Gestión de los suelos contaminados

por hidrocarburos en la Comunidad Autónoma

del País Vasco

Colegio de Geólogos del País VascoBilbao, 27 de noviembre de 2014

JAVIER CASTILLOUnidad de Suelos. Área Técnica

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Gestión de los suelos contaminados por hidrocarburos en la Comunidad Autónoma del País Vasco

Criterios de valoración de la contaminación del suelo por hidrocarburos.

Gestión de los suelos contaminados por hidrocarburos en la Comunidad Autónoma del País Vasco.

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Criterios de valoración de la contaminación del suelo por hidrocarburos

Introducción.

Contaminación por hidrocarburos.

Criterios basados en análisis químicos.

Criterios no basados en evaluación de riesgos.

Criterios basados en análisis de riesgos.

Evaluación de los riesgos para los ecosistemas.

Conclusiones.

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Introducción

Los hidrocarburos del petróleo son una mezcla compleja de diversos compuestos naturales formados principalmente por carbono, hidrógeno y en menor medida por oxigeno, azufre, nitrógeno, …

Varían su composición por el procesado al que son sometidos para su aprovechamiento.

Los productos comerciales (gasolinas, queroseno, asfalto, …) habituales contienen varios cientos de sustancias individuales.

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Introducción

Químicamente pueden dividirse en compuestos alifáticos y aromáticos.

La definición está ligada al método analítico dado que se refiere a la concentración total de los hidrocarburos extraídos y analizados por cada método.

Como existen diversos métodos de análisis ni el valor total, ni su relevancia en términos de riesgos es siempre equivalente.

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Contaminación por hidrocarburos

Problema ambiental:

• Su volatilidad y naturaleza química les confiere un peligro potencial de inflamación o explosión.

• Sus constituyentes son tóxicos en diferente medida.

• Los ligeros tienen elevada movilidad pudiendo ser transportados.

• Los de mayor tamaño son persistentes en el suelo.

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Contaminación por hidrocarburos

Toxicidad:

• Los ligeros son más tóxicos que los pesados (inhalación).

• Los compuestos aromáticos son más tóxicos que los alifáticos.

• Los hidrocarburos sustituidos con halógenos son, en general, más tóxicos y persistentes.

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Criterios basados en análisis químicos

Metodologías analíticas:

Determinación gravimétrica.

Espectroscopia infrarroja.

Inicialmente se adoptaron criterios que se basaron en análisis químicos.

Solo representan el contenido total en TPH y tienen escaso valor para la toma de decisiones.

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Criterios basados en análisis químicosActualmente se han adoptado criterios en relación a la movilidad y toxicidad.

Metodologías analíticas:

– Cromatografía de gases con detectores (PID, FID, MS).

Analizan los compuestos por fracciones.

10Criterios no basados en evaluación de riesgosLey de protección del suelo holandesa (1987):

Primeros en definir valores de evaluación (A-B-C).

Se basan en niveles de fondo, (A u objetivo) y en evaluación de riesgos, (C o de intervención).

Los TPH o aceites minerales se refieren a la fracción C10-C40.

Asignación de los valores de 50ppm y 5000 ppm (A y C, respectivamente) por motivos prácticos.

Revisiones posteriores (RIVM* 1999, 2001) suministran valores toxicológicos de referencia para fracciones de alifáticos y aromáticos, pero no los han incluido en la revisión de la ley (2006) ni en circulares posteriores (2012).

*RIVM: Netherlands National Institute for Public Health and Environment

11Criterios basados en análisis de riesgos

Grupos de trabajo:

American Society for Testing and Materials. ASTM (1995, 2000)

U.S. State of Massachusetts Department of Environmental Protection. MaDEP (1994, 2002, 2008)

Total Petroleum Hydrocarbons Criteria Working Group. TPHCWG (1997, 1999)

U.S. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. ATSDR (1999)

Canada-Wide Standard for Petroleum Hydrocarbons in soil. CCME (2000, 2001, 2007)

Dutch National Institute for Public Health and the Environment. RIVM (1999, 2001, 2009)

Washington (1989), Texas (2010), …

Más influyentes:

MaDEP, TPHCWG.

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Criterios basados en análisis de riesgos

MaDEP (1994):

Considera 6 fracciones analíticas y 4 valores toxicológicos para las vías oral e inhalatoria basados en información de compuestos tipo por conveniencia analítica.

Son excesivamente protectores, como consecuencia de utilizar compuestos tipo para analizar valores toxicológicos, por falta de estudios sobre compuestos individuales.

Establece métodos de análisis para hidrocarburos volátiles (VPH) y extraíbles (EPH).

13Criterios basados en análisis de riesgos

TPHCWG (1993):

Propone 13 fracciones basadas en su movilidad. Determinan factores de volatilización y lixiviación para 250 compuestos según las ecuaciones del ASTM RBCA* (1995).

Posteriormente atribuye datos toxicológicos priorizando los datos disponibles sobre productos completos y mezclas complejas.

Emplea un solo paso de análisis para los hidrocarburos volátiles y extraíbles

En consecuencia tiene mayor aplicabilidad en escenarios de exposición que implican transporte. (CONCAWE** 2003)

*RBCA: Risk-based Corrective Action**CONCAWE (1963): Conservation of Clean Air and Water in Europe. Organización de las empresas petrolíferas europeas para la seguridad, salud y medio ambiente.

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CADENAS MaDEP TPHCWG

Alifáticos

C5-C8C5-C6

C6-C8

C9-C18

C8-C10

C10-C12

C12-C16

C19-C32 C16-C21

Aromáticos C9-C32

C5-C7

C7-C8

C8-C10

C10-C12

C12-C16

C16-C21

C21-C35

Criterios basados en análisis de riesgos

15Evaluación de riesgos para los ecosistemas

El RIVM (1999) tras revisar los datos para los ecosistemas terrestres y acuáticos concluyó que no era apropiado derivar valores para las fracciones de TPH para proteger los ecosistemas.

El RIVM (2004) publicó un estudio con las concentraciones de riesgo de los TPH para los ecosistemas, pero concluía que no existían datos suficientes de fracciones de hidrocarburos como para establecer unos valores de fondo adecuados.

CCME (2007) publicó un borrador con los datos ecotoxicológicosdisponibles.

16Criterios basados en análisis de riesgos

Conclusiones:

Todos los grupos proponen el marco de evaluación del riesgo para la salud humana.

Todos dividen los TPH en fracciones con identidad diferenciada toxicológica y de comportamiento ambiental.

Se emplean combinadamente compuestos indicadores y fracciones concretas de toxicidades definidas.

Los compuestos con efectos cancerígenos se analizan como indicadores individuales.

Los compuestos sin efectos cancerígenos se analizan como fracciones por cadenas.

Deberá justificarse la elección del marco de evaluación concreto (MaDEP, TPHCWG, …) en cada caso.

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Gestión de los suelos contaminados por hidrocarburos en la Comunidad Autónoma del País Vasco

Marco legal.

Investigación exploratoria.

Investigación detallada.

Gestión de la fase no acuosa.

Conclusiones.

18Marco legal LEGISLACIÓN COMUNIDAD AUTÓNOMA DEL PAÍS VASCO (CAPV)

• Ley 1/2005 para la prevención y corrección de la contaminación del suelo (modificaciones en tramitación).

• Decreto 199/2006, por el que se establece el sistema de acreditación de entidades de investigación y recuperación de la calidad del suelo y se determina el contenido y alcance de las investigaciones de la calidad del suelo a realizar por dichas entidades.

LEGISLACIÓN ESPAÑOLA

• Real Decreto 9/2005, por el que se establece la relación de actividades potencialmente contaminantes del suelo y los criterios y estándares para la declaración de suelos contaminados.

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Marco legal

Decreto 199/2006:

Investigaciones a realizar por entidades acreditadas (ISO 17020*).

Laboratorio acreditado (ISO 17025**).

Investigación se lleva a cabo por fases.

Gestión del emplazamiento se basa en el riesgo (RBLM)***.

* ISO 17020 Requisitos para el funcionamiento de organismos que realizan la inspección.

** ISO 17025 Requisitos para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración.

*** Risk Based Land Management

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Gestión de emplazamientos basada en el riesgo

Riesgono significativo

Riesgo aceptable Riesgo inaceptableRiesgo aceptable

Necesidad de medidas de recuperación

VIE-A VIE-B

Suelo no alterado Suelo contaminadoSuelo alterado

Análisisde riesgos

?

21Investigación exploratoriaEstudio histórico y del medio físico:

Determinar los focos potenciales de contaminación y el tipo de hidrocarburos en cada foco.

Definir el modelo conceptual de riesgos preliminar.

Análisis químicos:

Incluir la determinación de compuestos indicadores de riesgos cancerígenos y de sistémicos mediante el análisis de las fracciones en cada una de las mezclas.

22Investigación exploratoriaEvaluación:

Ley 1/2005 de la CAPV: valores indicativos de evaluación.

– VIE A. Concentraciones naturales de los compuestos presentes en el suelo.

– VIE B. Concentración máxima de los contaminantes en el suelo que no supone un riesgo inadmisible para la salud humana en diferentes usos

– No hay valores para TPH.

RD 9/2005 española: niveles genéricos de referencia.

– No hay un valor de TPH, pero si se superan 50 ppm se debe evaluar el riesgo.

Ambas normas:

– Disponen de los mismos valores para BETX y PAH.

– No disponen de valores para las aguas subterráneas.

23Investigación exploratoria

¿Cómo actuamos en la CAPV?

RIVM report 711701023. Technical evaluation of theintervention values for soil, sediment and groundwater. Feb. 2001.

Los valores holandeses son restrictivos porque se han derivado para el escenario de vivienda con huerta.

Los TPH como aceite mineral (C10-C40) tienen un valor de intervención de 5000 ppm.

Compuesto Suelo (mg/kg)Alifatics EC 5-6 35Alifatics EC>6-8 109Alifatics EC>8-10 28Alifatics EC>10-12 152Alifatics EC>12-16 55.000Alifatics EC>16 >100.000Aromatics EC>8-10 59Aromatics EC>10-12 317

Aromatics EC>12-16 5.900

Aromatics EC>16-21 17.500

Aromatics EC>21-35 19.200

Máxima concentración en suelo para la protección de la salud humana.

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Evaluación:

50 ppm < TPH < 5000 ppm

Análisis por cadenas de las muestras.

Comparación RIVM

> RIVM < RIVM

I. Detallada de los focos (ACR)*

Fin Investigación

* ACR: Análisis Cuantitativo de Riesgos

Investigación exploratoria

Resultados análisis

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Investigación exploratoria

Evaluación aguas subterráneas:

Comparación con los niveles de intervención de la normativa holandesa.

Se consideran como hidrocarburos totales (C10-C40) cuyo valor de 600 µg/l representa el aceite mineral.

La superación del valor de intervención obliga a hacer una investigación detallada.

El análisis de riesgos permitirá establecer las medidas oportunas, así como cuándo actuar.

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Investigación detallada

Objetivos:

Delimitar la extensión de la contaminación.

Evaluar el riesgo tras revisar el modelo conceptual inicial.

Análisis de riesgos:

Evaluación de riesgos de tipo cancerígeno mediante compuestos individuales o indicadores.

Evaluación de riesgos no cancerígenos mediante fracciones por cadenas (denominadas compuestos subrogados).

Se asume la aditividad de los riesgos de las fracciones.

Se establecen los niveles de máxima concentración admisible o niveles objetivo para cada compuesto y como valor total (TPH si hay riesgo).

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Investigación detallada

Análisis de riesgos:

– RBCA * Tool Kit for Chemical Releases

– RISC * Risk Integrated Software for Cheanups

Incorporan modelos simples de simulación de diversos mecanismos de migración.

Alto grado de flexibilidad para incorporar valores específicos de cada emplazamiento en la entrada de datos.

Permiten obtener valores objetivo de saneamiento para cada emplazamiento.

Son herramientas de evaluación de riesgos suficientemente conservadoras que facilitan la toma de decisiones.

* Son las herramientas que utilizan habitualmente las entidades acreditadas en la CAPV.

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Gestión de la fase no acuosa

Introducción:

Los hidrocarburos, por sus características físico-químicas (en especial por su baja solubilidad) tienen tendencia a formar fases no miscibles en el agua, en general menos densas.

Inicialmente se optó por su retirada completa.

EE.UU.: Actualmente se observa un cambio de tendencia desde la retirada del máximo factible (EPA 1988) hasta las guías de gestión de la fase libre basada en riesgos (EPA, API, ASTM 2006) (Texas 2008), ...

Europa: Ha optado por retirar la fase libre hasta no suponer un riesgo medioambiental en los usos actuales y previstos de los suelos. En la práctica supone la gestión caso a caso.

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Gestión de la fase no acuosa

Investigación detallada:

Delimitación de la pluma de contaminación mediante un estudio del medio físico (hidrogeológico).

Muestreo de todas las fases y análisis químico reglamentarios de las mismas.

Cálculo del espesor aparente y real (guías API, ASTM, …)

Cálculo del volumen de los TPH en la fase libre.

Análisis de riesgos para calcular la inminencia de la actuación y los valores objetivos de la remediación.

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Gestión de la fase no acuosa

Proyecto de saneamiento:

Consideramos que es un residuo peligroso que hay que retirar y gestionar por ser dinámico.

Deben conocerse la composición y su degradación para determinar como extraer la fase libre.

Actuación inmediata en el entorno urbano por motivos de seguridad (VLA’s)*.

Así como, en las zonas de interés natural (ZIP, Red Natura, etc.) o de interés hidrogeológico (URA, Confederaciones).

* Valores límites admisibles (VLA).Límites de exposición profesional para agentes químicos en España. INSHT (2004) Instituto Nacional de seguridad e higiene en el trabajo.

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Conclusiones La complejidad natural de los hidrocarburos no permite la

evaluación de riesgos toxicológicos de toda la mezcla.

La aproximación más eficaz para evaluar los riesgos es la separación por cadenas alifáticas y aromáticas.

Las dos aproximaciones principales MaDEP y TPHCWG difieren en el número de cadenas establecidas debido a que MaDEP se basa en criterios toxicológicos y el TPHCWG en criterios de transporte.

Las revisiones (API, RIVM, …) sugieren que el enfoque basado en el transporte es más adecuado para el análisis de riesgos.

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Conclusiones

RBCA y RISC utilizan la base de datos del TPHCWG y la metodología del ASTM.

Para agilizar las evaluaciones de riesgos algunas administraciones han establecido niveles de referencia de hidrocarburos para la salud humana y suelen incorporar criterios para las aguas subterráneas.

Se debe gestionar la fase libre hasta alcanzar unos índices de riesgo compatibles con los usos del suelo.

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Eskerrik asko!Muchas gracias