avaliação das rotas de intrusão de vapores do...

Avaliação das Rotas de Intrusão de Vapores do SoloAplicações Práticas e Estudo de Caso

Roberto C. Landazuri ArteagaIsabella A. Mezzari LandazuriThomas E. McHugh, PhDRichard L. Bowers, P.E.John A. Connor, P.E., P.G., B.C.E.E.

GSI Environmental Inc.Houston, Texas, EEUUwww.gsi-net.com

VII Seminário Internacional Sobre Remediação e Revitalização de Áreas Contaminadas

Avaliação das Rotas de Intrusão de Vapores do Solo

O qué é a Intrusão de Vapores?Significado das Concentrações de FundoAmostragem de GasesEstudo de Caso: Ex-Refinaria18 de Marzo, México

Intrusão de Vapores: O que é?

PONTO IMPORTANTE:

A intrusão de vapores é a migração de compostos químicos voláteis desde o subsolo até o interior de um edifício.

EDIFÍCIO

Fonte da água

subterrânea

Fonte do solo

Vapores no subsolo

A qualidadedo ar interior está afetada?

3

Biodegradação?

Focos de resíduosou contaminantes

RECEPTOR

Migração pelo arou pela água

Seres humanos,espécies ecológicas

TransporteTransporte

Por que se avaliam as Rotas de Intrusão de Vapor? Análise de Riscos

FONTE

FOCO DA AVALIAÇÃO DE VAPORES:Existe evidência de migraçãode vapores entre a fonte e o receptor?

4

O Problema:

Complicação:

A Solução:

Existe inquietação em relação à intrusão de vapores. No entanto, as regulamentações e os métodos de investigação estão evoluindo rapidamente.

Concentrações de alguns VOC nas águas subterrâneas ≤ 5 ppbou o solo poden causar impactos através da intrusãode vapores.

Pode existir concentrações de VOCs de fontes dentro de um edifício.

Avaliação através de amostragem de gases de solo, ar interior e ar ambiental.

PONTO IMPORTANTE:

5

COVs en Ar

Interior


?

VOC = Compostos Orgânicos Voláteis

O qué é a Intrusão de Vapores?Significado das Concentraçõesde FundoAmostragem de GasesEstudo de Caso: Ex-Refinaria18 de Marzo, México


Impacto de Fontes de Concentraçãode Fundo ao Ar Interior

ASSUNTO CHAVE:EDIFÍCIOEDIFÍCIO

Gasolina Solvente

Fontes de Concentração de Fundo:Não existe solo afetado nem águasubterrânea afetadaFontes do Subsolo:Sítios de ação corretiva

O efeito de fontes de concentraçãode fundo ao ar interior na avaliaçãoda rota de água subterrânea-arinterior.

DOIS CASOS:

Água Subt. AfetadaÁgua Subt. Afetada

Significado das Concentrações de Fundo

7

Biodegradação?Biodegradação?

Fontes de VOCs no Ar Interior

Fontes de Impactos ao Ar Interior (Concentrações de Fundo)

REFERÊNCIAS:USEPA, 1991, “Building Air Quality Guide”OSHA, 1999, “Tech Manual for Indoor Air Inv.”


Ar ambiental ExteriorVeículos, combustíveisPinturas, adesivosProdutos de LimpezaInseticidasFumaça de cigarroLavagem de roupas à secoCosméticos, plásticos, etc.

Existe Correlação entre as Concentraçõesna Água Subterránea e no Aire Interior?

Existe algumacorrelação?

(p = 0.11) = Probabilidade = 11% que a linha de regressão seja 0 (isto é, no existe correlação).


Hidrocarbonetos del Petróleo: NãoSolventes Clorados: Sim Direta

0.1

1

10

100

1000

10 100 1000 100000.001

0.01

0.1

1

10

100

1000

0.1 1 10 100 1000 10000Con

c. n

o A

rInt

erio

r ( u

g/m

3 )

CORRELAÇÃO? NÃO (p = 0.11)CORRELAÇÃO? SIM (p <0.001)

Con

c. n

o A

rInt

erio

r ( u

g/m

3 ) Solventes CloradosHidrocarbonetos de Petróleo

Concentração na Água Subt. (ug/L) Concentração na Água Subt. (ug/L)

Fonte: McHugh, T., et. Al, 2004: An Empirical Analysis of the Groundwater-to-Indoor-Air Exposure Pathway: The Role of Background Concentrations in Indoor Air, Environmental Forensics, 2004 9

As concentrações observadas coincidem com as de fundo?


0.1

1

10

100

1000

10 100 1000 100000.001

0.01

0.1

1

10

100

1000

0.1 1 10 100 1000 10000Con

c. n

o A

rInt

erio

r ( u

g/m

3 )

Con

c. n

o A

rInt

erio

r ( u

g/m

3 ) Solventes CloradosHidrocarbonetos de Petróleo

Concentração na Água Subt. (ug/L) Concentração na Água Subt. (ug/L)

As concentraçõesobservadas coincidemcom as de fundo?

Hidrocarbonetos de Petróleo: Sim: 95 %Solventes Clorados: Sim: 75 %

VARIAÇÃO DA CONC. MÉDIA DE FUNDO DE BENZENO NO AR INTERIOR

VARIAÇÃO DA CONC. MÉDIA DE FUNDO DE PCE E TCE NO AR INTERIOR

Fonte: McHugh, T., et. Al, 2004: An Empirical Analysis of the Groundwater-to-Indoor-Air Exposure Pathway: The Role of Background Concentrations in Indoor Air, Environmental Forensics, 2004 10

O qué é a Intrusão de Vapores?Significado das Concentraçõesde FundoAmostragem de GasesEstudo de Caso: Ex-Refinaria18 de Marzo, México


<

IA

B

IA

SOLOAS

<

?AI

SSSOLOAS

<

?

SOLOAS

SOLOAS

Processo Típico da Investigação de Linhas de EvidênciaAmostragem de Gases do Solo

Vapores do SoloFontes de Ar Interior

Fontes de Ar Exterior Distribução de Vapores de Ar Interior

? Confirmação das concentrações de vapor > 10-5 limite de risco à saude?

Sim:

Não:

Continue avaliação.

Nenhuma ação.

? Concentrações de ar exterior são iguais ou maiores que as conc. de ar interior?

A fonte mais provável é o Ar Exterior.

< = Comparação < = Comparação

? concentrações no solo são suficientemente altas para causar um impacto?

? A distribução de vapores do arinterior indicamque a fonte é o arinterior?

Não:

Continue avaliação.

Não se precisa acção.

Sim:

Não: Continue avaliação.

Sim: A fonte mais provávelé o Ar Interior.

Não: Continue avaliação.

Sim:

Amostragem de Gases:Investigação de Linhas de Evidência

13

1 Ar Interior2 Vapores do Solo1 Ar Interior2 Vapores do Solo

12

43

3 Ar Exterior4 Distribução de

Vapores de A. Interior

3 Ar Exterior4 Distribução de

Vapores de A. Interior

Amostragem de VaporesAmostragem de Vapores

3311 22

SSS

44

HAPSITE

Caminhão de Perfuração

Ponto de Amostragem

PermanenteÀs vezes exigida pela lei reguladora.

Preferida quando muitas coletas de amostras são efetuadas emdiferentes ocasiões.

TemporáriaUsada para uma única ocasião de coleta de amostras. Preferida quando o pontos de amostragem não podem ser deixados no lugar.

Amostragem de Gases do Solo:Opções de Instalação

14

Permanente Temporário

Amostragem de Gases do Solo:Pontos de Amostragem Abaixo de Uma Laje

15

Manômetro

Controlador de Fluxo

Ponto de Amostragem

Profundo

Ponto de AmostragemSuperficial

Amostragem de Gases do Solo:Coleta de Amostra

16

Ponto de Amostragem

Gas Detector de Vazamentos

Medidor de Campo do Gás Detector de

Vazamentos

Amostragem de Gases do Solo:Detecção de Vazamentos

17

VOCs

Oxigênio, CO2

Hélio

Onde está o contaminante?Como medir?

FID ou PIDHAPSITE (GC-MS Portátil)

Existe biodegradação?Como medir?

Medidores de gases portáteis

Existem vazamentos?Como medir ?

Medidor de Hélio portátil.

PONTO IMPORTANTE:

Resultados en tempo real permite o usuário agir contra possíveis problemas relacionados à qualidade dos dados ou agir contra algum resultado não esperado nesta mesma mobilização.

VOCs = Compostos Orgânicos Voláteis, FID = detector de ionización de chama, PID = detector de fotoionização

Amostragem de Gases:Pesquisa de Campo

18

HAPSITE

Amostragem de Gases:Avaliação das Linhas de Evidência

LINHAS DE EVIDÊNCIA Sim Não

Concentrações de VOC no Ar Interior?

Concentrações de VOC nosGases do Solo?Concentrações de VOC no Ar Exterior?

Distribução de Vapores do Ar Interior? Água Subt. AfetadaÁgua Subt. Afetada

PONTO IMPORTANTE:

Várias linhas de eviência existem paraavaliar o impacto da intrusão de vapores.

19

O qué é a Intrusão de Vapores?Significado das Concentraçõesde FundoAmostragem de Gases

Estudo de Caso: Ex-Refinaria18 de Marzo, México


1991

2009

2010

2011

Estudo de Caso: Ex-Refinaría no MéxicoInvestigação da Ex-Refinaria 18 de MarzoInvestigação da Ex-Refinaria 18 de Marzo

21

Desmontagem da Refinaría Construção do Parque

Remediação Ambiental Futuro Parque

Objetivo da Investigação de Vapores:Objetivo da Investigação de Vapores:

Avaliar os Impactos atuais.

Avaliar o Impacto da Biodegradação.

Apresentar recomendaçõespara a gestão da possívelintrusão de vapores.

Caracterizar a distribuiçãodos Compostos OrgânicosVoláteis do petróleo.

1

2

3

4

Solo Não

Afetado

Coluna de solo

afetado

Camada Artificial

Parque RecreativoLaje de concreto que provavelmente vaipermanencer

ResidênciasPróximas

Trabalhador da construção civil

Trabalhadordo Parque

Adulto

Criança

ÁguaSubterrâneaAfetada

22

Registro fotográfico: MetodologiaInvestigação da Ex-Refinaria 18 de MarzoInvestigação da Ex-Refinaria 18 de Marzo

23

■ Ar Exterior

■ Vapores do Solo

Resultados da InvestigaçãoResultados da Investigação

Ar Exterior: BTEXResultados da InvestigaçãoResultados da Investigação

ss

Vento acima

Ventoabaixo

Centro da área

A6

0

0.01

B E T X

C

on

cen

tració

n

(pp

mv)

Con

cent

raçã

o(p

pmv)

0,01

A5

0

0.01

B E T X Con

cen

traci

ón

(ppm

v)

Con

cent

raçã

o(p

pmv)

0,01A4

0

0.01

B E T X C

on

cen

traci

ón

C

once

ntra

ção

(ppm

v)

0,01

A9

0

0.01

B E T X

Con

cen

tració

n

(ppm

v)

Con

cent

raçã

o(p

pmv)

0,01

A8

0

0.01

B E T X Con

cen

traci

ón

(p

pm

v)

Con

cent

raçã

o(p

pmv)

0,01A7

0

0.01

B E T X

Con

cen

tració

n

(ppm

v)

Con

cent

raçã

o(p

pmv)

0,01

A3

0

0.01

B E T X

C

on

cen

tració

n

(ppm

v)

Con

cent

raçã

o(p

pmv)

0,01

A2

0

0.01

B E T X Co

nce

ntr

aci

ón

(p

pm

v)

Con

cent

raçã

o(p

pmv)

0,01A1

0

0.01

B E T X

Con

cen

traci

ón

(pp

mv)

Con

cent

raçã

o(p

pmv)

0,01

0

0

0

0

00

0

0

0

25

SemImpactoNo ArExterior

Nenhumadiferençaentre vapores vento acimae abaixo

Concentrações de BTEX no sítio são consistentes com as concentrações vento acima e concentraçõestípicas de fundo do ar interior.

Concentrações de Ar Exterior vs. Concentrações de Fundo

1) USEPA Draft Vapor Intrusion Guidance, November 2002 (10-4 risk)

PONTO IMPORTANTE:


26

TOLUENO

Varia

ção

daC

once

ntra

ção

(ppm

v)

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

LIMITE DA EPA1

Conc. no Sítio

Conc. Vento Acima

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

BENZENO

LIMITE DA EPA1

Conc. no Sítio

Conc. Vento Acima

Varia

ção

daC

once

ntra

ção

(ppm

v)

CONC. MÉDIA

DE FUNDO NO AR

INTERIORCONC. MÉDIA

DE FUNDO NO AR

INTERIOR

■ Não existe impacto ao Ar Exterior.

■ Não existe Risco à Saúde.

Descobertas: Ar ExteriorDescobertas: Ar Exterior

RESUMINDO:As condições atuais do ex-refinarianão afetam a qualidade do arambiental exterior.

Investigação da Ex-Refinaria 18 de MarzoInvestigação da Ex-Refinaria 18 de Marzo

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■ Ar Exterior

■ Vapores do Solo


OxigênioPossívelBiodegradaçãoAeróbia

Não existe Biodegradação Aeróbia

Comin CH

max

Hidrocarboneto

Fonte de Vapores Concentração no Vapor

CHmin Co

max

Lδ

Modelo Conceitual da Biodegradação do Petróleo

Fonte: Roggemans et al., 2001, Vadose Zone Natural Attenuation of Hydrocarbon Vapors: An Empirical Assessment of SoilGas Vertical Profile Data, API’s Soil and Groundwater Technical Task Force Bulletin No. 15.

PONTO IMPORTANTE:

Existe uma correlação entre o consumo de oxigêno e a atenuação de hidrocarbonetos.

Resultados da Investigação

29

PoçosMultinívelSLP1

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.001 0.01 0.1 1 10 100

Concentração

Prof

undi

dade

(m)

(%)CO2

(%)O2

(%)Total HC

Vapores do Solo: BiodegradaçãoResultados da Investigação

Os vapores dos hidrocarbonetosse biodegradamao entrar emcontato com o oxigênio perto da superfície.

Os vapores dos hidrocarbonetosse biodegradamao entrar emcontato com o oxigênio perto da superfície.

PONTO IMPORTANTE:

30

Prof

und.

(m)

Concentr.

012345

■ Evidência de Biodegradação de vapores nos gases do subsolo

Descobertas: Biodegradação de Vapores OrgânicosDescobertas: Biodegradação de Vapores Orgânicos

■ Os vapores de hidrocarbonetosse degradam antes de chegar aosolo superficial.

RESUMINDO:

Graças à difusão de O2, a biodegradaçãoprevine a liberação de vapores de hidrocarbonetos à atmosfera nos locais ondenão existe camada de concreto.


31

Vapores do Solo: BTEXResultados da InvestigaçãoResultados da Investigação BenzenoBenzeno

EtilbenzenoEtilbenzenoToluenoToluenoXilenosXilenos

CNP4-0

ND ND ND ND0

1

B E T XCo

nc

en

tra

tio

n (

pp

mv)

S12

NDNDNDND0

1

B E T X

Co

nce

ntr

ati

on

(p

pm

v)

S14

NDNDNDND0

1

B E T XCo

nce

ntr

ati

on

(p

pm

v)

S35

NDNDNDND0

1

B E T XCo

nc

en

tra

tio

n (

pp

mv

)

S9

NDNDNDND0

1

B E T XCo

nc

en

tra

tio

n (

pp

mv

)

SLP1

NDNDNDND0

1

B E T XCo

nc

en

tra

tio

n (

pp

mv

)

TD1-0

ND ND ND ND0

1

B E T XCo

nc

en

tra

tio

n (

pp

mv)

PONTO IMPORTANTE: Devido àBioodegradação, não se detectouBTEX nos vapores do subsolo.

PONTO IMPORTANTE: Devido àBioodegradação, não se detectouBTEX nos vapores do subsolo.

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■ Biodegradação: A biodegradação elimina os vapores de hidrocarbonetos nos gases dos solos a profundidades pequenas.

Descobertas: Gases do SoloDescobertas: Gases do Solo

RESUMINDO: A biodegradação reduziu a toxicidade dos hidrocarbonetos nos gases do solo e estálimitando sua liberação à atmosfera.

■ Hidrocarbonetos Presentes: Os hidrocarbonetosremanescentes se biodegradam mais lentamente e são menos tóxicos (2,2,4-TMP y ciclohexano).

Prof

und.

(m)

Concentr.

012345


■ Ausência de BTEX: Não se detectou BTEX nos gases dos solos.

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Amostragem de Gases do Solo:Avaliación das Linhas de Evidência

LINHAS DE EVIDÊNCIA Sim Não

Concentrações de VOC no Ar Interior?

Concentrações de VOC nosGases do Solo?Concentrações de VOC no Ar Exterior?

Distribução de Vapores do Ar Interior?

Várias linhas de evidência apoiam a conclusão de ausência de intrusão de vapores.

AS AfeitadaAS Afeitada

N/A N/A

N/A N/A

N/A = Não Aplicável

PONTOIMPORTANTE:

34

avaliação das rotas de intrusão de vapores do...

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