Distribución y transporte de contaminantes

2. Distribución y transporte de contaminantes

2.1 Distribución de los contaminantes

La distribución del contaminante entre las diferentes fases en el suelo tiene un efecto importante sobre la tasa de transporte de contaminantes a los medios donde puede ocurrir la exposición al hombre y el medio ambiente. El enfoque utilizado en el modelo sueco es esencialmente el mismo que el utilizado por los modelos en los Países Bajos, Canadá, Estados Unidos y el Reino Unido. Los siguientes supuestos básicos se utilizan:

• La concentración en el suelo se supone que es constante con el tiempo, es decir. Ninguna eliminación se produce por el transporte fuera del sitio o la degradación. Esta hipótesis está motivada por el muy pequeño efecto de la eliminación por el transporte y las grandes incertidumbres asociadas con las predicciones de la degradación de sustancias orgánicas. El supuesto será más conservador en el caso de las sustancias en el que el riesgo para la vida es de importancia (es decir, sustancias cancerígenas genotóxicas).

• La distribución del contaminante entre sólidos del suelo, agua y solución de poro poros de aire se supone que es en equilibrio. Las concentraciones de equilibrio se basan en el modelo de fugacidad [Mackay y Paterson de 1981].

• La distribución del contaminante entre los sólidos del suelo y la solución del suelo se supone que es en equilibrio lineal, con respecto a la concentración de contaminantes, y se rige por un valor Kd.

• Para los metales y otras sustancias inorgánicas, se utilizan valores Kd empíricos, ver Apéndice 3. Los valores se han elegido de la literatura basada en el comportamiento general de las sustancias en los suelos suecos típicos de sorción baja. Los valores Kd son a menudo muy sensibles a pH. Los valores fueron elegidos para ser conservadores dentro del intervalo de pH de 5 a 7 con respecto a las vías de transporte para la cual a través de las aguas subterráneas o superficie del agua es importante. Bajos pH pueden aumentar la movilidad de muchos metales pesados, mayor pH puede aumentar la movilidad del arsénico.

• Para sustancias orgánicas, el valor Kd está relacionado con el contenido de carbono orgánico en el suelo, foc, que se supone que es 2% en peso

K d = Koc * foc

Si está disponible el factor de distribución entre el agua y el carbono orgánico, Koc, debe ser utilizado. Si esto no está disponible, el valor Koc se debe estimar a partir del coeficiente de reparto entre agua y octanol, Kow. El valor de Koc entonces está dado por la relación por debajo de [van den Berg, 1 995]:

Koc = 0.411 * Kow

Para sustancias orgánicas ionizante de Koc negativos, el valor disminuye al aumentar el pH. En estos valores de estudio para un pH de 6,8 se han elegido y asumió que ser razonablemente conservadora. Los valores utilizados en los cálculos se presentan en el Apéndice 3.

• La distribución del contaminante entre la solución del suelo y la atmósfera del suelo se estima utilizando constante de Henry, es decir, el cociente entre la presión de vapor y solubilidad. Los valores de la constante de Henry y sus fuentes se dan en el Apéndice 3.

2.1.1 Descripción matemática de la distribución de contaminantes en el suelo

El punto de partida es la concentración total en el suelo, Cs, [mg / kg de peso seco]. De Cs, la concentración en el agua de los poros, Cw, [mg / 1], se obtiene como:

[pic 1]

Donde:

Kd        es el coeficiente de distribución de agua del suelo [I / kg]

0W        es el contenido de agua del suelo [dm3 de agua / dm3 suelo]

Oa        es el contenido de aire del suelo [dm3 de aire / dm3 suelo]

H        es de Henry constante [-]

Pb        es la densidad aparente del suelo seco [kg/dm3]

La concentración de vapor en el aire de los poros, Ca [mg / dm3], viene dada por:

[pic 2]

Los valores adoptados para los parámetros básicos del suelo se dan en la Tabla 2.1.

Tabla 2.1 Parámetros básicos de suelos utilizados en el cálculo

[pic 3]

2.2 Transporte de contaminantes

Un requisito previo para muchas de las vías de exposición consideradas en los modelos de evaluación de riesgos de los suelos contaminados es el transporte del contaminante del suelo a otros medios de comunicación, donde puede ocurrir la exposición a los seres humanos y otros organismos, por ejemplo, el transporte de las aguas subterráneas, aguas superficiales, de interior y aire exterior, plantas, peces y animales domésticos. Por tanto, la concentración de contaminantes en estos medios de contacto es calculado por el modelo sueco de valores de referencia genéricos. Las siguientes vías de transporte se consideran en el modelo:

• Transporte de vapor del suelo al aire interior

• Transporte de contaminantes a un pozo de agua subterránea

• Transporte de contaminantes a las aguas superficiales

• Transporte de contaminantes a las plantas

Transporte de vapores a la atmósfera al aire libre no ha sido considerada como otros estudios han demostrado que la exposición de los seres humanos debido a la inhalación de vapores al aire libre es despreciable en comparación con la exposición debido a la inhalación en el interior [van den Berg, 1995].

2.2.1 Transporte de vapor del suelo al aire interior

Sustancias volátiles y semi-volátiles en el suelo pueden ser transportados a través del suelo y penetran en los edificios en los que pueden contaminar el aire interior y posteriormente ser inhaladas por los seres humanos. Debido al transporte limitado de vapor a través del suelo y en los edificios y para la dilución dentro del edificio, la concentración de interior será sustancialmente menor que la concentración en el aire de los poros. Se ha supuesto que existe una relación constante entre la concentración de aire del suelo y la concentración del aire interior que puede ser descrito por un factor de dilución. La concentración en el aire interior, Cia [mg / dm3], viene dada por:

Cia = Ca DFia

Donde DFia, es el factor de dilución del aire interior y aire del suelo.

Dos tipos de métodos se utilizan generalmente para derivar el factor de dilución entre el aire del suelo y del aire interior. El primer método (utilizado en CSOIL y HESP) se basa en modelos teóricos para la liberación de vapor del suelo y la dilución que se produce en el aire interior, mientras que el segundo método (utilizado en el modelo MDEPs) se basa en el uso de relaciones empíricas entre la concentración del aire interior del aire y del suelo. El primer método tiene la ventaja de ser capaz de tomar en cuenta parámetros tales como la profundidad del suelo contaminado, la porosidad y el contenido de agua y la difusividad dependiente de la sustancia. Sin embargo, es difícil obtener valores para un número de parámetros importantes. También es difícil encontrar fiable datos empíricos para su uso con el segundo método. La mayoría de los datos disponibles se han derivado para el radón, para los que la vida media relativamente corta limitará la capacidad de penetrar en los edificios.

El segundo método, basado en los datos empíricos de MDEP [1994] se ha utilizado para la derivación de los valores de referencia suecas genéricos. MDEP utiliza un factor de dilución de 1/20 000 entre el aire del suelo y del aire interior, y este factor se pensaba que era más adecuado y, por tanto, fue adoptado aquí. A modo de comparación, el factor de dilución utilizado en CSOIL y HESP para un sótano de piso abierto es de aproximadamente 1/5000 y en HESP para una planta sótano de concreto sobre el 1/70 000.

2.2.2 Transporte de contaminantes a un pozo de agua subterránea

La lixiviación de los contaminantes de suelos y a las aguas subterráneas es un proceso muy específica de sitio determinado por un número de factores que pueden variar en un amplio intervalo. El modelo de los valores de referencia suecas genéricos se basa en un modelo simplificado similar a la utilizada por HESP y para la derivación de la USEPA SSL-valores. El modelo estima la dilución entre la concentración de agua de los poros y la concentración en un pozo situado aguas abajo del sitio contaminado, ya sea en los límites del sitio o a cierta distancia desde el sitio. El modelo asume que los contaminantes son lixiviados por el agua infiltrarse a través del suelo del lugar contaminado y son transportados hasta el agua subterránea. La concentración inicial en el lixiviado se supone que es igual a la concentración de agua de poro de equilibrio. A medida que el lixiviado alcanza el agua subterránea que se diluirá por el agua subterránea desde aguas arriba del sitio, y si el pozo se coloca lejos del sitio también por la infiltración de agua entre el sitio y el pozo. El modelo contiene varios supuestos conservadores:

...