Ba)
2 U-238 = - 0,9015 x SiO2 + 91,037 0,74 T ½ (U - 238) = 4,49 x 10 9
a; α, γ
3 Cs -137 = 0,7828 x e 0,3363 x CaO
0,85 T ½ (Cs – 137) = 33 a; β -
(la 137m
Ba)
4 U-238 = 3,2613 x CaO + 6,6824 0,77 T ½ (U - 238) = 4,49 x 10 9
a; α, γ
5 Th – 232 = - 0,7121 x SiO2 +
74,003
0,72 T ½ (Th - 232) = 1,4 x 10 10
a; α, e -
, γ
6 K – 40 = - 5,8409 x SiO2 +
835,96
0,88 T ½ (K - 40) = 1,2 x 10 9
a; β -
, CE, γ
7 Th - 232 = 2,5729 x CaO +
7,3879
0,74 T ½ (Th - 232) = 1,4 x 10 10
a; α, e -,
γ
8 K – 40 = 20,519 x CaO + 293,05 0,86 T ½ (K - 40) = 1,2 x 10 9
a; β -
, CE, γ
Toţi compuşii chimici sunt consideraţi în (%), reprezentând compoziţia chimică procentuală; R2
reprezintă pătratul coeficientului de corelaţie; pentru activitatea specifică a radionuclizilor, “a”
semnifică an, β -
- dezintegarea beta minus (emisie de electroni), α,- dezintegrarea alfa (emisie de
nuclee de heliu); γ - dezintegrare gamma (emisie de cuante electromagnetice de mare energie);
e -
- electron de conversie, CE – captură electronică (cf. Bunuş, F., 1970, pp 247-251).
Ca şi în cazul corelaţiilor sau tendinţelor de corelaţie dintre compuşi chimici se remarcă faptul că
aceste corelaţii se referă la tot sectorul Baziaş – Ceatal Izmail şi că majoritatea sunt de tip liniar. Dar
se pot stabili şi corelaţii particulare pentru diferite secţiuni hidrometrice.

19. 18
4.1.4 Procesul de acumulare a radionuclizilor în sedimentele Dunării, sectorul inferior
Pentru a se putea realiza o imagine a proceselor de acumulare se consideră mai întâi
variabilitatea spaţială a radionuclizilor din sedimente, pe parcursul Dunării inferioare. Pentru aceasta
a fost efectuată mai întâi analiza statistică, pentru fiecare radionuclid în parte, calculându-se valorile
medii, abaterea medie patratică şi coeficientul de variaţie. S-au considerat activităţile specifice ale
radionuclizilor din sedimentele provenite de la secţiuni hidrologice în care determinările au fost
suficient de numeroase pentru a permite o reprezentare cât mai bună, acestea fiind: Sviniţa (km 995),
Orşova (km 957,4), Bechet (km 678,660), Giurgiu (km 493) şi Ceatal Izmail (Mm 43,9; km 80,5).
In ceea ce priveşte variabilitatea spaţială a compuşilor chimici ai sedimentelor, se face
precizarea mai întâi că, deoarece SiO2 este compus chimic majoritar, iar ceilalţi compuşi chimici
sunt minoritari, pentru uşurarea studiului, s-a considerat numai suma compoziţiei chimice
procentuale a compuşilor chimici minoritari, notându-se aceasta cu S.C.:
S.C. = Al2O3+CaO+Fe2O3+Na2O+K2O+MgO+TiO2+MnO+P2O5
In aceste condiţii a fost considerată compoziţia chimică procentuală a SiO2, S.C. şi P.C.
(pierderea la calcinare sau materialul organic) si s-au prelucrat statistic datele, calculându-se valorile
medii, abaterea medie patratică şi coeficientul de corelaţie.
Aceste rezultate sunt reprezentate sub forma unor histograme, care arată variabilitatea spaţială
a activităţii specifice a radionuclizilor şi ale activităţii specifice beta-globale, precum şi a compoziţiei
procentuale a SiO2, S.C. (compuşii chimici minoritari) şi P.C. (pierderea la calcinare sau materialul
organic). Histogramele arata ca acolo unde compoziţia chimică procentuală a SiO2 este mai mică,
acolo şi activitatea specifică a radionuclizilor este mai mare, fiind mai mare, totodată şi acolo unde
compoziţia chimică procentuală a S.C. şi P.C. este mai mare (figura 4. 1).
Pentru a explica această situaţie, se propune următoarea ipoteză.
Se ştie că atât în mediu cât şi în organisme, radionuclizii se comportă identic cu
elementele chimice stabile cărora le aparţin: I-131 ca şi I stabil; Fe-55 si Fe-59 ca şi Fe stabil;
K-40 ca şi K stabil sau cu elementele chimice cu proprietăţi asemănătoare: Sr-90 şi Sr-89 la fel
ca şi Ca stabil; Cs-137 şi Cs-134 cu K stabil. Acesta ar putea fi unul dintre motivele pentru
care s-a constatat, spre exemplu că activitatea specifică a Cs-137 şi K-40 este mai mare, acolo
unde există o compoziţie chimica procentuală a compuşilor minoritari (în care este inclus şi K
sub forma de K2O) mai mare - Cs-137 şi K- 40 vor fi incluşi, prin afinitate chimica în reţelele
cristaline în care se găseşte K2O şi vor fi cantonaţi în reţeaua cristalină respectivă.
Compuşii chimici minoritari (Al2O3; CaO; Fe2O3; Na2O; K2O; MgO; TiO2; MnO), intră în
componenţa unor minerale precum feldspaţii, zeolţii, etc. Zeoliţii - o categorie de zeolit este
spre exemplu natrolitul Na2 [Al2Si3O10] (H2O)2 - au o structură cristalină cu ioni complecşi, iar
aceste structuri cristaline prezintă proprietatea de adsorbţie selectivă. Structura poroasă a
zeoliţilor permite trecerea rapidă a ionilor în şi din zeolit; respectiv zeoliţii se comportă ca
schimbători de ioni, ceea ce are ca efect, în acest caz, retenţia radionuclizilor în reţeaua lor
cristalină; dar întrucât reacţiile de schimb sunt reversibile, această retenţie nu este
permanentă. Pe de altă parte, reţeaua cristalină a SiO2 este mai compactă şi nu permite
retenţia ionilor (a radionuclizilor) în reţeaua cristalină.
Cauzele retenţiei radionuclizilor cu preponderenţă în compuşii minoritari sunt direct
legate deci de structura mineralogică, respectiv de sistemele de cristalizare a
mineralelor şi rocilor care compun sedimentele, de spaţiile interstiţiale şi energiile de
legătură a reţelelor cristaline, de procesele de eluţie-retenţie şi schimb ionic.

20. 19
Fig. 4.1 Variabilitatea activităţilor specifice medii ale unor radionuclizi şi ale compoziţiei chimice
procentuale medii din sedimentul secţiunilor caractreistice de pe Dunărea inferioară

21. 20
Factorii fizici, chimici, hidrologici şi social-economici influenţează comportarea radionuclizilor
în ecosistem prin două tendinţe fundamentale: diluţie-dispersie şi acumulare-concentrare. Dilutia şi
dispersia radionuclizilor depind de caracteristicile hidrologice ale ecosistemului (regimul hidrologic,
fluctuaţiile de debite etc.), de forma fizico-chimica a radionuclizilor poluanţi cât şi de cantitatea de
elemente chimice stabile din apă. Acumularea radionuclizilor în sediment se face prin fenomene
fizico-chimice de adsorbţie, schimb ionic şi precipitare. Pentru a caracteriza unele aspecte privind
acumularea radionuclizilor în sedimente, se defineşte factorul de acumulare radiochimic procentual
mediu. Acesta reprezintă raportul dintre activitatea specifică medie a unui radionuclid sau a
activităţii specifice globale medii (alfa, beta, gamma) în sediment şi compoziţia chimică procentuală
medie a sedimentului, fiind exprimat în Bq/(kg %) - Becquerel pe kilogram procent de compus
chimic; exprimă activitatea specifică medie a unui radionuclid din sediment ce revine procentual
compusului chimic care alcătuieşte acel sediment. In acest sens, s-au efectuat calcule pentru
determinarea factorilor de acumulare radiochimici procentuali medii în sediment ai radionuclizilor.
Aceştia au următoarele valori (tabelul 4.4):
TABEL 4.4 Valorile factorilor de acumulare radiochimici procentuali medii în sediment ai
radionuclizilor F(radionuclid/compoziţa chimică procentuală) din secţiunile hidrometrice
caracteristice
Bq/(kg %) SVINIŢA ORŞOVA BECHET GIURGIU CEATAL IZMAIL
F(Cs-137/SiO2) 1,14 1,91 0,04 0,02 0,16
F(Cs-137/S.C) 1,27 2,50 0,22 0,14 0,59
F(Cs-137/P.C) 4,26 8,11 0,86 0,54 2,01
F(K-40/ SiO2) 11,53 11,82 4,15 4,51 4,85
F(K-40/ S.C.) 12,84 15,44 23,97 26,73 18,12
F(K-40/ P.C.) 43,19 50,15 95,01 106,30 61,77
F(Th-232/SiO2) 0,87 0,89 0,14 0,16 0,29
F(Th-232/S.C.) 0,97 1,16 0,84 0,95 1,10
F(Th-232/P.C.) 3,27 3,76 3,31 3,78 3,74
F(U-238/SiO2) 1,05 0,93 0,13 0,16 0,30
F(U-238/S.C.) 1,17 1,22 0,77 0,94 1,14
F(U-238/P.C.) 3,94 3,96 3,07 3,72 3,88
F(B.G./SiO2) 5,61 5,68 1,23 1,37 2,79
F(B.G./S.C.) 6,25 7,42 7,12 8,09 10,41
F(B.G./P.C.) 21,01 24,10 28,20 32,19 35,49
Din tabel se observă că, la toate secţiunile, cea mai mare acumulare se produce în compuşi minoritari
şi în pierderea la calcinare (materialul organic) şi mai puţin în SiO2.

22. 21
4.2 Acumularea radionuclizilor în sedimentele zonei marine de coastă a Mării Negre
4.2.1 Variabilitatea compoziţiei granulometrice
Determinările privind compoziţia granulometrica a sedimentelor zonei de tranziţie (Sulina
Port, Mm 2 ½ şi Sfântu Gheorghe Port km 8) şi în zona de coastă (est Sulina, est Gura Portiţei şi est
Constanţa) în cadrul campaniilor expediţionare din anii 1991 – 1996, au arătat următoarea repartiţie
a categoriilor granulometrice (tabelul 4.5).
TABEL 4.5 Repartiţia categoriilor granulometrice - valori medii (%)
nisip făinos nisip fin nisip mijlociu nisip mare
Sulina Port 0,8 18,31 80,11 0,67
Sf.Gheorghe – km 8 1,82 46,56 17,78 0,44
pietriş nisip mare.
nisip
mijlociu
nisip fin
nisip
fainos
praf mare,
praf
fainos,
argila
adâncimea
medie
(m)
Est Sulina 5,02 12,35 3,82 3,53 38,08 22,46 -26,25
Est Gura
Portiţei
0,67 0,63 0,47 0,25 39,84 55,67 -21
4.2.2 Variabilitatea şi interdependenţele compuşilor radiochimici ai sedimentelor
Analizele efectuate asupra probelor de sedimente au constat în:
- Determinări de compuşi chimici: SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3, Na2O, K2O, MgO, TiO2, MnO, P2O5,
PC (pierderea la calcinare sau materialul organic).
- Determinări radiometrice: analiza beta-globala; analize gamma-spectrometrice (radionuclizii
determinaţi au fost Cs-137 şi Cs-134, U-238, Th-232, K-40 şi sporadic, Ra-226).
După prelucrarea şi analizarea satelor, s-a stabilit următoarea variabilitatea a parametrilor
radiochimici (fig.4.2)
Figura 4.2 Repartiţia unor compuşi chimici, a unor radionuclizi şi a activităţii specifice beta-
globale, în sedimentele marine

23. 22
Cele mai bune corelaţii exprimate prin funcţii empirice, care au fost obţinute, între compuşii chimici
sunt:
Al2O3 = - 0,3294 × SiO2 + 29,329; R2
= 0,73
CaO = - 0,3028 × SiO2 + 27,398, R2
= 0,834
P.C. = - 0,3483 × SiO2 + 29,155, R2
= 0,918 sau P.C. = - 19,261 × ln (SiO2) + 86,495;
R2
= 0,944;
P.C. = 2,2255 x exp (0,1233 × CaO), R2
= 0,847;
Există o anumită tendinta de corelaţie ţntre actvităţile gamma ale unor radionuclizi există corelaţii
(exprimate ca funcţii liniare), respectiv, spre exemplu:
(Th - 232) = 0.7511 × (U – 238) + 10.985 ; R2
= 0.7289
(K – 40) = 18.278 × (Th – 232 ) + 13.372 ; R2
= 0.7591
Se face precizarea că tendinţele de corelaţie sau corelaţiile sunt specifice pentru sedimentele zonei
româneşti de coastă a Mării Negre.
4.2.3 Procesul de acumulare a radionuclizilor în sedimentele marine ale zonei de coastă a Mării
Negre
Asemănător cu situaţia din cazul fluvial, există o anumită variabilitate şi anumite
interdependenţe a factorilor de acumulare radiochimici procentuali medii ai sedimentelor.
Exemplu tabelul 4.6
TABEL 4.6 Factorii de acumulare radiochimici procentuali ai Cs-137 in raport cu compuşii
chimici ai sedimentelor (se considera compoziţia chimica procentuala)
Sectiune
Probe
F(Cs-137/
Na2O)
F(Cs-137/
K2O)
F(Cs-137/
CaO)
F(Cs-137/
MgO)
F(Cs-137/
MnO)
F(Cs-137/
Al2O3)
F(Cs-137/
Fe2O3)
F(Cs-137/
SiO2)
F(Cs-137/
TiO2)
F(Cs-137/
P2O5)
F(Cs-137/
P.C.)
Stb.Vech. 2,59 3,92 0,61 3,18 36,46 0,62 0,89 0,07 6,87 52,67 0,62
Sulina.P. 5,11 6,58 1,51 5,9 83,09 1,16 2,29 0,13 11,15 101,56 1,61
Sf.Gh. 4,64 5,49 1,22 7,56 81,82 1,25 2,18 0,14 11,25 90 1,15
E.Sulina 43,03 60,13 10,29 33,51 605,33 9,75 17,46 1,56 227 825,45 8,53
E.Gura P. 31,98 32,4 4,03 16,25 328,33 4,37 7,76 0,98 120,51 449,18 3,57
E.Cnt. 47,24 65,95 11,92 46,59 923,27 13,35 19,57 1,63 175,1 1128,4
4
12,22
(În toate cazurile R2
semnifică pătratul coeficientului de variaţie; Stb. Vechi – Stambulul Vechi;
Sulina P-Sulina Port, Sf.Gh. – Sfântu Gheorghe km 3 şi 8; E Sulina – Est Sulina – Marea Neagră; E.
Gura. P – Est Gura Portiţei – Marea Neagră; E. Const- - Est Constanţa – Marea Neagră).
Corelaţii
F(Cs-137/MgO) = 3,8817 x F(Cs-137/CaO) + 0,7197 ; R 2
= 0,938
F(Cs-137/Fe2O3) = 1,6052 x F(Cs-137/Al2O3) + 0,1538 ; R 2
= 0,982
F(Cs-137/K2O) = 1,2599 x F(Cs-137/Na2O) – 0,0811 ; R 2
= 0,971
F(Cs-137/Fe2O3) = 1,6052 x F(Cs-137/Al2O3) + 0,1538 ; R 2
= 0,982
F(Cs-137/MnO) = 71,889 x F(Cs-137/CaO) – 19,766 ; R 2
= 0,975
CONCLUZIE
Se poate conchide că variabilitatea şi interdependenţele activităţilor specifice ale
radionuclizilor şi ale compoziţiei chimice ale sedimentelor Dunării, este datorată pe de o parte
proceselor hidro-geologice (deci la nivel de macroscara) cât şi, pe de altă parte, proceselor
radiochimice (la nivel de microscară). Studiul acestor procese, poate conduce la o mai bună
cunoaştere a proceselor de transfer a radionuclizilor în cadrul componentelor ecosistemului Dunării şi
de aici, la transferul acestora la om.
Repartizarea radionuclizilor în sedimentele marine nu este întâmplătoare, există anumite
interdependenţe între activitatea radionuclizilor şi compoziţia chimică a sedimentelor. Acumularea
radionuclizilor în sedimentul marin se face în mod specific, ţinând cont pe de o parte de sursele de
radionuclizi (naturale sau artificiale) şi pe de altă parte de structura granulometrică şi geochimică a
sedimentului, precum şi de structura relaţiilor trofice din biocenoza componentă a ecosistemului
marin.

24. 23
Capitolul 5
CARACTERIZAREA ŞI MODELAREA PROCESELOR DE TRANSPORT ŞI TRANSFER
AL RADIONUCLIZILOR ÎN FLUVIUL DUNĂREA, SECTORUL INFERIOR ŞI ÎN ZONA
DE COASTĂ A MĂRII NEGRE, ÎN RAPORT CU UNII PARAMETRII HIDROCHIMICI
5.1.1 Variabilităţi şi interdependenţe ale factorilor fizico-chimici şi hidrologici caracteristici apei
5.1.1.1 Variabilitatea compoziţiei granulometrice a suspensiilor
Compoziţia şi structura granulometrică medie a suspensiilor este prezentată în tabelul 5.1
TABEL 5.1 Compoziţia şi structura granulometrică medie a suspensiilor
argila praf fin praf mare nisip fainos nisip fin nisip mijl.
fracţiuni % in greutate
Baziaş 0,1 2,6 48,3 47 2 0
Sviniţa 2,4 17,6 41 38,8 0,2 0
Orşova 0,1 2,3 48,3 48,8 1,4 0
Drobeta 0,1 2,2 48,7 47 2 0
Tiganaşi 0,1 3 50,4 45,3 0,2 0
Calafat 0,1 1,2 43,2 53 2,5 0
Bechet 0,1 5,1 30 47 1,9 0
Tr.Măgurele 3,5 19,4 49,4 46,4 0,6 0
Giurgiu 5 17,9 47,4 46,7 0,7 0
Chiciu.Calaraşi 0,1 4,9 50 44,6 0,3 0
Vadu Oii 0,1 3,5 43,4 50,3 0,7 0
Brăila 0,1 5,3 15,6 47,2 1,7 0,1
Ceatal Izmail 0,1 4,4 48,9 43,9 2,5 0,21
StambululVechi 0,1 5,4 38,3 56,1 0,1 0
Ceatal
Sf.Gheorghe
0,1 2 46,9 50 0,1 0
Sulina Port 0,1 2,3 35,6 58,1 3,9 0
Sfîntu Gheorghe 0,1 2,3 45,6 51,3 0,7 0
5.1.1.2 Variabilitatea şi tendinţa medie a concentraţiei unor ioni din apa Dunării
In urma determinărilor de laborator rezultă că principalii ioni prezenţi în apa Dunării sunt: HCO 3
-
,
Cl -
, SO 4
2 -
, Ca 2+
, Mg 2+
, Na +
, K +
, dar în afară de aceştia mai sunt prezenţi şi alţi ioni (precum
CO 3
2-
, NO 3
-
, NO 2
-
, NH 4
+
, Fe 2+
, PO 4
3 -
etc.), dar concetraţia acestora este mult mai mică. Aceşti
ioni provin din dizolvarea mineralelor de către apele care circulă la suprafaţă sau în subsol, dar pot
proveni şi din activităţi antropice. Dizolvarea mineralelor de către apa de suprafaţă sau subterană,
depinde de mai mulţi factori: natura rocilor şi mineralelor, suprafaţa de contact (fineţea şi porozitatea
rocilor, timpul de contact, temperatura).
Analiza chimică a probelor de apă recoltate în timpul campaniilor expediţionare dintre anii 1991-
1996 a evidenţiat următoarea distribuţie a principalilor ioni (tabelul 5.2).

25. 24
TABEL 5.2 Concentraţiile medii ale principalilor ioni din apa Dunării - determinate asupra
probelor de apă prelevate în timpul campaniilor expediţonare.
Cl -
NO 2
-
NO 3
-
HCO 3
-
SO 4
2 -
PO 4
3 -
Na +
K +
NH 4
+
Ca 2+
Mg 2+
Media p H
(mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l)
1. Orsova 7,55 31,14 0,48 2,01 177,44 36,56 0,17 15,69 2,06 0,1 47,05 14,41
2.Bechet 7,48 29,95 0,07 1,14 163,68 33,58 0,33 13,11 2,15 0,02 44,03 14,86
3.Giurgiu 7,18 30,9 0,11 1,081 178,81 43,34 0,26 12,45 2,46 0,03 49,61 16,72
4.Vadu Oii 7,82 30,82 0,18 4,07 164,84 34,05 0,04 30,65 2,59 0,2 42,12 14,39
5.Ceat.Iz. 7,51 32,79 0,15 2,33 183,28 37,56 0,11 13,25 2,34 0,12 48,52 14,62
5.1.1.3.Interdependenţe dintre unii indicatori calitativi ai apei şi debitul de apă
Indicatorii calitativi (oxigenul dizolvat, p H, suspensiile, fosfor total, fier, fenoli) au fost
determinaţi la staţiile Drobeta Turnu Severin, Giurgiu şi Brăila împreună cu debitele de apă la data
efectuării recoltărilor de probe. Au fost calculate debitele medii de apă pentru intervalele anilor 1981
- 1984, 1986 şi 1987, 1992 - 1997, precum si valorile medii ale acestor indicatori calitativi. Apoi s-a
încercat corelarea debitelor medii de apă cu indicatorii respectivi, obţinându-se câte o funcţie
empirică (specifica).
5.1.1.4.Variabilitatea actvităţii specifice beta - globale a apei
Activitatea specifică beta-globală a apei reprezintă însumarea emisiei beta (de electroni) a
tuturor nucleelor izotopilor instabili din apă. În cadrul campaniilor expediţionare au fost prelevate
probe de apă care au fost analizate beta-global. Activitatea beta-globală are un caracter aleatoriu,
depinzând de o multitudine de factori.
5.1.2 Consideraţii privind modelarea matematică a transportului şi transferului
radionuclizilor în apă, sedimente şi biota
Un model matematic complex al transportului şi transferului radionuclizilor în apă,
sediment şi biota ar trebui să aibă în vedere, următoarele:
A. INTERFEŢELE
a) Interfaţa aer - apă (stratul superficial de apă); procese:
- depunerea radionuclizilor pe suprafaţa apei (fallout); transferul radionuclizilor din aer în apă;
pătrunderea (migrarea) radionuclizilor în stratul superficial de apă; iniţierea proceselor de
radioliza apei; transportul de suprafaţă (aer-apă) respectiv în stratul superficial de apă, asociate
cu fenomenele termice;
b) Interfaţa apă - sedimente (stratul superficial de fund); procese:
- depunerea suspensiilor purtătoare de radionuclizi (sedimentare); transferul radionuclizilor din
apă în suspensii; din apă în sedimente; transport aluvionar de fund (grosier); microtransport,
respectiv migrarea radionuclizilor în sedimente; infiltraţia în acvifer.
b) Interfaţa sol - apă (stratele superficiale de la maluri); procese:
- migraţia radionuclizilor; transportul radionuclizilor şi transferul acestora în materialul
aluvionar depus pe maluri; infltraţia; fenomenul de şiroire.
B. MEDIILE
a) Aerul:
- difuzia; amestecul radionuclizilor în stratul de aer din vecinătatea suprafeţei aerului;
termica şi dinamica aerului; transferul radionuclizilor la unele organisme de la suprafaţa apei.
b) Apă şi sedimente:
b1) Apa: - dispersia; radioliza apei; transportul de profunzime;
- transfer în compoziţia apei:
sărurile dizolvate în apă - (afinitatea şi absorbţia radionuclizilor de către ionii sărurilor
dizolvate în apă - purtătorii sunt ionii sărurilor: precipitare şi chimb ionic - transferul în
săruri)
substanţe organice - (absorbţie, afinitate, substituţie, transfer)

26. 25
aluviuni în suspensie (suspensii) - (adsorbţie, transport aluvionar de suspensii, transfer în
suspensii)
biota - (fito şi zooplanston; bentos-seston, alge, plante superioare, peşti, alte oraganisme
acvatice inclusiv microorganisme, bacterii, etc. ; transportul şi transferul în biota.
b2) Sedimente:
- procese privind geochimia sedimentelor, dinamica compuşilor chimici;
- procese de adsorbţie, retenţie, eluţie, acumulare, microtransport;
- transferul în biomasa depusă pe sedimente (biomasa vie sau descompusă);
- infiltraţia în acvifer;
- influenţe antropice (regularizari, drenaje etc.).
c) Solul:
-depunerea radionuclizilor pe sol; pătrunderea în sol; microtransport şi transport prin apele
de şiroire spre apa de suprafaţă sau/şi spre stratele de adâncime (acvifere);
- transferul radionuclizilor în biota de pe sol / maluri;
-infiltraţie.
d) Acvifere:
- procese: infiltraţie, difuzie, acumulare în acvifer, transportul în acvifer etc.
Fiecare din aceste componente se constituie ca un modul în cadrul modelului complex.
NOTE.
1) Sunt două categorii de organisme (din punctul de vedere al transportului): fixe - vegetaţie (ceea
ce implică şi un anumit mod de transfer) şi mobile (migratoare) - exemplu: insecte, peşti, reptile,
păsări etc.; (ceea ce implică un anumit mod de transport şi de transfer al radionuclizilor
incorporaţi).
Organismele mobile pot fi: eteronome (depind de mişcarea apei, de ex. microorganusme, bacterii)
şi
autonome (au mişcare proprie, de ex. peşti).
2) Interdependenţe de indicatorii calitativi ai apei: oxigen dizolvat, pH, CBO5, poluanţi (produse
petroliere, fenoli, metale grele, cianuri etc.); transfer.
3) Influenţa unor obiecte mari: obiecte plutitoare (naturale-buşteni etc., antropice-resturi diverse);
obiecte grele - care se depun.
4) Influenţe antropice - irigaţii, deversări, deşeuri etc.
În figura 5.7 a este prezentată o schemă simplificată a intercaţiunilor radionuclizilor cu
componentele mediului acvatic fluvial.

27. 26
Fig.5.7 a Schemă simplificată a dinamicii radioactivităţii mediului acvatic
(transferul, transportul, fixarea radionuclizilor)
Formalismul matematic.
a) Din ecuaţia generală - în cazul unui transfer neconservativ se adaugă termenul care descrie
contribuţia fenomenelor fizice, chimice sau biologice care participă la aportul sau consumul
concentraţiei P sub forma Σ S i şi în acest caz, ecuaţia pentru masa de poluant, distribuţia pe
întreaga secţiune transversală a curgerii este:
[ ∂∂∂∂(A P) / ∂∂∂∂ t] +[∂∂∂∂ (Q P)/∂∂∂∂x ] = [ DL A (∂∂∂∂ P/∂∂∂∂x ] + ΣΣΣΣ A Si (i = 1... n) (5.1)
A = aria sectiunii; D L = coeficientul de difuzie longitudinală.
Pentru radionuclizi ecuaţia devine:
( ) ( )
∑+=
∂
∂
+





∂
∂
∂
∂
∂
∂
n
SAC-
x
CQ
x
C
EA
x
-
t
CA
λ (5.2)
C = concentraţia de radionuclizi din apă; A = aria secţiunii; E = coeficientul dispersiei longitudinale;
Q = debitul de apă; λ = constanta dezintegrării radioactive; S n = raportul de schimb între radionuclid
şi absorbantul n; N = numărul total de absorbanţi care interacţionează cu radionuclizii.
Se consideră:
Σ Sn = S d + S b + S p unde: S d -săruri dizolvate; S b- suspensii; S p - biota (plante).
Sb = B k b (R b - K b C); S p = B M p R p F p; S d = B k d (Q d - K d C)
k b = coeficient de transfer în suspensii; k d = coeficient de transfer în săruri;
K b, K d = coeficienti de echilibru al distrubuţiei radionuclidului în suspensii şi săruri;
Q d = debitul de săruri; R b = debitul de aluviuni în suspensie; M p = greutatea plantelor;

28. 27
F p = factor de acumulare în plante;
b) Corelaţii.
Q d = f (Q); F i = f (Q); F i = f (F j); R = f (Q); R = f (Q d); R = f (F I )
Q = debitul de apa; Q d = debitul de săruri dizolvate; R = debitul de aluviuni în suspensie;
F i, F j = fluxurile masice ale ionilor.
c) Fluxul de radionuclizi
c = ΣΣΣΣ C wi Q w + ΣΣΣΣ C di Q di + ΣΣΣΣ C si Q si + ΣΣΣΣ C sedi Q sedi + ΣΣΣΣ C bi Q bi (5.3)
C wi, C di, C si, C sedi, C bi = concentraţii specifice de radionuclizi (Bq / m 3
; Bq/kg);
Q w, Q d, Q s, Q sed, Q b = debit de apă, debit de săruri dizolvate, debit de suspensii, debit de
aluviuni grosiere şi debit de biota (m3
/s; kg/s)
Debitul de diluţie.
D d = (C j+1 + C j) / ∆∆∆∆ L (Bq / m s) (5.4)
Particularizare.
Debitul de radionuclizi (pCi / s; Bq/s) intre doua secţiuni:
c1 = Q 1 C w 1 + Q d1 C d 1 + R 1 C s1; c2 = Q 2 C w 2 + Q d2 C d 2 + R 2 C s2
Fluviul (râul) participă la debitul de radionuclizi (radioactivitate) cu un factor D d ∆∆∆∆ L,
unde ∆∆∆∆ L reprezintă distanţa dintre secţiuni. După ecuaţia de continuitate, în ipoteza
Q1 = Q 2 = Q w; Q d 1 = Q d 2 = Q d; R 1 = R 2 = R, rezulta:
D d ∆∆∆∆ L = Q w ∆∆∆∆ cw + Q d ∆∆∆∆ c d + R ∆∆∆∆ c S (5.5) unde:
∆∆∆∆ cw = c w1 - c w 2; ∆∆∆∆ cs = c s1 - c s2; ∆∆∆∆ cd = c d1 - c d 2 (5.6)
După ecuaţia (5.5) diluţia longitudinală - debitul de diluţie este:
D d = ∆∆∆∆ cw/ ∆∆∆∆ L + ∆∆∆∆ c d /∆∆∆∆ L + ∆∆∆∆ c S/ ∆∆∆∆ L (5.7)
(pCi/m s sau pCi/zi km; Bq/m s sau Bq/zi km, în S.I.).
5.1.3 Asupra unui model de transport şi transfer al radionuclizilor în sectorul românesc ala Dunării
Cele mai importante ecuaţii ale modelului. :
(Cf. M. H. I. OPRICA, Iulia I. GEORGESCU, C. M. BORCIA - “On a Mathematical Model
Transport and Transfer of the Radio nuclides in Danube River Romanian Sector”, Rapp. Comm. int.
Mer Medit., no. 36, Monaco, p. 203, 2001).
Presupunând că o singură specie de radionuclizi intră în sistem, în fluxul natural există mai multe
tipuri de absorbanţi. De aceea, modelul matematic al transportului general şi retenţiei radionuclizilor
ar putea fi scris:
( ) ( )
∑+=
∂
∂
+





∂
∂
∂
∂
∂
∂
n
SAC-
x
CQ
x
C
EA
x
-
t
CA
λ
unde: C - concentraţia de radionuclizi în apă, exprimată ca radioactivitate (dis. s-1 L -1); λ - constanta
dezintegrării radioactive; Sn - raportul de schimb între radionuclid şi absorbantul n; N - numărul
total de absorbanţi care interacţionează cu radionuclizii.
Se consideră:
Σ Sn = S d + S b + S p unde: S d -săruri dizolvate; S b- suspensii; S p - biota (plante).
Întrucât ionii majoritari ai sărurilor diziolvate în apa Dunării sunt ionii de calciu şi de bicarbonat, se
poate considera S d = B k d (Q d - K d C), Q d – debitul de săruri dizolvate, k d = coeficient de
transfer în săruri. Luând în considerare că între barajul hidroenergetic de la Drobeta Tr. Severin şi
Cernavodă, albia Dunarii este formată din aluviuni nisipoase, se poate scrie următoarea interacţiune
între albia fluviului şi apă:
S b = B (∂∂∂∂ S b / ∂∂∂∂ t) (5.8)
unde: B - largimea cursului de apă la suprafaţa apei libere;
∂∂∂∂ S b / ∂∂∂∂ t - raportul de schimb pe unitatea de suprafaţă de pe fundul apei.
Totuşi, în termenul ∂∂∂∂ S b / ∂∂∂∂ t = k b F b, unde k b este coeficientul de transfer al masei dintre
apă şi sedimentele din albie, Fb trebuie să aibă marimea radioactivităţii
(dezintegrări / unitatea de timp).
Atunci S b = B k b (R b - K b C) (5.9)
K b - coeficientul de echilibru al distribuţiei radionuclidului. Acesta poate fi explicat prin următorea
ecuaţie:

29. 28
(∂∂∂∂ R b / ∂∂∂∂ t) = k b (K b C - R b) - λλλλ R b (5.10)
Radionuclizii absorbiţi de către animale şi plante se calculează prin analogie cu sedimentele din albie.
In ceea ce priveşte interacţiunea radionuclizilor cu plantele acvatice prinse de fundul albiei, dacă
acceptăm că aparţin unei singure specii şi că de aceea reacţionează într-un mod similar cu
radionuclizii, pare acceptabil să presupunem că intensitatea unei asemenea reacţii este proporţională
cu masa plantelor. Notând cu Mp şi Sp greutatea plantelor şi respectiv fundul albiei corespunzător,
se poate scrie:
Sp = B Mp Rp Fp (5.11)
Inlocuind relaţiile pentru S d , S b şi S p în ecuaţia (5.12), se obţine o variantă a unui model
matematic care guvernează transportul şi transferul radionuclizilor. Sistemele de ecuaţii sunt
compuse din patru ecuaţii simultane, cu necunoscutele C, Kd, Kb şi Cp. Oricare din aceste sisteme
poate fi rezolvat folosind o schema finită conceputa pentru un pas de timp eficient (bazat pe modul
tehnicii segmentării), pe un vector compus.
Pentru realizarea unui model radiochimic aplicabil pentru Dunărea inferioară, acesta ar trebui să
conţină mai multe module, printre care: un modul GIS/GRID/BATIM (respectiv programe de
localizare, de trasare a reţelei de caroiaj şi de batimetrie), un modul CLIMATOLOGICO -
HIDRODINAMIC FLUVIAL (programe pentru descrierea şi calculul unor factori importanţi, cum ar
fi: viteza curenilor fluviali, turbulenţa, sedimentarea, evaporaţia, dinamica vânturilor, etc.), un modul
HIDROCHIMIC-ECOLOGIC FLUVIAL (programe necesare pentru descrierea şi calculul unor
parametri cum ar fi temperatura, mineralizarea, concentraţia unor ioni, suspensii, indicatori chimici,
fluxul de lumină, densitatea organismelor, etc.) şi un modul RADIOCHIMIC FLUVIAL (programe
pentru calculul unor parameri cum ar fi difuzia, sorbţia, adsorbţia, concentraţia de radionuclizi (fig.
5.1)
Fig. 5.1 Schema de principiu al unui model radiochimic fluvial
5.1.4 Variabilitatea şi interdependenţele mineralizării şi a debitelor de săruri dizolvate în apa
Dunării şi posibila implicarea a acestora în transportul şi transferul radionuclizilor
Aşa cum s-a presupus în ecuaţia (5.2), printre posibilii absorbanţi sunt şi sărurile dizolvate în
apă, alături de apă, suspensii, biota. Ca urmare studiul variabilităţii şi a interdependenţelor
mineralizării şi a debitelor de săruri dizolvate, se impune.
Folosindu-se datele furnizate de către Agenţiile Teritoriale de Mediu: Drobeta Tr.Severin,
Giurgiu, Brăila, Tulcea (pentru secţiunea hidrometrică Ceatal Izmail) pe intervalul temporal 1979-
2001 s-au obţinut următoarele rezultate.
• Variabilitatea mineralizării (medii anuale; medii lunare multianuale)
La cele patru secţiuni, mediile multianuale ale mineralizării sunt precizate în tabelul 5.1.
TABEL 5.1 Mediile multianuale ale mineralizării apei Dunării
DROBETA GIURGIU BRAILA
CEATAL
IZMAIL
MED.MLT.(g/l) 0,340 0,402 0,367 0,388
MODUL GIS/GRID/BATIM MODUL CLIMATOLOGICO-
HIDRODINAMIC FLUVIAL
MODUL HIDROCHIMIC-
ECOLOGIC FLUVIAL
MODUL RADIOCHIMIC FLUVIAL

30. 29
• Variabilitatea debitelor de săruri dizolvate (medii anuale; medii lunare multianuale)
La cele patru secţiuni, mediile multianuale ale debitelor de săruri sunt precizate în tabelul 5. 2.
TABEL 5.2 Mediile multianuale ale debitelor de săruri ale apei Dunării
DROBETA GIURGIU BRAILA
CEATAL
IZMAIL
MED.MLT.(kg/s) 1835 2473 2291 2465
5.2 ZONA DE COASTĂ A MĂRII NEGRE
5.2.1 Caracteristici hidrochimice generale
In perioada anilor 1992-1996 au fost executate recoltări de probe de apă bianual, pentru
analize chimice de laborator din trei profiluri (puncte): Est Sulina (la circa 6, 5 km de ţărm), Est Gura
Portiţei (la circa 13, 7 km de ţărm) şi Est Constanţa (la circa 8, 6 km de ţărm). Au fost determinati
ionii: Cl-
, NO2-
, NO3-
, HCO3
-
, SO4
2-
, PO4
3-
, Na+
, K+
, NH4
+
, Ca2+
, Mg2+
, precum şi unele caracteristici
fizico - chimice: pH , conductivitatea electrica, alcalinitatea "m", duritatea şi (sporadic) reziduul fix
şi CCO – Mn.
5.2.2. Corelaţii între unii indicatori calitativi ai apei
Au fost consideraţi următorii indicatori calitativi ai apei: temperatura apei la suprafaţă
T (o
C), salinitatea apei la suprafaţă S (‰), concentraţiile ionilor majoritari (mg/l): Cl-
, HCO3
-
, SO4
2-
,
Na+
, K+
, Ca2+
, Mg2+
, precum şi conductivitatea electrică a apei C (µS/cm), alcalinitatea "m" A
(mval/l) şi duritatea totală a apei Dt (grade). Corelaţiile obţinute au caracter general, referindu-se la
toate cele trei profiluri, făcându-se ipoteze simplificatoare: indicatorii amintiţi sunt definitorii pentru
cele trei zone, variabilitatea locala a parametrilor fiind, într-o anumita măsură reflectată în corelaţii.
5.2.3 Fenomene hidrochimice tranzitorii ale apei şi factorul rhpic
S-a evidenţiat prezenţa în apă a unor concentraţii crescute la unii ioni precum şi a unui fenomen de
autopoluare (fenomenul de "pană de apă sărata", la Sulina Port şi Sf. Gheorghe Port - iunie 1995 -
când apele marine au pătruns în interiorul gurilor de vărsare, modificând, respectiv mărind
concentraţiile ionilor de clor şi sodiu şi implicit conductivitatea electrică), precum şi fenomenul de
“strat superficial de apă fluvială” când apele de la gurile de vărsare au pătruns în zona costieră
micşorând concentraţiile ionilor clor şi sodiu şi deci conductivitatea electrică. Regimul hidrochimic
din zona are trei situaţii: o situaţie când există un relativ echilibru între concentraţiile ionilor de clor
şi sodiu, astfel încât se poate stabili o anumită demarcaţie între apele marine şi apele fluviale; o
situaţie când apele marine pătrund în zona gurilor de vărsare modificând respectiv mărind
concentraţiile ionilor de clor şi sodiu şi o situaţie când, dimpotrivă, apele fluviale pătrund în zona
apelor costiere, micşorând concentraţiile ionilor de clor şi sodiu.
5.2.4 Variabilitatea temperaturii şi a salinităţii apei marine
In cazul Mării Negre, temperatura oscilează în limite largi. Limitele de oscilaţie nu depăşesc
30 0
C la ţărmul românesc al mării. In larg, oscilaţiile de temperatură nu depăşesc 20 0
C. Toamna
şi primavara variaţiile de temperatură sunt mici chiar şi deasupra platformei continentale. Pe
verticală se întâlneşte o intensă stratificare termică, cu variaţii restrânse. Variaţiile cele mai mari de
temperatură se întâlnesc primavara, în stratul de 10 m, iar cel de la 10 – 30 m vara şi toamna (Pora,
E., et al, 1974). Salinitatea la suprafaţă este cuprinsă în medie, între 17 – 18 g‰. In general,
salinitatea creşte de la suprafaţă spre adânc, până la 23 g‰ .
• Corelaţie generală dintre amplitudinile de salinitate şi de temperatură la posturile marine
Amplit.Salin.= 1,013 x Amplit.Temp. – 13,36 ; R2
= 0,725

31. 30
5.2.5 Variabilitatea activităţii specifice beta- globale a apei
Determinările de activitate beta – globală a apei marine s-au efectuat din aceleşi profile ca şi în cazul
determinărilor pentru analizele chimice ale apei, valorile medii ale activităţii beta –globale fiind
specificate în talelul 5.3.
TABEL 5.3 Valorile medii ale activităţii specifice beta-globale
Secţiunea (staţia) hidrometrică Activitatea specifică beta-global medie (Bq/m
3
)
Stambulul Vechi 233,78
Sulina Port 504,95
Sfantu Gheorghe km 8 102,52
Est Sulina 845,62
Est Gura Portiţei 4852,12
Est Constanţa 4711,85
5.2.6 Consideraţii privind relizarea unui model de trasnport şi transfer al radionuclizilor
în zona de coastă a Mării Negre
Pentru realizarea unui model radiochimic aplicabil pentru zoma costieră a Mării Negre, acesta
trebuie să conţină cel puţin cinci module, în cazul cel mai simplu: un modul GIS/GRID/BATIM
(respectiv programe de localizare, de trasare a reţelei de caroiaj şi de batimetrie), un modul
CLIMATOLOGICO-HIDRODINAMIC MARIN (să conţină programe pentru descrierea şi calculul
unor parametri importanţi, cum ar fi radiaţia solară, evaporaţia, dinamica vânturilor, curenţi marini –
câmpul de viteze, câmpul de presiuni), un modul HIDROCHIMIC MARIN (cuprinde programe
pentru descrierea şi calcului unor parametri, cum ar fi temeprtaura, salinitatea, concentraţia de săruri
sau de substanţe dizolvate în apa marină, suspensii, sedimente), un modul simplu ECOLOGIC
MARIN (cuprinde programe pentru unii parametrii ecologici marini, spre exemplu oxigen dizolvat,
fluxul de lumină, populaţia pelagică şi bentică) şi un modul RADIOCHIMIC (programe pentru
calculul unor paramerii cum ar fi difuzia, sorbţia, adsorbţia, concentraţia de radionuclizi)
(figura 5. 2).
Figura 5.2 Schema de principiu al unui model radiochimic marin
CONCLUZIE
În biotopurile fluviale ale sectorului inferior al Dunării, precum şi în biotopurile marine ale
zonei costiere ale Mării Negre, există o anumită variabilitatea a parametrilor chimici, radioactivi,
geochimici asociaţi parametrilor hidrologici, dar, în acelaşi timp există şi anumite interdependenţe
dintre aceşti parametri, care reflectă de fapt complexitatea fenomenelor care au loc în aceste
biotopuri. Pentru modelarea matematică a proceselor care au loc aici, se fac anumite simplificări. Pe
de alta parte, dat fiind interacţiunea şi interdependenţele dintre o mulţime de factori (climatici,
geologici, hidrologici, ecologici, etc.) se întrevede cuplarea unor modele diverse care să simuleze
numai porţiuni din ecosistemul fluvial şi respectiv ecosistemul marin şi apoi, după reunirea lor într-
un model complex general, să se realizeze o imagine de ansamblu a proceselor din aceste ecosisteme.
MODUL GIS/GRID/BATIM
MODUL
CLIMATOLOGICO-
HIDRODINAMIC MARIN
MODUL HIDROCHIMIC
MARIN
MODUL ECOLOGIC
MARIN SIMPLU MODUL RADIOCHIMIC

32. 31
Capitolul 6
ASPECTE PRIVIND COMPLEXITATEA PROCESELOR DE POLUARE
A MEDIULUI ACVATIC
6. 1 CIRCUITUL APEI ÎN NATURĂ ŞI CIRCUITUL POLUĂRII
Există un circuit al poluării asociat circuitului apei, circuit care este autorglat prin feed-back,
prezentând anumite limite de toleranţă care odată depăşite, apare disfuncţionalitatea. Activitatea
poluantului depinde esenţial de sursă; dacă sursa este continuă şi intensă, efectele poluantului vor fi
semnificative şi de durată; dacă sursa este dimpotrivă, discontinuă şi de mică intensitate, efectele vor
fi, corespunzător, nesemnificative.
6.2 STABILITATEA ŞI INSTABILITATEA ECOSISTEMELOR ACVATICE
Din punctul de vedere al stabilităţii ecosistemelor (considerând că mediile acvatice sunt, de
fapt, ecosisteme), se consideră că ecosistemele lucrează ca un fel de “pompe de entropie”,
care cheltuiesc o cantitate mare de energie pentru a pompa în mediu entropia lor şi a-şi
păstra structura.
Este de remarcat că deşi poluantul are o anumită ordine internă (aşadar, o anumită
entropie mai scăzută), totuşi, poluantul generează dezordine în ecosistem sau în mediul
acvatic.
Aşadar, poluantul impune o rată suplimentară de creştere a informaţiei în ecosistem, iar
dacă entropia pozitivă generată de poluant este cu mult mai mare decât diferenţa dintre
această rată suplimentră a creşterii informaţiei şi respectiv importul suplimentar de
entropie negativă şi entropia suplimentară cheltuită, atunci, ecosistemul (mediul acvatic)
devine poluat şi prin urmare poluantul tinde să dezorganizeze structurile şi procesele care
au loc în ecosistem, impunându-şi, cel puţin pentru o perioadă de timp, propria sa ordine
(entropie).
De făcut precizarea importantă că, prin entropia poluantului trebuie să se înţeleagă de fapt,
producţia de entropie a poluantului (în conformitate cu termenii termodinamicii ecologice a
sistemelor deschise şi a stărilor staţionare).
6.3 RISCUL ŞI STRESSUL INTERACŢIUNII DINTRE POLUANT ŞI MEDIUL ACVATIC
Activitatea poluantului depinde esenţial de sursă şi dacă sursa este continuă şi/sau intensă,
efectele poluantului vor fi semnificative, iar dacă sursa este, dimpotrivă, discontinuă şi/sau de
intensitate mică, efectele vor fi, corespunzător, nesemnificative.
Notând C - capacitatea de autoreglare a ecosistemului (mediului acvatic); P -
intensitatea poluantului; ∆t-durata de acţiune a poluantului; A - activitatea sursei de
poluare; R - reacţia mediului la acţiunea poluantului; ∆Sm - deficitul de entropie al
mediului faţă de entropia poluantului (adică modificarea entropiei mediului de către
entropia poluantului), atunci se postulează, următoarea relaţie:
t
RC
AP
Sm ∆×
×
×
=∆ (6.3)
Deficitul de entropie ∆Sm este cu atât mai mare cu cât P, A, ∆t sunt mai mari şi dimpotrivă,
cu cât C şi R sunt mai mari iar P, A, ∆t sunt mici, atunci, deficitul de entropie ∆Sm va fi mai mic,
chiar neglijabil (aşadar mediul nu va suferi modificări majore ca urmare a activităţii poluantului).
In general, sunt trei cazuri:
a) pentru poluanţi cu intensităţi mici sau medii, pentru activităţi ale sursei mici sau medii şi pentru
reacţii medii ale ecosistemului la acţiunea poluantului, există timpi specifici de revenire

33. 32
a ecosistemului (mediului acvatic) la starea iniţială (de dinaintea acţiunii poluantului) funcţie de
capacitatea de autoreglare (sau procesele de autoepurare);
b) dacă acţiunea poluantului este continuă se iniţiază procesul de poluare remanentă;
c) dacă ar exista un poluant având o sursă intensă şi de lungă durată, acesta va impune structura sa
(ordinea sa, entropia sa) mediului, iar vieţuitoarele din acest mediu vor avea trei posibilităti: fie să se
adapteze mediului poluat, fie să reducă sau să neutralizeze poluantul, fie, în ultimă instanţă, să
dispară.
In termenii cei mai generali, poluarea implică destabilizarea unui sistem, mai bine zis,
generează instabilitatea funcţională a unui sistem (acvatic, atmosferic, ecologic etc.).
Probabilitatea acestei destabilizări (sau instabilităţi funcţionale), reprezintă riscul
pentru sistem a acţiunii poluantului asupra acelui sistem.
Aşadar, altfel spus, gradul sau mărimea acestei destabilizări, reprezintă riscul pentru sistem
a acţiunii poluantului asupra acestui sistem. Se observă că în această accepţiune,
noţiunea de poluare este mai generală decât aceea care este acceptată în mod obişnuit
(unele dintre definiţiile actuale ale poluare sunt mai restrictive, au un caracter
antropocentrist, respectiv, sunt legate numai de activitatea umană, ceea ce restrânge
considerabil sfera şi conţinutul acestei noţiuni).
In cazurile a) şi b) există un risc minim sau mediu pentru deteriorarea ecosistemului, iar în cazul c) un
risc maxim.
Notând (Qi) un risc parţial, care este dat de produsul dintre probabilitatea de producere a
unui eveniment oarecare (Zi) şi efectul nociv produs de acesta (inclusiv efect letal),
atunci:
Qi = Zi x Ei (6. 4)
Riscul total reprezintă o însumare a tuturor riscurilor parţiale, care sunt cauzate de diferiţi factori:
Qt = ∑ Qi (6. 5)
Qt este minim sau mediu, când P x A ∼ C x R şi ∆ t ∼ 1 ( " ∼ " înseamnă proporţional, iar
"1" - unitatea de timp). Qt este maxim când P x A >> C x R şi ∆ t >> 1.
În cazul pocesului de autopoluare amintit mai sus (modificarea compoziţiei chimice a atmosferei şi
colateral a hidrosferei, în era arhaică), situaţia a fost următoarea: iniţial Qt → 0 (tinde către zero,
totuşi diferit de zero), iar P x A ∼ C x R. Odată cu trecerea timpului, când ∆t >> 1, atunci Qt >> 0 şi
P x A ∼ C x R, ceea ce a condus la ∆Sm >> 1, adică deficitul de entropie a “vechiului mediu” faţă de
“noul mediu” a fost atât de mare încât “poluantul natural iniţial” a devenit “stare naturală”.
Tensiunile produse în sistem de către acţiunea poluantului (modificări diverse, eforturi de
anihilare a poluantului de către sistem etc.) reprezintă stress-ul indus de poluant asupra sistemului.
Intre stress şi risc există o directă proporţionalitate. Notând cu Uj stress-ul, atunci
Uj = Ksp x Qt (6.6)
unde Ksp este o constantă specifică de sistem şi poluant (constanta de cuplaj, arată că un anumit
sistem este sensibil numai la anumiţi poluanţi).
Dintr-un punct de vedere mai general, poluarea este relativă, depinde de referenţial (la ce sistem se
referă), respectiv o aceeaşi substanţă poate fi considerată poluant pentru un sistem, dar poate fi
indiferentă pentru alt sistem sau poate fi chiar esenţială, vitală. Spre exemplu, sunt cunoscute anumite
microorganisme, metilotrofe (consumatoare de metan) care extrag carbonul pe cale chimică, fără
intervenţia energiei solare, respectiv din metan CH4 , în cantităţi considerabile, de aproximativ
20 x 107
tone, aşadar, pentru aceste microorganisme (biosisteme) metanul constituie o substanţă
esenţială, vitală, în schimb pentru celelalte organisme, aceeaşi substanţă, metanul, este poluant.
6.5 CONTROLUL ŞI POLUAREA
La interacţiunea dintre poluant şi sistem sau mediu sunt parcurse câteva faze:
a) faza de preimpact – este reprezentată de formarea poluantului şi evoluţia sistemului sau a
mediului. Durata acestei faze este variabilă.
b) faza de impact – este reprezentată de interacţiunea propriu-zisă dintre poluant şi sistem sau
mediu. Începe să se genereze stressul şi riscul, în funcţie de intensitatea şi natura poluantului.
Durata acestei faze este variabilă în funcţie de natura poluantului şi de caracteristicile sistemului
sau mediului.

34. 33
c) faza de postimpact – este reprezentată de continuarea şi finalizarea interacţiunii dintre poluant şi
sistem sau mediu. Durata acestei faze este de asemenea variabilă.
Finalizarea interacţiunii poluant – sistem (mediu) va fi reprezentată de următoarele
posibilităţi:
- fie poluantul este neutralizat de către sistem sau mediu;
- fie sistemul sau mediul este alterat, deteriorat de către poluant, care se instituie ca o “stare
naturală” şi apoi, un alt poluant, după un anumit timp, poate să îl destabilizeze şi chiar îl poate
înlătura.
Pe de altă parte, considerându-se o funcţie complexă f numită funcţie de impact, atunci, dacă:
f (P, A, Rm, ∆t) > 1 - sistemul sau mediul este alterat sau deteriorat;
f (P, A, Rm, ∆t) = 1 - situaţie staţionară, de echilibru, instabil, între poluant şi sistem (mediu);
f (P, A, Rm, ∆t) < 1 - sistemul (mediul) neutralizează poluantul.
De remarcat că sunt dificultăţi foarte mari de a formaliza această funcţie, atât din punct de vedere
matematic cât şi din punct de vedere metrologic (este extrem de dificil de a măsura P, A sau Rm).
Sunt necesare, în continuare, eforturi deosebite în acest sens.
Poluarea este un proces complex care include atmosfera, mediul terestru, mediul acvatic inclusiv
sedimentele şi interfeţele (aer-sol, apă-sol şi aer-apă) precum şi biocenozele terestre şi acvatice şi de
asemenea "omul" (colectivităţile umane). Pe de altă parte, în aceste sisteme sau medii au loc alte
procese şi fenomene (spre exemplu, precipitaţii, depuneri, iradieri, dezintegrări, difuzie, infiltraţie,
evaporare, transport, acumulări, etc.) care trebuie modelate matematic în mod corespunzator.
Un model matematic complex al proceselor de poluare a mediului, ar trebui să includă ecuaţii :
- de transport şi dispersie a poluanţilor în atmosferă, mediul acvatic (apă şi aluviuni), în sedimente
şi în mediul subteran (acvifere); iar în cazul când sunt poluanţi radioactivi se adaugă şi ecuaţii de
modelare a dezintegrării radionuclizilor;
- de bioacumulare (concentrare) şi transport în biota (organisme).
De asemenea, mai trebuie adăugate ecuaţii de cuplaj ( de interfeţe ): aer-sol; aer-apă; apă-sol. In plus,
trebuie efectuate studii de evaluare de risc, însoţite de analize contextuale.
În particular, în ceea ce priveşte controlul riscului nuclear, acesta poate fi făcut, pe
de o parte prin: monitoring şi monitoring predictiv a surselor de poluare radioactivă a
mediului, prin crearea de bănci de date şi bănci de modele, prin crearea de sisteme de
avertizare şi prin studii colaterale (analiza hazardului, managementul riscului). Pe de altă
parte, informaţiile furnizate de aceste studii sunt utilizate, în cadrul unui sistem decizional
(social-politic-economic-ecologic), intervenind în cazul unui accident nuclear.
Mai departe, în urma deciziilor, se aplică purifing-ul, respectiv metodele şi tehnicile de
depoluare (epurare, decontaminare, dezintoxicare), care se adaugă proceselor de epurare
naturală (autoepurare sau autopurificare). Se creeaza astfel, o buclă de reacţie de tip "feed-
back", cu efect de control asupra riscului nuclear, cu alte cuvinte se relizează micşorarea
probabilităţii de a se produce o poluare radioactivă accidentală şi în general o poluare de
orice fel.
CONCLUZIE
Poluarea mediului acvatic este un proces complex şi funcţional care totuşi poate fi
cunoscut şi controlat prin mijloace specifice şi prin instituirea unui management integrat al
acestui mediu. În ceea ce priveşte riscurile poluării radioactive, acestea există, dar pot fi
supuse unui control adecvat.

35. 34
ANEXE
În anexe sunt sintetizate o multitudine de informaţii strict necesare pentru
completarea şi lămurirea unor aspecte din lucrare, după cum urmează.
1.Caracterizarea generală a fenomenului de radioactivitate – cuprinde descrierea succintă a
următoarelor aspecte: definirea radioactivităţii, dezintegrări radioactive, tipuri şi surse de
radiaţii; interacţia radiaţiilor nucleare cu substanţa; abundenţa (frecvenţa) radionuclizilor;
mărimi şi unităţi radiometrice şi dozimetrice.
2. Caracteristici hidrologice şi hidrogeologice generale ale Dunării inferioare şi ale zonei
costiere a Mării Negre – este făcută o descriere succintă a principalelor caracterisici ale
celor două corpuri acvatice mari, respectiv Dunărea (sectorul inferior) şi zona de coastă a
Mării Negre: caracterizarea sectorului Dunării inferioare – bazinul hidrografic ala Dunării;
scurgerea de apă şi de aluviuni (debitele de apă şi nivelurile; fenomene hidrologice extreme;
debitele de aluviuni în suspensie şi debitele de aluviuni târâte); regimul termic; impactul
antropic asupra scurgerii de apă şi de aluviuni a Dunării; geomorfologia albiei Dunării;
hidrogeologia sedimentelor Dunării; litologia şi granulometria; mineralogia şi petrografia;
caracterizarea zonei de coastă a Mării Negre – caracterizarea zonei apelor de tranziţie
(zona gurilor de vărsare a Dunării); caraterizarea apelor costiere (zona marină propriu-zisă).
3. Aspecte fenomenologice şi teoretice ale acumulării radionuclizilor în sedimente – sunt
sintetizate o serie de aspecte referitoare la procesul de acumulare a radionuclizilor în
sedimente, respectiv: caracteristici hidrogeologice ale sedimentelor (proprietăţi
hidrogelogice ale rocilor; sedimentarea aluviunilor); impactul radionuclizilor asupra
sedimentelor (migrarea radionuclizilor în formaţiile acvifere; procesul de retenţie-eluţie a
radionuclizilor).
4. Aspecte fenomenologice şi teoretice ale modelării proceselor radiochimice şi fizico-
ecologice fluviale – anexa se referă la sintetizarea unor fenomene şi procese radiochimice şi
fizico-ecologice importante, respectiv: dinamica radionuclizilor evacuaţi în apele de
suprafaţă; mineralizarea apelor şi procesele de dizolvare; procese care modifică compoziţia
apei; dispersia longitudinală şi teoria dispersiei longitudinale; modelarea curgerii apei prin
roci; contaminarea radiochimică a mediului acvatic.
5. Modele pentru studiul proceselor radiochimice fluviale şi marine – anexa se referă la
sintetizarea unor informaţii provenite din diferite surse (cărţi, articole, reţeaua internet)
referitoare la modelele dezvoltate în ultimul timp de către diferite instituţii, respectiv –
modele radiochimice fluviale (modelul RIVTOX, modelul SHETRAN-UK; proiectul
SPARTACUS; modele colaterale sau implicite care nu sunt elaborate în mod special pentru
procesele radiochimice dar care pot fi adaptate pentru acestea, cum ar fi DESERT, VS2DI,
AQEM, GENSCN, etc.); modele fizico-ecologice marine (modelul POSEIDON/RODOS;
modelele POM/ERSEM III/BERG/BSHELF).

36. 35
ANEXA 5 Fig. 5.1 Schemă simplificată referitoare la modele şi software fluviale şi marine
Aplicaţiile lucrării pot fi spre exemplu: utilizarea
corelaţiilor pentru determinarea indirectă a compoziţiilor
chimice procentulale a compuşilor chimici din sedimente
precum şi a activităţii specifice medii a unor radionuclizi,
dând valori orientative; bază de informaţii pentru aplicarea
unor modele hidrochimice şi radiochimice combinate în
cazul Dunării inferioare şi a zonei costiere a Mării Negre,
etc.
În concluzie, lucrarea aduce o serie de sistematizări a
materialului faptic şi informaţional precum şi serie o serie
de noutăţi, contribuind la o mai bună cunoaştere a
proceselor radiochimice şi hidrochimice din fluviul Dunărea
şi zona costieră a Mării Negre. Din punct de vedere practic,
lucrarea poate constitui o referinţă în continuarea diverselor
studii interdisciplinare în zona Dunării inferioare şi în zona
de coastă a Mării Negre.