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Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Rev. Int. Contam. Ambie. 30 (2) 201-211, 2014
DETERMINACIÓN DEL PERFIL DE BENCENO Y DE HIDROCARBUROS DE FRACCIÓN
LIGERA EN EL SUELO DEL PASIVO AMBIENTAL DE LA EX-REFINERÍA “18 DE MARZO”,
CIUDAD DE MÉXICO
Luis Antonio GARCÍA VILLANUEVA* y Georgina FERNÁNDEZ-VILLAGÓMEZ
División de Ingenierías Civil y Geomática, Departamento de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, Facultad de
Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, D.F., México
*Autor responsable; luisiq2000@gmail.com
(Recibido abril 2012, aceptado agosto 2013)
Palabras clave: remediación, suelos contaminados, benceno, hidrocarburos de fracción ligera, análisis de
sensibilidad, densidad aparente, arcilla
RESUMEN
Durante los 58 años en los que funcionó la ReFnería “18 de marzo” de Petróleos
Mexicanos (PEMEX), se realizaron actividades de reFnación, almacenamiento y
distribución de hidrocarburos que produjeron derrames que impactaron el suelo y
el agua, dando como resultado la aparición de un pasivo ambiental al cierre de esas
instalaciones. La remediación ha sido una alternativa para dar solución a la presencia
de pasivos ambientales. Considerando lo anterior, en esta investigación se propone la
determinación de un perFl de masas en suelo de benceno y de hidrocarburos de fracción
ligera (HFL), antes y después de un proceso de remediación por profundidades, en el
pasivo ambiental de la ex-ReFnería “18 de marzo”, con el Fn de conocer las masas de
contaminantes. Las cargas de masa calculadas antes de la remediación para benceno
fueron de 10 139 kg y de 437 090 kg para HFL; después de la remediación fueron de
1092 kg de benceno y de 34 992 kg de H±L, de un total de 642 muestras de 122 perF
-
les en un volumen de suelo de 680 356 m
3
. La masa de benceno y de HFL después de
la remediación se considera aceptable, ya que las concentraciones de las muestras no
rebasan los límites máximos permisibles establecidos por la NOM-138-SEMARNAT/
SS-2003.
La metodología utilizada permite trabajar en lugares de grandes dimensiones
donde existen pasivos ambientales y con ello un riesgo inminente para la salud pública.
La determinación del perFl de masa en suelo es una opción para dar seguimiento a la
veriFcación de reportes y a las medidas de mitigación de impacto ambiental ya que es
posible aplicarla antes y después de la remediación.
Key words: remediation, polluted soils, benzene, light-fraction hydrocarbons, sensitivity analysis, bulk density,
clay
ABSTRACT
During the 58 years the “18 de Marzo” ReFnery, owned by Petr
ó
leos Mexicanos
(PEMEX), was in operation, its activities of reFning, storage and distribution of hy
-
drocarbons produced spills that impacted soil and water and resulted in the emergence
of an environmental liability by the time the reFnery closed. Remediation has been
L.A. García Villanueva y G. Fernández-Villagómez
202
considered as an alternative to solve the presence of environmental liabilities. Taking
into account these factors, the purpose of this research was to measure the mass of con-
taminants by determining a profle oF the mass oF soil For benzene and light petroleum
Fractions (H±L) in the environmental liability oF the refnery, prior and aFter a process oF
remediation by depths. Mass discharges that were calculated prior to remediation were
10 139 kg For benzene and 437 090 kg For H±L; aFter remediation, they were 1092 kg For
benzene and 34 992 kg For H±L, given a total oF 642 samples in 122 profles and a soil
volume of 680 356 m
3
. The mass oF benzene and H±L aFter remediation is considered
at acceptable levels because the sample concentrations do not exceed the maximum
permissible limits set by the OMS-138-SEMARNAT/SS-2003 regulation. The applied
methodology can be used in large-size sites where environmental liabilities are present
and a looming public health risk. The determination oF the profle For the mass oF soil
is an option to Follow up verifcation oF the reports and the mitigation measures oF the
environmental impact, as it is possible to apply profling prior and aFter remediation.
INTRODUCCIÓN
El 29 de octubre de 1930, la Compañía Mexicana
de Petróleo “El Águila S. A.” recibió autorización
para instalar y explotar una refnería en la Delega
-
ción Azcapotzalco, ubicada al noroeste de Ciudad de
México (
Fig. 1
). Esta instalación, nombrada “18 de
marzo”, inició sus operaciones en 1933 y las conclu
-
yó el 18 de marzo de 1991 por decreto del Gobierno
±ederal. Durante esos 58 años realizó actividades de
refnación, almacenamiento y distribución de hidro
-
carburos que produjeron derrames que impactaron el
suelo y el agua, dando como resultado la aparición
de un pasivo ambiental al cierre de esas instalaciones
(PEMEX 1956, PEMEX 2008).
La remediación ha sido una alternativa para dar
solución a la presencia de pasivos ambientales. En la
literatura se han reportado mecanismos de atenuación
natural (Nathwani y Phillips 1977, Brady y Weil 1998,
Bhupathiraju
et al.
2002, Schneider
et al.
2006), tales
como la dilución y la transformación (degradación).
No obstante, tras ocurrir estos procesos, aún permane-
ce una cantidad remanente que es necesario determinar
para su posterior remediación. En estas condiciones, el
perfl de masa del suelo por proFundidades es muy útil
para conocer esa cantidad remanente y su aplicación
es tan variada como se desee, tal como lo muestran
varios estudios realizados sobre áreas aFectadas por
benceno e hidrocarburos de la fracción ligera (HFL)
del petróleo. Así, los trabajos de Garg y Rixey (1998),
Chapelle (1999), Yang
et al.
(1999), Wang
et al.
(2007)
y Davis
et al.
(2009) consideran un perfl de masa
para la remediación del suelo, lo que incluye medir
concentraciones de dióxido de carbono producido por
las bacterias utilizadas para la biorremediación inyec
-
tando oxígeno, así como el cálculo de la transferencia
de masa con respecto al tiempo.
Existen otras investigaciones más específcas
que aplican perfles de masas en suelos. Gocht
et
al.
(2006) explican el destino de los contaminantes
en el suelo como resultado de su difusión. Para ello,
plantean una ecuación para obtener dichas sustancias
acumuladas por horizonte. Aunque no se estudia
lo que sucede en el interior del suelo, considerado
como caja negra, se sabe que tienen lugar una serie
de procesos internos tales como la degradación o la
acumulación. Utilizando la ecuación propuesta di
-
chos autores brindan resultados experimentales que
se reportan a diferentes profundidades y de manera
global. Por otra parte, Liu
et al.
(2001) calculan un
perfl de masas más completo, ya que muestran tanto
la distribución del contaminante en tres fases (suelo,
aire y agua) como el destino que siguen. Finalmente,
se tiene el trabajo llevado a cabo por Schneider
et al.
(2006) que, a diferencia de los dos anteriores –desa-
rrollados a escala de laboratorio, con conocimiento y
control de las variables tales como la concentración
inicial, la textura del suelo, la temperatura y la hu-
medad–, consideran un caso de contaminación real
en una ex-refnería en la ciudad de São Paulo, Brasil.
Cabe señalar que cualquier perfl de masa, incluido
el aplicado a suelos contaminados, se rige bajo el prin-
cipio de conservación de la materia. En términos más
específcos, el sistema cuenta con una serie de entradas
y salidas, en su interior existe un conjunto de procesos
que se pueden analizar de Forma independiente, consi
-
derándose cada uno de ellos, una variable del sistema
defnido en Función de la masa (concentración). Es
indispensable defnir el contaminante que será objeto
de estudio, ya que de él dependen los procesos (Him-
melblau y Riggs 2002, McCabe
et al
. 2004).
Considerando lo anterior, en esta investigación
se propone la determinación de un perfl de masas
en suelo de benceno y de HFL, antes y después de
BENCENO Y HFL EN SUELO DE UN PASIVO AMBIENTAL
203
un proceso de remediación por profundidades, en el
pasivo ambiental de la ex-Refnería “18 de marzo”,
con el fn de conocer las masas de contaminantes
actuales y determinar si estos valores se encuentran
dentro de los límites establecidos por las normas
ambientales mexicanas.
ÁREA DE ESTUDIO
Hasta el momento de su cierre, la refnería –
asentada en un área conformada por dos polígonos,
norte y sur– contaba con diecisiete plantas, catorce
de refnación y tres petroquímicas. En el polígono
norte –dividido en siete zonas– se encontraba la
mayor parte de las plantas de procesos y los tanques
de almacenamiento de hidrocarburos. El estudio se
concentra en una de estas zonas –la número siete–,
la cual fue contaminada con benceno y HFL debido
a los derrames ya mencionados (Comunicación Per-
sonal, DGGIMAR-SEMARNAT). Las propiedades
físico-químicas de estas sustancias se presentan en
el
cuadro I
(PEMEX 2008).
En los primeros 7 m de profundidad el subsuelo
de la ex-refnería está conFormado por estratos gra
-
nulares fnos, depositados en un ambiente lacustre
PE
R
IFÉR
ICO
INS
URG
E
N
TE
S
P
ERIF
É
RICO
VIADUCTO
AU
TO
P
IS
TA
N
A
U
C
AL
PA
N
GU
STAVO BAZ
C
O
N
STIT
U
YEN
T
ES
Toluca
Cuernavaca
Querétaro
Pachuca
Texcoco
CENTRO
HISTÓRICO
PARQUE
EX-REFINERÍA
18 DE MARZO
Tlaxcala
Simbología
Manchas urbanas
Rutas prioritarias de acceso
Vías regionales
0 1.5
7.5
15 km
Vías primarias
Puebla
66 km
89 km
211 km
118 km
123 km
95 km
N
E
W
S
P1
P2
P24
P25
P3
P4
P5
P6
P7
P10
P8
P9
P11
P12
P13
P19
P15
P21
P14
P17
P16
P22
P20
P18
P28
P23
P27
P26
DA_CM: Densidad Aparente_Concentración Media; DA_Cp75: Densidad Aparente_Concentración percentil 75; DA_Cp95: Densidad
Aparente_Concentración percentil95; DM_CM: Densidad Media_Concentración Media; DM_Cp75: Densidad Media_Concentración
percentil 75; DM_Cp95: Densidad Media_Concentración percentil95; DR_CM: Densidad Real_Concentración Media; DR_Cp75:
Densidad Real_Concentración percentil 75; DR_Cp95: Densidad Real_Concentración percentil95
Fig. 1
. Mapa de la ubicación del pasivo ambiental de la ex-Refnería “18 de marzo” en la Ciudad de México y puntos de muestreo
en la zona siete.
Google Earth (2013) Cnes/Spot Image Digital Globe Google Map data - © Google, INEGI
(Modifcado de
Schaffner, Sandro 2005, Google Earth 2013)
L.A. García Villanueva y G. Fernández-Villagómez
204
marginal donde predominan las arcillas y los limos
con algunos lentes de arenas. Presenta una permea-
bilidad reducida, con conductividades hidráulicas
entre 1.79E-6 cm/s y 3.55E-6 cm/s, que hace que
funcione como un acuitardo (material que permite el
paso del agua pero que limita o impide su salida por
retención) cuyo espesor es aproximadamente de 15
m. Allí se pueden identifcar cinco capas, la primera
compuesta de materiales de relleno de origen diverso
y las otras cuatro constituidas por suelo autóctono.
La materia orgánica varía entre 0.4% y 8.1%, con
densidad aparente que va de 0.65 kg/m
3
a 1.55 kg/m
3
.
Aunque existen cambios ligeros tanto en sentido
vertical como horizontal, la estructura del subsuelo
se mantiene esencialmente uniforme (Lesser 1995,
Saval
et al.
2004, Díaz-Rodríguez 2006).
METODOLOGÍA
Primero se defne el área del suelo contaminado
(A
sc
), con el que se inicia el cálculo del perfl de masa
del contaminante, el cual involucra las ecuaciones
necesarias para determinar la masa total de los con-
taminantes en el suelo.
A partir del A
sc
, se determina el volumen de suelo
contaminado (V
sc
) con la ecuación (1) para cada
profundidad.
V
SC
= (
A
SC
)
*
(
P
)
(1)
Donde
V
sc
= volumen de suelo contaminado (m
3
)
A
sc
= área de suelo contaminado (m
2
)
P= profundidad (m)
El volumen total de suelo contaminado (V
TSC
) se
determina con la ecuación (2), en la cual se realiza
la suma de los valores de volumen de suelo conta-
minado para cada profundidad
i
.
V
TSC
=
V
SCi
7.2
i
= 1.2
(2)
Se procede a determinar la masa de suelo conta-
minado a partir del valor de V
sc
y con la ecuación
(3).
M
SC
= (
V
SCi
) * (
ρ
ap
)
(3)
Donde:
M
sc
= masa de suelo contaminado (kg)
ρ
ap
= densidad aparente del suelo (kg/m
3
)
V
sc
= volumen de suelo contaminado (m
3
)
La masa total de suelo contaminado (M
TSC
) se
determina sumando los valores de M
sc
para todas las
profundidades, con la ecuación (4).
M
TSC
=
M
SCi
7.2
i
= 1.2
(4)
Para obtener la masa del contaminante presente en
el suelo (M
CP
), se necesita el valor de masa de suelo
contaminado (M
SC
) y la ecuación (5).
M
CP
= (
M
SC
)
*
(
C
X
)
(5)
Donde:
M
CP
= masa del contaminante (kg)
C
x
= concentración del contaminante (kg de conta-
minante/kg de suelo)
M
SC
= masa de suelo contaminado (kg)
La masa total de contaminante presente (M
TCP
)
en todo el suelo se determina con la ecuación (6), la
cual suma los valores de M
CP
para cada profundidad.
M
TCP
=
M
CPi
7.2
i
= 1.2
(6)
El objetivo del perfl de masa del suelo es obtener
la masa (kg) de contaminante (benceno y HFL) a
diFerentes proFundidades, con el fn de determinar si
efectivamente la remediación aplicada cumple con
los niveles máximos permisibles de acuerdo con la
normativa vigente.
El valor de la concentración de benceno y de
H±L (Cx) así como de la densidad aparente (ρ
ap
)
CUADRO I.
PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DEL BENCENO Y DE LOS HIDRO-
CARBUROS DE FRACCIÓN LIGERA
Benceno
Tolueno
Etilbenceno
Xileno
Solubilidad en agua (g/100ml) a 25ºC
0.18
0.05
0.015
Insoluble
Densidad (g/cm
3
) a 15ºC
0.88
0.87
0.86
0.88
Punto de Ebullición (ºC)
80
111
50
138
Peso Molecular (g/mol)
78.11
92.13
106.2
106.2
Fuente: Potter, T. L. and Simmons, K. E. 1998
BENCENO Y HFL EN SUELO DE UN PASIVO AMBIENTAL
205
y densidad real del suelo (ρ
real
) se obtuvo de los
resultados de estudios de caracterización realizados
antes del proceso de remediación, en el año 2007
(Comunicación personal DGGIMAR-SEMARNAT),
la densidad promedio del suelo se obtiene entre la
densidad aparente y la real por cada profundidad,
con la fnalidad de conocer cómo inFuye en la masa
de contaminante al realizar el perfl de masas con
tres valores distintos de densidad de suelo. Los datos
de concentración para benceno se obtuvieron de 28
per±oraciones o perfles de suelo, a cada 1.2 m de
profundidad hasta llegar a 7.2 m, generando así 28
muestras de cada profundidad (1.2, 2.4, 3.6, 4.8, 6.0
y 7.2 m) teniendo un total de 168 datos de concentra-
ción de benceno (
Cuadro II
). Se trabaja con un solo
valor de concentración que represente el total de los
datos por cada profundidad. Para poder trabajar con
un valor de concentración por cada profundidad que
se defne en el cálculo del perfl de masa defnida en
la ecuación (5), por la variabilidad de los datos se ob-
tuvo la media, el percentil 75 y percentil 95 del total
de valores de las muestras –debido a que en ellos se
tiene la mayor cantidad de datos–, lo que signifca que
se tiene el valor medio del total de datos. El percentil
75 considera los valores menores o iguales al 75 %
del total de datos ordenados de forma creciente para
obtener un sólo valor de concentración de benceno
y fnalmente el percentil 95 que considera los datos
menores o iguales al 95 % del total generando de
igual manera un único valor de concentración. Como
se mencionó anteriormente, los valores que se obtu-
vieron son los que se utilizaron para los cálculos del
perfl de masa (
Cuadro III
).
En el caso de los los HFL antes de la remediación,
el número de per±oraciones o perfles de suelo ±ue de
34 para cada profundidad (1.2, 2.4, 3.6, 4.8, 6.0 y 7.2
m), generando un total de 204 datos de concentra-
ción, a los cuales se les hizo el mismo tratamiento de
estadístico (media, percentil 75 y percentil 95) para
obtener los valores para concentración media, con-
centración percentil 75 y concentración percentil 95
(
cuadros IV
y
V
).
Por lo que fueron 28 puntos de muestreo para
el benceno y 34 puntos para los HFL antes de la
remediación.
Se realizaron nuevamente per±oraciones o perfles
de suelo después de la remediación para ambos casos:
benceno (30) a las 6 profundidades teniendo un total
de 180 muestras e HFL (30) considerando únicamente
las profundidades 1.2, 2.4 y 3.6 m dando un total de
90 muestras. Se realiz
ó nuevamente el tratamiento
estadístico antes descrito para obtener valores únicos
a cada profundidad y para aplicar la metodología al
perfl de masa elaborado en el año 2010.
De acuerdo con la NOM-138-SEMARNAT/SS-
2003 (SEMARNAT 2003), el número de muestras
que se recomienda para un área de 7.4 hectáreas es
entre 33 y 38.
CUADRO II.
DATOS ESTADÍSTICOS DE CONCENTRACION DE BENCENO ANTES DE LA REMEDIACIÓN (g/kg)
Profundidad (m)
n
Mínimo
Máximo
Media
Mediana
Percentil 75 Percentil 95 Desviación estándar
1.2
28
0
0.0017
0.0003
0.0002
0.0002
0.0007
0.0003
2.4
28
0.0002
0.0730
0.0031
0.0002
0.0002
0.0051
0.0137
3.6
28
0.0002
0.1510
0.0074
0.0002
0.0005
0.0188
0.0285
4.8
28
0.0002
0.7320
0.0324
0.0002
0.0075
0.0540
0.1380
6.0
28
0
0.0313
0.0046
0.0002
0.0024
0.0287
0.0094
7.2
28
0
0.3630
0.0215
0.0002
0.0002
0.0942
0.0715
CUADRO III.
PERFIL DE MASA EN SUELO DE BENCENO ANTES DE LA REMEDIACIÓN (kg)
Profundidad
(m)
Densidad
aparente
Densidad
media
Densidad
real
Conc.
media
Conc.
per75
Conc.
per95
Conc.
Media
Conc.
per75
Conc.
per95
Conc.
Media
Conc.
per75
Conc.
per95
1.2
48
37
128
61
47
164
75
58
200
2.4
404
28
662
425
30
698
804
56
1 319
3.6
1 103
76
2 814
1 513
105
3 859
1 922
133
4 903
4.8
4 554
1056
7 593
7 256
1682
12 090
8 634
2001
14 390
6.0
592
312
3 710
943
496
5 907
1 293
680
8 103
7.2
3 438
45
15 060
4 912
64
21 520
6 387
83
27 990
Masa total
10 139
1554
29 968
15 110
2424
44 238
19 115
3011
56 905
L.A. García Villanueva y G. Fernández-Villagómez
206
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Benceno antes de la remediación
Se obtuvo la masa de benceno presente a seis
diferentes profundidades entre 1.2 y 7.2 m, con
concentraciones estadísticas promedio, percentil 75
y percentil 95, así como las densidades aparente, real
y promedio. En los
cuadros II
y
III
se presentan los
resultados del manejo estadístico correspondiente
a los análisis de las concentraciones y del perfl de
masa del suelo por profundidades y global, los cuales
reFejan el comportamiento del benceno en términos
de masa (kg). Se considera que la situación de mayor
impacto por benceno es aquella con densidad real y
concentración percentil 95, debido a que en ésta se
presenta la mayor cantidad de masa del contaminante
y donde el valor de la densidad real es mayor que
la densidad aparente, lo que indica que existe una
disminución de porosidad que limita el trayecto del
contaminante manteniéndolo en las partículas del
suelo.
En la
fgura 2
se presenta la distribución de ben-
ceno en el perfl del suelo. Se observa una mayor
masa del contaminante a 4.8 y 7.2 m. De acuerdo con
Díaz-Rodríguez (2006), la estratigra±ía del suelo y
el nivel freático del acuitardo que inicia entre 4.0 y
5.0 m –donde la textura del suelo es arcillo-limosa–,
son factores importantes en la retención de benceno
limitando la migración del contaminante.
Por otra parte, existe una zona de Fuctuación del
nivel freático por temporada de lluvias y sequías, el
cual inFuye en el arrastre del benceno (Dobson
et
al.
2007), considerando además la gran movilidad
de esta sustancia en el suelo. Así, por la miscibilidad
del benceno en el agua se puede encontrar la mayor
concentración en forma líquida como una capa que
Fota en el nivel ±reático (Saval
et al.
2004).
Puede apreciarse un valor menor en la masa de
benceno a una profundidad de 6.0 m en comparación
con la zona saturada (a una pro±undidad de 7.2 m).
Lessser (1995), menciona que debido a la ±uerza
de la gravedad y las características geológicas del
suelo –la existencia de fsuras y/o agrietamientos
característicos de la tipología predominante en el
sitio o por actividades antrópicas, como el caso de las
excavaciones que se hicieron en su momento para la
red de tuberías y para la remediación–, la migración
del contaminante alcanza pro±undidades mayores.
Finalmente, la carga de contaminante en los estra-
tos superiores (zona no saturada) es la más reducida
comparada con las otras profundidades. Dada la
textura limoso-arenosa de su suelo, se puede inferir
que haya tenido lugar una liberación por volatización
a la atmósfera durante los 11 años siguientes a partir
CUADRO IV.
DATOS ESTADÍSTICOS DE CONCENTRACIÓN DE HIDROCARBUROS DE FRAC-
CIÓN LIGERA ANTES DE LA REMEDIACIÓN EN (g/kg)
Profundidad
(m)
n
Mínimo Máximo Media Mediana
Percentil
75
Percentil
95
Desviación
estándar
1.2
34
0
0.873
0.146
0.027
0.137
0.710
0.238
2.4
34
0
1.793
0.488
0.366
0.737
1.504
0.524
3.6
34
0
2.203
0.645
0.457
0.964
1.717
0.612
4.8
34
0
8.462
0.890
0.538
1.093
1.844
1.447
6.0
34
0
6.835
0.721
0.517
0.857
1.669
1.169
7.2
34
0
1.740
0.213
0.034
0.204
1.013
0.394
CUADRO V.
PERFIL DE MASA EN SUELO DE HIDROCARBUROS DE FRACCIÓN LIGERA ANTES DE LA REMEDIA-
CIÓN (kg)
Profundidad
(m)
Densidad
aparente
Densidad
media
Densidad
real
Conc.
Media
Conc.
per75
Conc.
per95
Conc.
Media
Conc.
per75
Conc.
per95
Conc.
Media
Conc.
per75
Conc.
per95
1.2
25 660
24 080
124 800
32 860
30 840
159 800
40 060
37 590
194 800
2.4
62 530
94 430
192 700
65 850
99 450
202 900
124 500
188 000
383 700
3.6
96 540
144 300
257 000
132 400
197 900
352 400
168 200
251 400
447 800
4.8
125 100
153 700
259 300
181 200
222 500
375 300
237 200
291 300
491 400
6.0
93 200
110 800
215 700
148 400
176 400
343 500
203 600
242 000
471 200
7.2
34 060
32 620
162 000
48 670
46 610
231 500
63 280
60 610
301 000
Masa Total
437 090
559 930
1211 500
609 380
773 700
1665 400
836 840
1070 900
2289 900
BENCENO Y HFL EN SUELO DE UN PASIVO AMBIENTAL
207
del cierre de la refnería, reteniéndose así una menor
cantidad de benceno.
HFL antes de la remediación
La
fgura 3
indica los resultados para los hidrocar-
buros de fracción ligera presentes en el suelo antes de la
remediación. Asimismo, los
cuadros IV
y
V
muestran
los datos obtenidos para el perfl de masa en suelo; puede
apreciarse que la mayor cantidad de masa corresponde
a la densidad real con concentración percentil 95.
Los resultados para los HFL muestran algunos
comportamientos similares a los del benceno. La
mayor masa de HFL tiende a presentarse en la zona
de oscilación del nivel freático del acuitardo, aunque
también existe una cantidad considerable por debajo
de éste; la menor carga se presenta en los estratos más
superfciales. Las explicaciones para estos resultados
también son similares: la insolubilidad química en el
agua de los HFL, la aparición de fsuras por razones
geológicas naturales y/o actividades antrópicas como
son la excavación de zanjas para remediación (zonas
de oscilación y saturada) y la alta volatilidad de estas
sustancias (zona no saturada).
Remediación
Los métodos de remediación utilizados en la zona
0
1.2
2.4
3.6
Profundidad (m)
4.8
6.0
7.2
DA_CM
DM_CM
DR_CM
DA_p75
DM_p75
DR_p75
DA_p95
DM_p95
DR_p95
5000
10000
15000
Masa de benceno (kg)
2000
02
5000
30000
DA_Cm: Densidad Aparente_Concentración media; DA_Cp75: Densidad Aparente_Concen-
tración percentil 75; DA_Cp95: Densidad Aparente_Concentración percentil95; DM_Cm:
Densidad Media_Concentración media; DM_Cp75: Densidad Media_Concentración percentil
75; DM_Cp95: Densidad Media_Concentración percentil95; DR_Cm: Densidad Real_Con-
centración media; DR_Cp75: Densidad Real_Concentración percentil 75; DR_Cp95: Den-
sidad Real_Concentración percentil95
Fig. 2
. Masa de benceno presente antes de la remediación
consistieron en una combinación de bioaspersión, es
decir, inyección de aire atmosférico por debajo de
las zonas contaminadas incluyendo la zona saturada,
que genera una cortina de microburbujas, las cuales
remueven los contaminantes que se encuentran tanto
disueltos como adsorbidos en la zona no saturada. La
remoción de contaminantes se realiza ±undamental
-
mente mediante dos mecanismos, por el arrastre físico
del aire inyectado y por la estimulación bacteriana
autóctona. El segundo método fue la extracción de va-
pores que consiste en el proceso inverso al bioventeo,
es decir, se utilizan pozos de extracción de vapores, de
tal manera que es posible remover la fracción volátil y
semivolátil de los hidrocarburos adsorbidos y absorbi-
dos en la porción no saturada del suelo, a la par que se
induce mediante este método la infltración de oxígeno
atmosférico al subsuelo, lográndose por este medio es-
timular la actividad microbiológica. Esta combinación
de procesos tuvo una duración aproximada de un año
(Comunicación Personal DGGIMAR_SEMARNAT).
Benceno después de la remediación
Una vez aplicada la remediación, se realizó
nuevamente el perfl de masa en suelo aplicando la
ecuación (5) que se utilizó para obtener la masa de
benceno antes de la remediación. Se pudo observar
L.A. García Villanueva y G. Fernández-Villagómez
208
que la masa contaminante disminuyó considera-
blemente. El porcentaje de remoción de masa de
benceno osciló entre 89 y 95 %, alcanzando el punto
máximo en las zonas de mayor retención (
cuadros
VI
y
VII
). La
fgura 4
muestra una distribución
más homogénea de masa retenida, sin presentar
variabilidad signifcativa.
HFL después de la remediación
Se observó que la masa de HFL también dismi-
nuyó como lo muestran los
cuadros VIII
y
IX
en
los que se presentan los datos estadísticos de las
concentraciones de HFL, con los cuales se realizó la
determinación de la masa remanente (
Fig. 5
).
CONCLUSIONES
Se llevó a cabo la determinación del perfl de masa
del suelo por profundidades para un caso real de un
pasivo ambiental, permitiendo observar la disminu-
ción de las concentraciones de benceno y de HFL
después de los métodos de remediación utilizados.
Las cargas de masa calculadas antes de la re-
mediación para benceno fueron de 10 139 kg y de
437 090 kg de HFL; después de la remediación fueron
de 1092 kg de benceno y de 34 992 kg de HFL, en un
volumen de suelo de 680 356 m
3
de un total de 642
muestras de 122 perfles
.
La metodología utilizada permite trabajar en lu
-
gares de grandes dimensiones donde existen pasivos
ambientales y con ello un riesgo inminente para la
salud pública. La determinación del perfl de masa en
suelo es una opción para dar seguimiento a la verif
-
cación de reportes y a las medidas de mitigación de
impacto ambiental, ya que es posible aplicarla antes
y después de la remediación.
La masa de benceno y de HFL después de la
remediación se considera aceptable, ya que las con-
centraciones de las muestras no rebasan los límites
máximos permisibles establecidas por la NOM-
138-SEMARNAT/SS-2003 (SEMARNAT 2003).
AGRADECIMIENTOS
A la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos
Naturales por proporcionar la información técnica.
0
1.2
2.4
3.6
Profundidad (m)
4.8
6.0
7.2
DA_Cm
DM_Cm
DR_Cm
DA_Cp75
DM_Cp75
DR_Cp75
DA_Cp95
DM_Cp9
5D
R_Cp95
100000
200000
300000
400000
500000
Masa (kg)
DA_CM: Densidad Aparente_Concentración Media; DA_Cp75: Densidad Aparente_Concen-
tración percentil 75; DA_Cp95: Densidad Aparente_Concentración percentil95; DM_CM:
Densidad Media_Concentración Media; DM_Cp75: Densidad Media_Concentración percentil
75; DM_Cp95: Densidad Media_Concentración percentil95; DR_CM: Densidad Real_Con-
centración Media; DR_Cp75: Densidad Real_Concentración percentil 75; DR_Cp95: Den-
sidad Real_Concentración percentil95
Fig. 3
. Masa de hidrocarburos de fracción ligera presente antes de la remediación
BENCENO Y HFL EN SUELO DE UN PASIVO AMBIENTAL
209
CUADRO VII.
PERFIL DE MASA EN SUELO DE BENCENO DESPUÉS DE LA REMEDIACIÓN (kg)
Profundidad
(m)
Densidad
aparente
Densidad
media
Densidad
real
Conc.
Media
Conc.
per 75
Conc.
per95
Conc.
Media
Conc.
per 75
Conc.
per95
Conc.
Media
Conc.
per 75
Conc.
per95
1.2
222
279
308
284
358
394
346
436
480
2.4
158
200
214
166
211
225
314
398
426
3.6
172
234
257
236
320
353
300
407
449
4.8
148
215
233
235
343
372
280
408
442
6.0
222
200
212
220
319
338
302
438
463
7.2
171
243
267
244
347
382
318
452
496
Masa Total
1092
1371
1491
1385
1898
2063
1859
2538
2756
CUADRO VIII.
DATOS ESTADÍSTICOS DE CONCENTRACIÓN DE HIDROCARBUROS DE
FRACCIÓN LIGERA DESPUÉS DE LA REMEDIACIÓN EN (g/kg)
Profundidad
(m)
n
Mínimo Máximo Media
Mediana
Percentil
75
Percentil
95
Desviación
estándar
1.2
30
0.011
0.181
0.053
0.041
0.070
0.136
0.043
2.4
30
0.011
0.689
0.078
0.060
0.071
0.172
0.123
3.6
30
0.016
0.478
0.105
0.075
0.126
0.258
0.094
0
1.2
2.4
3.6
Profundidad (m)
4.8
6.0
7.2
DA_Cm
DM_Cm
DR_Cm
DA_Cp75
DM_Cp75
DR_Cp75
DA_Cp95
DM_Cp9
5D
R_Cp95
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Masa (kg)
DR_Cp75
Fig. 4
. Masa de benceno presente después de la remediación
DA_Cm: Densidad Aparente_Concentración media; DA_Cp75: Densidad Aparente_Con-
centración percentil 75; DA_Cp95: Densidad Aparente_Concentración percentil95;
DM_Cm: Densidad Media_Concentración media; DM_Cp75: Densidad Media_Concen-
tración percentil 75; DM_Cp95: Densidad Media_Concentración percentil95; DR_Cm:
Densidad Real_Concentración media; DR_Cp75: Densidad Real_Concentración percentil
75; DR_Cp95: Densidad Real_Concentración percentil95
L.A. García Villanueva y G. Fernández-Villagómez
210
0
1.2
Profundidad (m)
2.4
3.6
DA_Cm
DM_Cm
DR_Cm
DA_Cp75
DM_Cp75
DR_Cp75
DA_Cp95
DM_Cp95
DR_Cp95
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
Masa (kg)
Fig. 5
. Masa de hidrocarburos fracción ligera presente después de la remediación
CUADRO IX.
PERFIL DE MASA EN SUELO DE HIDROCARBUROS DE FRACCIÓN LIGERA DESPUÉS DE LA REMEDIA-
CIÓN (kg)
Profundidad
(m)
Densidad
aparente
Densidad
media
Densidad
real
Conc.
Media
Conc.
per75
Conc.
per95
Conc.
Media
Conc.
per75
Conc.
per95
Conc.
Media
Conc.
per75
Conc.
per95
1.2
9 262
12 270
23 900
11 860
15 710
30 610
14 460
19 150
37 320
2.4
10 010
9 136
22 400
10 540
9 621
23 210
19 930
18 190
43 880
3.6
15 720
18 860
38 620
21 550
25 860
52 950
27 380
32 860
67 290
Masa Total
34 992
40 266
84 920
43 950
51 191
106 770
61 770
70 200
148 490
CUADRO VI.
DATOS ESTADÍSTICOS DE CONCENTRACIÓN DE BENCENO DESPUÉS DE LA REME-
DIACIÓN EN (g/kg)
Profundidad
(m)
n
Mínimo
Máximo
Media
Mediana
Percentil
75
Percentil
95
Desviación
estándar
1.2
30
0.0007
0.0026
0.0013
0.0015
0.0016
0.0018
0.0005
2.4
30
0.0007
0.0024
0.0012
0.0013
0.0016
0.0017
0.0004
3.6
30
0.0008
0.0029
0.0012
0.0008
0.0016
0.0017
0.0005
4.8
30
0.0008
0.0017
0.0011
0.0008
0.0015
0.0017
0.0004
6.0
30
0.0007
0.0017
0.0011
0.0008
0.0015
0.0016
0.0004
7.2
30
0.0008
0.0017
0.0011
0.0009
0.0015
0.0017
0.0004
BENCENO Y HFL EN SUELO DE UN PASIVO AMBIENTAL
211
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