Para modelos conceptuales de intrusión de vapor (VI), los compuestos orgánicos volátiles (COVs) suelen caracterizarse en uno de dos grupos: hidrocarburos clorados (CVOCs) o hidrocarburos de petróleo (PHCs).
Dado que los CVOCs y los PHCs se comportan de manera diferente en el subsuelo y debido a su uso y patrones de consumo en diferentes industrias, los CVOCs y los PHCs suelen estar regulados de manera distinta. Por ejemplo, en junio de 2015, la Oficina de Residuos Sólidos y Respuesta a Emergencias (OSWER) de la EPA publicó la Guía Final para la Evaluación y Mitigación de Vías Preferenciales de Intrusión de Vapor (Guía EPA VI), mientras que el departamento OUST de la OSWER, encargado del programa regulador de tanques de almacenamiento subterráneo, publicó la guía para la investigación de la intrusión de vapores de hidrocarburos de petróleo en sitios con tanques de almacenamiento subterráneo con fugas (Guía EPA Petroleum VI).
Ambos documentos se aplican a los PHCs, pero surgen algunas contradicciones interesantes. Por ejemplo, la Guía EPA VI, a través de la Calculadora de Nivel de Evaluación de Intrusión de Vapor (VISL), establece valores de evaluación para el benceno en agua subterránea de 31 µg/L (según los estándares de la guía de Ohio, con un riesgo de cáncer de 10⁻⁵, exposición residencial, 11°C), mientras que la Guía EPA IVHP tiene un nivel de evaluación de benceno de 5.000 µg/L.
¿Qué se aplica? ¿Se debe usar un valor de evaluación para el benceno de una estación de servicio y otro diferente para el benceno de una industria? ¿Y qué pasa con la acetona, que es químicamente similar a un PHC pero generalmente no se asocia con hidrocarburos de combustibles?
Pero primero, algunos fundamentos básicos para responder estas preguntas. A través del proceso de producción, todo o parte del hidrógeno de un compuesto puede ser reemplazado sintéticamente por cloro para reducir su inflamabilidad y hacerlo menos propenso a evaporarse, entre otros efectos. También se utilizan otros halógenos, como el flúor, el bromo y el yodo. Por lo tanto, el término “COV halogenado” (HVOC) es más inclusivo, aunque “HVOC” y “CVOC” suelen usarse indistintamente. Los CVOCs más comúnmente encontrados en el subsuelo y en el aire interior incluyen tetracloroeteno, percloroeteno (PCE), tricloroeteno (TCE), tricloroetano (TCA), cloroformo y tetracloruro de carbono.
Los PHCs no son halogenados y normalmente están asociados con combustibles. Según la Guía EPA Petroleum VI, la “P” (de petróleo) en la sigla PVI está relacionada con tres clases de compuestos químicos:
- PHCs presentes en gasolina, diésel y combustible de aviación (por ejemplo, benceno, trimetilbenceno).
- Productos químicos formadores de vapor distintos de los PHCs que pueden encontrarse en el petróleo (por ejemplo, metil tert-butil éter (MTBE) y otros aditivos de combustible).
- Metano, que puede generarse por la biodegradación anaeróbica de los PHCs y otros componentes de los combustibles de petróleo, especialmente el etanol.
El benceno es un compuesto cancerígeno común y suele ser el principal generador de riesgo en la mayoría de las evaluaciones de PHCs. Otros compuestos aromáticos del grupo BTEX (tolueno, etilbenceno y xileno) también están ampliamente dispersos en el subsuelo y el aire interior. Otro PHC relevante es el hexano, aunque existen innumerables otros PHCs, como heptano, octano y nonano, que pueden identificarse simplemente por su número de átomos de carbono (C7, C8 y C9, respectivamente) y tratarse en guías colectivas como el Total Petroleum Hydrocarbon (TPH). TPH es un término utilizado para describir una gran familia de cientos de compuestos químicos derivados del petróleo crudo, que a menudo se omiten por no identificarse específicamente, ya que suelen tener toxicidad relativamente baja o desconocida. Sin embargo, la comunidad VI ha reconocido que los compuestos químicos derivados del petróleo crudo (TPH) pueden ser tan perjudiciales como el benceno. Por lo tanto, al evaluar VI en sitios de petróleo, es fundamental comprender la postura de los reguladores con respecto al TPH y asegurarse de que el laboratorio lo incluya en su informe si es necesario.
Volviendo a las diferencias entre CVOCs y PHCs, en términos generales:
- Los CVOCs tienden a hundirse, mientras que los PHCs tienden a “flotar” en las zonas saturadas del suelo. Se desplazan de manera diferente y deben muestrearse de forma distinta.
- Los CVOCs se degradan lentamente, mientras que los PHCs se descomponen más fácilmente.
- Los CVOCs se degradan mejor en condiciones de bajo oxígeno, mientras que los PHCs se degradan mejor en presencia de niveles adecuados de oxígeno.
- Los CVOCs normalmente no arden, mientras que los PHCs y sus subproductos (como el metano) pueden arder y explotar.
- Los CVOCs pueden viajar largas distancias sin romper sus cadenas de carbono o los grupos químicos asociados, mientras que los PHCs tienden a descomponerse químicamente cerca de su fuente.
- Los CVOCs son más adecuados para la modelización de Johnson & Ettinger (J&E) que los PHCs.