REMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADAS

Transcripción

REMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADAS POR
HIDROCARBUROS MEDIANTE BIOPILAS
CASO PRÁCTICO
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Tras completar las correspondientes labores de caracterización ambiental del subsuelo para establecer
la tipología de los contaminantes, grado de afección y su extensión espacial, se procedió a la
elaboración de un estudio de evaluación de riesgos, que ha servido de base para establecer los
objetivos de limpieza para suelos y aguas subterráneas en el emplazamiento para un uso industrial, se
procedió a evaluar las distintas alternativas de remediación del emplazamiento, en base a criterios de
coste, tiempo necesario para alcanzar los objetivos, condicionados ambientales, etc.
Una vez analizadas distintas alternativas de limpieza (landfarming, lavado de suelos, vertedero, etc.), se
optó por la excavación selectiva de suelos y su posterior tratamiento mediante biopilas aireadas.
Con carácter previo a la redacción del Proyecto de Remediación, se realizaron ensayos de
biotratabilidad, cuyo objetivo fue determinar la capacidad del suelo contaminado a ser biodegradado y
establecer qué condiciones eran las más óptimas para el tratamiento. Los ensayos fueron realizados en
el laboratorio del GIRO (Gestió Integral de Residus Orgánics).
Los ensayos de biotratabilidad (imagen 1), se dividieron en dos tipos:
Ensayos de Nivel I:
centrados en determinar las principales características físico-químicas del suelo
(pH, conductividad, capacidad de campo, COT, contenidos en nutrientes, etc.).
Ensayos de Nivel II: destinados a profundizar más en los aspectos de la biodegradación. Se distinguen
3 grandes grupos de ensayos realizados dentro del Nivel II:
GEOTECNIA 2000 (Grupo ATISAE)
Avda. de la Industria, 51 Bis - 28760 Tres Cantos (Madrid)
Tel. 91 131 43 10 - Fax. 91 399 36 46
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–
La localización del caso práctico expuesto, corresponde a un determinado emplazamiento en el que
durante más de 70 años se llevó a cabo una importante actividad industrial y en la que, se produjeron
derrames y pérdidas de combustibles (aceites hidráulicos, fuel oil y diesel) desde 11 tanques enterrados
y en la infraestructura de distribución de aquellos.
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CASO PRÁCTICO
FERNANDO HERRERA RODRÍGUEZ. 2011 ®
El fundamento del biotratamiento es relativamente sencillo. Consiste en potenciar la biodegradación de
los hidrocarburos, que de forma natural se produce en el suelo, como consecuencia de la existencia de
microorganismos autóctonos (bacterias, hongos, levaduras, etc.) degradadores. Por lo tanto, para que
el sistema tenga éxito hay que asegurar que los suelos de forma natural presentan un adecuado
volumen de población bacteriana y que las condiciones ambientales dentro de la biopila son las
adecuadas (humedad, temperatura, pH, contenido en nutrientes, toxicidad, etc.).
La limpieza de suelos impactados con hidrocarburos, mediante biopilas constituye uno de los métodos
de biodegradación ex – situ más eficaces para la descontaminación de este tipo de suelos.
CASO PRÁCTICO
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Respirometrías.
Determinación de hidrocarburos.
Determinaciones microbiológicas.
•
•
•
Imagen 1. Ensayo de biotratabilidad en microcosmos, 14
viales (7 tipos diferentes de condiciones por duplicado).
Comprobada la potencialidad de los suelos a ser biodegradados, se realizó el proyecto de remediación
que incluye el diseño constructivo de las biopilas.
Características constructivas de las biopilas
La geometría de las biopilas corresponde a una
pirámide truncada de base rectangular de 37 m de
largo por 28 m de ancho y 2 metros de altura,
capaz de contener unos 1.800 m³ de suelos.
Las biopilas cuentan con una sub-base (imagen 2)
de material seleccionado limoarcilloso, compactado
y nivelado que actúa como cimiento de las mismas.
Por encima de esta sub-base y apoyado sobre una
manta
geotextil,
se
ha
dispuesto
una
geomembrana (imagen 3) de polietileno de alta
densidad (PEAD) de 1,5 mm de espesor y con
termosoldadura doble, para garantizar la
impermeabilización de la base e impedir la posible
lixiviación de contaminantes. Para concluir, encima
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–
Los resultados obtenidos de los ensayos de
biotratabilidad
fueron
concluyentes,
indicando que los suelos eran potencialmente
biodegradables,
presentando
unas
condiciones físico-químicas adecuadas para la
biodegradación de hidrocarburos (TPH). No
presentaban toxicidad inherente que inhibiese
la actividad metabólica de la población
microbiana autóctona.
Imagen 2. Compactación de la sub-base.
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CASO PRÁCTICO
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de la lámina de PEAD se ha colocado una capa de drenaje (imagen 4) compuesta por gravas silíceas
subredondeadas y un tubo de drenaje central.
Imagen 4. Extendido del material drenante y sujeción
de la lámina de PEAD con bordillos de hormigón.
Imagen 3. Colocación de la lámina de impermeabilización.
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–
La construcción se completó con la instalación del sistema de recogida de lixiviados y de aireación
compuesto por 5 ramales de inyección (imagen 6) y una soplante de gran capacidad.
Simultáneamente a la construcción del cimiento de
las tres biopilas, se realizaron las excavaciones de
los suelos, para después someterlos al proceso de
homogeneización, desterronado, aireación (imagen
5) y adición de nutrientes.
Concluida esta etapa, clave en el proceso, se
procedió a colocar los suelos contaminados sobre el
cimiento de las tres biopilas hasta configurar la
geometría proyectada y finalmente se cubrieron
totalmente con láminas de PEAD, para evitar su
erosión y la alteración de sus propiedades físicoquímicas por las condiciones meteorológicas.
Imagen 5. Aireación mecánica de los suelos.
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CASO PRÁCTICO
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Imagen 6. Ramales de inyección en biopilas 2 y 3.
Imagen 7. Aspecto del talud lateral de la biopila 2 tras
su cubrición, fijación y atado.
Con periodicidad mensual se realizan muestreos
con hand auger desde la parte superior de cada
biopila (imágenes 8 y 9) con objeto de comprobar
la concentración de hidrocarburos de los suelos y
establecer el grado de biodegradación alcanzado.
Imagen 10. Detalle de medición de la calidad del aire
intersticial mediante detector PID.
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La evolución del contenido en CO2 y O2 en el gas intersticial del interior de la biopila constituye un
buen índice de la marcha de la biodegradación, ya que el hidrocarburo absorbido en el suelo es
potencialmente biodegradado por las bacterias y microorganismos existentes en el subsuelo, mediante
el consumo de oxígeno (metabolismo orgánico o respiración aeróbica). En el proceso, las bacterias
consumen oxígeno para degradar las moléculas de carbono-hidrógeno, liberando CO2 y agua.
Finalizada la cubrición de las biopilas (imagen 7) semanalmente se procede a registrar mediante un
detector multiparamétrico el contenido de CO2, O2, COV’s y LEL desde puntos de monitoreo de gases
instalados en las biopilas para tal fin (imagen 10).
CASO PRÁCTICO
Durante el proceso de remediación, se han llevado a cabo exhaustivos controles analíticos con objeto
de verificar en todo momento el estado de consecución de los objetivos de limpieza fijados. De esta
manera se han realizado muestreos en paredes y fondo durante el proceso de excavación selectiva de
los suelos, que han ayudado a fijar los límites de actuación.
Además se han tomado muestras para la determinación del contenido en hidrocarburos (TPH C10C40) durante la homogeneización de los suelos, mensualmente durante el proceso de biodegradación
en el interior de las biopilas (t0, t30, t60, t90 y t120) y durante el desmontaje y/o relleno de los huecos
de excavación con los suelos remediados (comprobación final de objetivos).
Todas las determinaciones analíticas del contenido en TPH se han realizado en el Laboratorio de Medio
Ambiente de GEOTECNIA 2000 (Grupo ATISAE) mediante cromatografía de gases y detección FID,
mediante procedimiento interno basado en las normas: ISO 16703:2004 Soil quality – “Determination
of content of hydrocarbon in the range C10 to C40 by gas chromatography” y 8015D
“Nonhalogenated organics using GC/FID”.
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Imagen 8 y 9. Detalle de toma de muestras de suelo mediante Hand Auger.
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CASO PRÁCTICO
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La población degradadora de alcanos representa la fracción de la población total
(heterótrofa) que realmente está implicada en la biodegradación de los TPH del suelo. El
mantenimiento o incremento de la población microbiana degradadora de alcanos indica que
se mantiene la actividad degradadora en el suelo y por lo tanto se puede mantener la biopila
en funcionamiento en aquellas condiciones ensayadas.
En la tabla 1 y gráfico 1, se recogen los resultados de la cuantificación de la población heterótrofa total
y degradadora de hidrocarburos para cada uno de los suelos de 3 biopilas y para t = 0 y 60 días.
Tabla 1. Cuantificación de la población bacteriana.
POBLACIÓN
BIOPILA
0 días
60 días
MICROBIANA
1
2
3
Heterótrofos
Totales
Degradadores
de Hidrocarburos
Heterótrofos
Totales
Degradadores
de Hidrocarburos
Heterótrofos
Totales
Degradadores
de Hidrocarburos
1,80E+06
6,04E+06
RATIO
(0 días/60 días)
% DEGRADADORES
0 días
60 días
0,30
3,80E+05
2,32E+05
1,64
1,51E+08
2,89E+06
52,25
7,94E+07
2,06E+05
385,44
4,19E+06
1,43E+06
2,93
1,80E+06
5,50E+04
32,73
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21,11%
3,84%
52,58%
7,13%
42,96%
3,85%
–
•
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La población heterótrofa total representa la población aerobia viable del suelo, e informa de
si el tratamiento de bioestimulación aplicado a la biopila implica, inicialmente un incremento
de biomasa microbiana como consecuencia de un efecto de bioestimulación positiva, y a
largo plazo, una disminución de la población microbiana total como final del proceso de
bioestimulación y la certificación de que no se ha generado más biomasa microbiana que en
un principio. Este dato es importante de cara a la administración como demostración de que
el tratamiento de bioestimulación no ha implicado un incremento irreversible de la biomasa
microbiana del suelo, y por lo tanto no implica la generación de un nuevo residuo a
gestionar.
•
Con objeto de cuantificar la población microbiana (análisis microbiológico) heterótrofa total y la
degradadora de alcanos, se realizaron una serie de muestreos sobre los suelos de las biopilas para t = 0
días y t = 60 días de tratamiento.
CASO PRÁCTICO
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Es importante destacar que la biopila 1 fue muestreada para t = 0 justo antes de la adición de los
nutrientes, mientras que las biopilas 2 y 3 fueron muestreadas 7 días y 15 días después de la adición de
nutrientes respectivamente.
Analizando los resultados se llegó a las siguientes conclusiones:
•
Los resultados obtenidos indican que las biopilas 1 y 3, durante el primer muestreo (t = 0),
presentaron una población heterótrofa total similar del orden de 106 microorganismos por
gramo de suelo, mientras que la biopila 2 incrementó la población total hasta valores de 108
microorganismos totales por gramo de suelo.
•
La adición de nutrientes previamente realizada en la biopilas 2 y 3 implicó un incremento en
la proporción de población degradadora, pasando del 21,11 % (inicial del suelo en la biopila
1), hasta alcanzar valores del 52,58 % y 42,96 % en las biopilas 2 y 3 respectivamente.
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Gráfico 1. Evolución de las poblaciones microbianas heterótrofas totales, degradadoras de
hidrocarburos y ratio de población degradadora en cada biopila para los primeros 60 días de
incubación.
CASO PRÁCTICO
•
Es relevante que, tras 60 días de incubación, las biopilas 2 y 3 han perdido población
microbiana degradadora de hidrocarburos en un factor de 385 y 33 respectivamente,
mientras que apenas ha disminuido la población degradadora en la biopila 1.
•
En las 3 biopilas, la población degradadora encontrada tras 60 días de incubación representa
un 3-7 % de la población total, valor inferior al inicial encontrado en la biopila 1 (21%
inicial).
•
Asimismo significar que la población total en las 3 biopilas se ha homogenizado a valores del
orden de 106 microorganismos por gramo de suelo, valores parecidos a los iniciales antes de
la adición de nutrientes (biopila 1 para t = 0).
•
La adición de nutrientes ha permitido mejorar el potencial biodegradador de la población
microbiana del suelo a corto plazo (plazo 0-15 días).
Los gráficos 2, 3 y 4 representan la evolución de las concentraciones de los suelos en cada una de las
biopilas, a lo largo del proceso de biodegradación. Se aprecia, como a medida que avanza la
remediación, se reduce la variación del rango de concentraciones para cada periodo de muestreo.
–
A destacar el efecto positivo de la adición de nutrientes a corto plazo (7 y 15 días de
incubación para las biopilas 2 y 3 respectivamente) en el incremento de la población
degradadora, promoviendo alcanzar valores del orden de 108 y 106 microorganismos
degradadores por gramo de suelo en las biopilas 2 y 3, representando un 53 % y 43 % de la
población total respectivamente.
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CASO PRÁCTICO
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Evolución remediación
Biopila 1
16000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
–
0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Días
Media
Media+Desv.Est.
Media-Desv.Est.
Objetivo
Gráfico 2. Evolución concentración suelos – Biopila 1.
Biopila 2
20000
18000
16000
Concentración (mg/Kg)
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14000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
0
20
40
60
80
100
120
Días
Media
Media+Desv.Est.
Media-Desv.Est.
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Objetivo
140
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Biopila 3
12000
8000
6000
4000
2000
–
0
20
40
60
80
100
120
140
Días
Media
Media+Desv.Est.
Media-Desv.Est.
Objetivo
Atendiendo a los valores máximos de concentración en cada periodo de muestreo (homogeneización,
t = 0, t = 30, t = 60, t = 90 y t = 120 días), se comprueba que el porcentaje de reducción de la
contaminación se sitúa en el 75,85 % para los suelos de la biopila 1, en el 82,94 % en los de la biopila
2 y en el 65,66 % para la biopila 3.
Atendiendo a la tasa de biodegradación (reducción de la concentración de hidrocarburos absorbidos en
el suelo a lo largo del tiempo) obtenida en cada una de las 3 biopilas, se llega a la siguiente conclusión:
•
La tasa se ha mantenido estable desde aproximadamente los primeros 40 días de
incubación, a un ritmo de reducción de 24 ppm/día en la biopila 1, 100 ppm/día en la
biopila 2 y 64 ppm/día en la biopila 3.
•
Las tasas de biodegradación calculadas en cada biopila, se correlacionan perfectamente con
los contenidos de población bacteriana obtenidos en cada una de ellas.
•
Se ha podido confirmar la gran ayuda al proceso de degradación que representa el aporte de
nutrientes a los suelos para favorecer el crecimiento bacteriano.
•
Se establecen 3 etapas en el proceso de biodegradación: una inicial, denominada de
adaptación, que ocupa los primeros 30-40 días de incubación (periodo de ajuste y de
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0
10000
CASO PRÁCTICO
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Gráfico 5. Superposición de cromatogramas.
Muestra tomada durante la homogeneización de los suelos.
Muestra tomada en la biopila para t = 30 días de tratamiento.
La reducción de los distintos compuestos del aceite hidráulico causante de la afección de los suelos es
progresiva, hasta situarse la concentración en valores muy próximos a los objetivos de uso residencial
de la parcela (1.900 mg/Kg).
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Por último, el gráfico 5 recoge una serie de cromatogramas superpuestos, correspondientes a muestras
tomadas en distintos momentos a lo largo del tratamiento:
crecimiento de la población bacteriana), una segunda de biodegradación intensa, en donde
se alcanza una tasa de degradación estable y una tercera y última, en la que se agotan los
nutrientes, decrece la población bacteriana y se reducen considerablemente las tasas de
biodegradación.
CASO PRÁCTICO
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Fernando Herrera Rodríguez
[email protected]
Ha impartido cursos y conferencias de suelos contaminados en la facultad de CC. Geológicas de
Madrid, EOI, Junta de Extremadura, ATISAE Formación. Actualmente es profesor del curso de
“Suelos Contaminados” en la plataforma de e-Tecma Learning.
[email protected]
–
Con 17 años de experiencia, ha desarrollado su vida profesional en el mundo de la ingeniería
geológica/geotécnica y en la caracterización y remediación de suelos contaminados. Ha dirigido
más de una treintena de proyectos de remediación de suelos y aguas subterráneas
contaminadas, fundamentalmente por hidrocarburos, aplicando numerosas técnicas de limpieza
(extracción de vapores, bioventing, air-sparging, biopilas, bombeo y tratamiento, soil flushing in
situ, etc.). Es responsable técnico de la acreditación según UNE EN-ISO 17020 “Suelos
potencialmente contaminados y aguas subterráneas asociadas” en GEOTECNIA 2000 (Grupo
ATISAE).
Geólogo, Master en Ingeniería Geológica (UCM) y MBA Executive.
Director Técnico de GEOTECNIA 2000 (Grupo ATISAE).
Tel. 91 131 43 10 - Fax. 91 399 36 46
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REMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS POR HIDROCARBUROS
MEDIANTE BIOPILAS AIREADAS
Fernando Herrera, Cristina Galván, Javier Gutiérrez, Lina Ortega y María Méndez
GEOTECNIA 2000 (Grupo ATISAE). Avda. de la Industria, 51 Bis - 28760 Tres Cantos (Madrid)
www.geotecnia2000.com - [email protected]
INTRODUCCIÓN
Como consecuencia de una dilatada actividad industrial en un emplazamiento ubicado en Madrid, se produjeron fugas y derrames accidentales de combustible (fuel oil, aceites hidráulicos y diesel), que provocaron una importante contaminación de los suelos y aguas subterráneas. Tras las correspondientes labores de
caracterización ambiental del subsuelo para establecer la tipología de los contaminantes, grado de afección y su extensión espacial, se procedió a la elaboración de un estudio de evaluación de riesgos, que sirvió de base para fijar los objetivos de limpieza para suelos y aguas en el emplazamiento, para un uso industrial. Tras
evaluar las distintas alternativas de remediación del emplazamiento, en base a criterios económicos, tiempo necesario para alcanzar los objetivos, condicionados ambientales, etc., se optó como mejor alternativa, por la excavación selectiva de suelos y su posterior tratamiento mediante biopilas aireadas. Para el caso de las
aguas subterráneas, el tratamiento escogido fue el de bombeo y tratamiento.
BIOPILAS AIREADAS
Constituye uno de los métodos de biodegradación ex - situ más eficaces para
la descontaminación de suelos afectados por hidrocarburos. El fundamento
del biotratamiento es relativamente sencillo. Consiste en potenciar la
biodegradación de los hidrocarburos, que de forma natural se produce en el
suelo, como consecuencia de la existencia de microorganismos autóctonos
(bacterias, hongos, levaduras, etc.) degradadores. Por lo tanto, para que el
sistema tenga éxito hay que asegurar que los suelos de forma natural
presenten un adecuado volumen de población bacteriana y que las
condiciones ambientales dentro de la biopila sean las adecuadas (humedad,
temperatura, pH, contenido en nutrientes, toxicidad, etc.).
RESPIRADERO
CAPTADOR
ETAPAS DEL TRATAMIENTO
ENSAYOS DE BIOTRATABILIDAD
MUESTREO DE SUELOS
COLOCACIÓN DE SUELOS EN LA BIOPILA
DELIMITACIÓN DE
ZONAS A EXCAVAR
EXCAVACIÓN SELECTIVA
HOMOGENEIZACIÓN
CONSTRUCCIÓN DEL
CIMIENTO DE
LAS BIOPILAS
INSTALACIÓN DEL
SISTEMA DE
AIREACIÓN
INSTALACIÓN DE
RESPIRADEROS Y
CAPTADORES DE
VAPOR
AIREACIÓN MECÁNICA
ADICIÓN DE
NUTRIENTES
COMPROBACIÓN
DE LA HUMEDAD
COLOCACIÓN DE LOS
SUELOS SOBRE EL
CIMIENTO DE
LAS BIOPILAS
AIREACIÓN MECÁNICA DE LOS SUELOS
SISTEMA DE AIREACIÓN
EXCAVACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS
CUBRICIÓN DE LAS BIOPILAS CON LÁMINAS DE PEAD
ADICIÓN DE NUTRIENTES EN ZONA DE HOMOGENEIZACIÓN
CUBRICIÓN DE LOS
SUELOS EN LAS
BIOPILAS
FIJACIÓN DE LA
CUBIERTA DE PEAD
DE LAS BIOPILAS
BIODEGRADACIÓN
SEGUIMIENTO Y
CONTROLES
ANALÍTICOS
DESMONTAJE
BIOPILAS
RELLENO DE LOS HUECOS DE
EXCAVACIÓN CON LOS SUELOS REMEDIADOS
COLOCACIÓN DE LOS SUELOS EN LA BIOPILA
FASE LIBRE EN EL FONDO DE LA EXCAVACIÓN
PERFILES CROMATOGRÁFICOS
1
1
2
3
4
2
3
4
BIOPILA CONCLUIDA
CONCLUSIONES
Se han descontaminado un total de 27.000 m³ de suelos, mediante la construcción de 15 biopilas en 5 fases de 3
biopilas cada una de 1.800 m³ de volumen.
Se ha conseguido reducir la concentración de hidrocarburos (TPH - C10-C40) de los suelos desde valores medios de
20.000-15.000 mg/Kg hasta 3.000-2.000 mg/Kg, muy por debajo del objetivo de limpieza marcado para un uso
industrial de la parcela (8.000 mg/Kg).
La técnica de remediación mediante biopilas aireadas se ha revelado como una muy buena opción para este tipo de
suelos (arenas y limos arcillosos) y contaminante (aceites hidráulicos, fuel oil y diesel), alcanzándose los objetivos tras
2-3 meses de tratamiento por fase de 3 biopilas.
Importe total del proyecto: 2.000.000 €
II Jornada Técnica de Gestión y Tratamiento de Suelos y
Acuíferos Contaminados: Estado Actual y Perspectivas
Remediación de Suelos Contaminados por
Hidrocarburos mediante Biopilas Aireadas.
Caso Práctico.
Fernando Herrera Rodríguez
Director Técnico de GEOTECNIA 2000 (Grupo ATISAE)
Geólogo, Master en Ingeniería Geológica y MBA Executive
www.geotecnia2000.com
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Introducción:
Se trata de un emplazamiento en el que se ha desarrollado
durante más de 70 años una intensa actividad industrial. El
emplazamiento contaba con un total de 11 tanques de
combustible enterrados (fuel oil, aceite hidráulico y diesel)
con una capacidad máxima de almacenamiento de unos
300.000 litros. La fuga de combustible de estos depósitos
han provocado la contaminación de los suelos y las aguas
subterráneas.
Remediación de Suelos Contaminados por Hidrocarburos mediante Biopilas Aireadas.
Caso Práctico.
ALTERNATIVAS DE REMEDIACIÓN
Introducción:
Con carácter previo a la elección de la mejor técnica de
limpieza a aplicar en el emplazamiento se realizó un estudio de
“Alternativas de Remediación”.
Las técnicas analizadas fueron:
Excavación y tratamiento con biopilas.
Excavación y aplicación de Landfarming.
Excavación y lavado de suelos.
Excavación parcial y tratamiento de vapores (SVE y Bioventing).
Caso Práctico.
EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS - BIOPILAS
Caso Práctico.
EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS - LANDFARMING
Caso Práctico.
EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS – LAVADO DE SUELOS
Caso Práctico.
MATRIZ VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS ALTERNATIVAS
Caso Práctico.
EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS – LAVADO DE SUELOS
Caso Práctico.
EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS
Caso Práctico.
5 ZONAS DE ACTUACIÓN,
ASOCIADAS A TANQUES
Y ÁREAS DE MAQUINARIA
Caso Práctico.
Antecedentes:
•Con objeto de determinar el grado de afección y/o impacto
en los suelos y aguas subterráneas, se realizaron varias
campañas de caracterización ambiental, en las que se
ejecutaron un total de:
32 sondeos / piezómetros.
37 calicatas.
centenar de ensayos sobre suelos y aguas subterráneas.
Caso Práctico.
Remediación de Suelos Contaminados por Hidrocarburos
mediante Biopilas Aireadas.
Caso Práctico.
Entorno geológico e hidrogeológico
El emplazamiento se caracteriza por la presencia de terrenos constituidos
por arenas micáceas y feldespáticas, intercaladas con limos y arcillas, que
descansan sobre niveles arcillosos y limosos yesíferos. El sustrato sobre el
que yacen las litologías anteriores corresponde a yesos sacaroideos y
nodulosos, que constituyen el nivel impermeable sobre el que se
desarrollan
los
acuíferos
colgados
en
la
zona.
El nivel freático local está asociado a los tramos más permeables (arenas y
limos arenosos) situados por encima del sustrato yesífero. La profundidad
media de las aguas subterráneas se localiza entre los 5 y 10 metros de
profundidad. En general las aguas no son aptas para el consumo humano
debido al alto contenido en sales sulfatadas (yesos).
Caso Práctico.
Caso Práctico.
Caso Práctico.
Objetivos de limpieza:
•Derivado de la Evaluación de Riesgos (ACR) para un uso
INDUSTRIAL de la parcela se establecieron los siguientes
objetivos de limpieza:
Suelos:
Aguas subterráneas:
TPH < 8.000 mg/Kg
Eliminación de fase libre.
Caso Práctico.
ETAPAS DEL PROCESO DE REMEDIACIÓN DE LA PARCELA
ACR
EJECUCIÓN
Estudio de
alternativas de
remediación
PROYECTO
Elección del
sistema de
remediación
BIOPILAS
AIREADAS
Caso Práctico.
ETAPAS DEL PROCESO DE REMEDIACIÓN DE LA PARCELA
EJECUCIÓN
• Ensayos de biotratabilidad.
Excavación selectiva de suelos.
Construcción de biopilas.
Adecuación de los suelos para su biodegradación óptima.
Muestreo y control analítico.
Mediciones in situ.
Caso Práctico.
Los estudios de biotratabilidad, permiten dar respuesta a importantes
preguntas relacionadas con la aplicabilidad de las técnicas de
biorremediación,
tales
como:
¿ Las condiciones propias del suelo inhiben a las poblaciones microbianas ?
¿ Los contaminantes presentes en el suelo son biodegradables ?
¿ Existe una población microbiana suficiente con capacidad de biodegradación
de
los
hidrocarburos
presentes
en
el
suelo
?
Además permiten simular en laboratorio, diferentes condiciones de
bioestimulación de los suelos (distintas proporciones de nutrientes,
adición de surfactantes o bioestimulantes, e incluso simular procesos
de aireación forzada).
Caso Práctico.
Ensayos de biotratabilidad en microcosmos:
1. GEO1: Suelo Seco (3,6 % de H2O).
2. GEO2: Suelo + Humedad (60% capacidad de campo).
3. GEO3: Suelo + Humedad + Nutrientes inorgánicos (100CTPH:10N:1P).
4. GEO4: Suelo + Humedad + Nutrientes inorgánicos (300CTPH:10N:1P).
5. GEO5: Suelo + Humedad + Nutrientes inorgánicos (100CTPH:10N:1P) + 0,2% Glucosa.
6. GEO6: Suelo + Humedad + Nutrientes oleofílicos (S200[1]) (proporción optimizada).
7. Suelo orgánico (suelo control de jardín).
[1] S200: marca comercial de un agente biodegradador de la firma International
Environmental Products (IEP Europe).
Respirometrías.
Análisis microbiológicos.
Caso Práctico.
Características físico-químicas de los suelos:
PARÁMETRO
UNIDADES
VALOR
PARÁMETRO
UNIDADES
VALOR
TPH[1] sin tamizar
mg/Kg
6.900 ± 707
Nitrógeno Total
%
0,27 ± 0,05
TPH3 tamizado 2 mm
mg/Kg
10.300 ± 990
Azufre total
%
1,41 ± 0,09
TPH[2] sin tamizar
mg/Kg
4.904 ± 78
DQO
mg O2/Kg
76.583 ± 6.265
TPH4 tamizado 2 mm
mg/Kg
8.261 ± 876
DQO teórica TPH
mg O2/Kg
23.815
pH
(6900 ppm C22H46)
7,6
NTK
mg N/Kg
202 ± 103
Conductividad
µS/cm
1.460
N-NH4+
mg/Kg
7,7 ± 10
Humedad
%
17,6
Nitritos
mg/Kg
<10
Capacidad Campo
%
29,28
Nitratos
mg/Kg
87 ± 8
Carbono Total
%
5,4 ± 0,19
Fosfatos
mg/Kg
187 ± 6
Hidrógeno Total
%
2,27 ± 0,16
Sulfatos
mg/Kg
13.162 ± 59
[1]
Determinación mediante gravimetría.
[2]
Determinación mediante cromatografía de gases y detector FID (GC-FID).
Caso Práctico.
Respirometrías
Los resultados respirométricos muestran que no existe toxicidad inherente en el suelo. El
tratamiento al 60% de la capacidad de campo (CC) y con adición de nutrientes inorgánicos y glucosa
(GEO5) es capaz de emitir una cantidad de CO2 equivalente a un suelo control sin toxicidad (suelo
jardín GEO8) en los primeros 2 días de incubación. Asimismo, la adición de agua en el suelo hasta el
60% de la capacidad de campo incrementa la actividad metabólica en todos los tratamientos de
bioestimulación. A los 15 días de incubación los tratamientos con nutrientes inorgánicos (GEO3 y
GEO4) muestran una respuesta parecida a la del tratamiento con S200 (GEO6). Es importante
destacar que la simple adición de agua al 60% de la CC, sin adición de fuente de N y P, ya es
suficiente para provocar una emisión de CO2 destacable a los 15 días de incubación.
Caso Práctico.
GEO1: Suelo seco (3,6% H20)
GEO2: Suelo 60% c.c
GEO3: Suelo 60% c.c + 100:10:1
GEO4: Suelo 60% c.c + 300:10:1
GEO5: Suelo 60% c.c + 100:10:1+0.2%Glucosa
GEO6: Suelo 60% c.c + S200
Caso Práctico.
CONSTRUCCIÓN CIMIENTO DE LAS BIOPILAS
Partes constituyentes del cimiento de las biopilas:
• Sub-base.
•Geotextil.
•Membrana de PEAD.
•Capa drenante.
•Tubería de recogida de lixiviados.
•Depósito de recogida de lixiviados.
Caso Práctico.
Secuencia de montaje del cimiento de las biopilas:
Explanada de apoyo de los cimientos
Caso Práctico.
Realización de la sub-base
Caso Práctico.
Compactación de la sub-base
Caso Práctico.
Sub-base finalizada
Caso Práctico.
Comprobación del grado de
compactación de la sub-base
Caso Práctico.
Extendido de la malla de geotextil
Caso Práctico.
Extendido de la geomembrana de PEAD
Caso Práctico.
Colocación de la lámina de PEAD
Caso Práctico.
Construcción de la capa drenante
Caso Práctico.
Extendido de la capa drenante
Caso Práctico.
CONSTRUCCIÓN DE LAS BIOPILAS
Instalación del sistema de aireación:
Caso Práctico.
Caso Práctico.
Ramales de inyección de aire
Caso Práctico.
Ramal de inyección de aire
Caso Práctico.
Protección
soplante
Soplante
Caso Práctico.
Protección soplante
Caso Práctico.
Caso Práctico.
Captadores y respiraderos
Caso Práctico.
INERTIZACIÓN – EXCAVACIÓN – GESTIÓN DE TANQUES
Retirada de tanques:
BOCAS DE HOMBRE DE TANQUES
Caso Práctico.
MEDICIÓN DE EXPLOSIVIDAD
Y COV’S EN TANQUES
Caso Práctico.
EXCAVACIÓN Y RETIRADA DE UN
TANQUE DE 50.000 LITROS
Caso Práctico.
TANQUES PREPARADOS PARA SU
GESTIÓN COMO RESIDUO
Caso Práctico.
EXCAVACIÓN
Excavación selectiva de suelos:
POZO
Caso Práctico.
EXCAVACIÓN
SUELO CONTAMINADO
Caso Práctico.
EXCAVACIÓN
Caso Práctico.
EXCAVACIÓN
SUELOS REMANENTES EN ANTIGUA
ZONA DE TANQUE
Caso Práctico.
EXCAVACIÓN
Caso Práctico.
EXCAVACIÓN
Caso Práctico.
EXCAVACIÓN
Caso Práctico.
EXCAVACIÓN
Caso Práctico.
EXCAVACIÓN
Caso Práctico.
EXCAVACIÓN
ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN
CONTAMINADAS
Caso Práctico.
EXCAVACIÓN
ZAPATA DE CIMENTACIÓN
CONTAMINADA
Caso Práctico.
ADECUACIÓN DE LOS SUELOS
Homogeneización, aireación y adición de nutrientes:
EXPLANADA DE HOMOGENEIZACIÓN
DE SUELOS CONTAMINADOS
Caso Práctico.
SUELOS CONTAMINADOS TRAS SU
HOMOGENEIZACIÓN
Caso Práctico.
AIREACIÓN DE LOS SUELOS
Caso Práctico.
AIREACIÓN MECÁNICA
DE LOS SUELOS
Caso Práctico.
Caso Práctico.
MEZCLA DE NUTRIENTES
Caso Práctico.
ADICIÓN DE NUTRIENTES
Caso Práctico.
ADICIÓN DE NUTRIENTES
Caso Práctico.
MUESTREOS Y CONTROL ANALÍTICO
Muestreo en fondo y paredes de la excavación:
Caso Práctico.
Muestreo en fondo y paredes de la excavación:
Caso Práctico.
Muestreo de los suelos de la biopila:
Caso Práctico.
Hand-auger
Caso Práctico.
Cuarteo de la muestra
Caso Práctico.
Cuarteo de la muestra
Caso Práctico.
MEDIDAS IN SITU
Medición in situ de: COV’s, O2, CO2 y LEL
Detector multiparamétrico
Caso Práctico.
MEDIDAS IN SITU
Semana 1
Mediciones de CO2
Semana 6
Caso Práctico.
MEDIDAS IN SITU
Semana 1
Mediciones de O2
Caso Práctico.
Semana 6
MEDIDAS IN SITU
Semana 1
Mediciones de COV’s
Caso Práctico.
Semana 6
RESULTADOS ANALÍTICOS
Tasa degradación = 24 ppm/día
Caso Práctico.
Caso Práctico.
Caso Práctico.
Cromatogramas
1
Homogeneización
2
30 días
3
90 días
4
Caso Práctico.
140 días

REMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADAS

Transcripción

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