En ediciones anteriores hemos discutido el Modelo Conceptual de Área (MCA) de la migración en términos de la partición de vapores del suelo o agua subterránea a la fase de vapor y el transporte de agua subterránea y las vías preferenciales. Hemos dividido el MCA para la intrusión de vapor (VI) en tres partes: áreas de origen de los productos químicos de interés (SQI), vías de migración de SQI preferidas y receptores. En este artículo, discutiremos la migración de vapor a través de la zona vadosa hacia los edificios a través del piso (la sublosa).
Como se muestra en la siguiente figura, el compuesto orgánico volátil (COV) se dividió en vapor de agua subterránea a gas del suelo a través del área de transición conocida como zona “capilar” a la zona no saturada o vadosa, hasta debajo de los pisos de los edificios o sublosa.
Durante la migración del vapor, las concentraciones químicas disminuyen o se atenúan. La atenuación del vapor en la zona vadosa es muy variable. Los factores más importantes que controlan la cantidad de atenuación en la zona vadosa son:
- Tipo de suelo
- Humedad del suelo
- Composición química de los COV
- Disponibilidad de oxígeno
Los vapores químicos migran a través de dos procesos: difusión molecular y advección. Es posible que recuerdes un experimento de química en la escuela secundaria en el que mezclas gotas de tinta con agua que se esparcen gradualmente y se diluyen con el agua. Esto es difusión, y es impulsado por la vibración de las moléculas. La difusión hace que los productos químicos migren de un área con una concentración más alta a una con una concentración más baja.
La advección en la zona de vadosa es básicamente flujo de aire, y hace que el aire (o gas del suelo) con el SQI migre de áreas de mayor presión a áreas de menor presión. La migración por advección es generalmente mucho más rápida que la migración por difusión, pero la advección no ocurre a mucha más de 5 m por debajo de la superficie, ya que la diferencia de presión causada por el viento, los cambios de presión barométrica y la variación de temperatura tienen poco efecto.
Aire debajo del piso
En consecuencia, si bien normalmente asociamos el VI con suelos arenosos y permeables, la difusión en suelos arcillosos más compactos también es significativa, especialmente por debajo de los 5 m de profundidad.
La humedad del suelo es otro factor crítico para la migración y atenuación de vapores, porque la migración de vapor por difusión se mueve aproximadamente 10.000 veces más rápido a través del aire que a través del agua. Pero la humedad del suelo por encima de la zona capilar es muy variable, al igual que la cantidad de atenuación del vapor. Quizás una de las implicaciones más importantes, es un fenómeno conocido como “sombra de lluvia”, que hace que la humedad del suelo debajo del piso de los edificios sea menor que la humedad del suelo adyacente a él. La Agencia de Protección Ambiental (EPA, por sus siglas en inglés) fomenta la recolección de gases al aire libre del suelo (es decir, recolectados junto a edificios), como parte del enfoque de Múltiples Líneas de Evidencia (MLE, por sus siglas en inglés) para VI. Desafortunadamente, el suelo exterior puede retener mucha más humedad que el suelo debajo de un edificio, y el gas del suelo exterior puede dar una imagen demasiado optimista con respecto a cuánta atenuación de vapor está ocurriendo realmente.
Como la descomposición química de los COV es el resultado principal de la actividad biológica, la composición química, el contenido de oxígeno y el contenido de humedad del suelo afectan a la atenuación del vapor en la zona de vedosa.
Los compuestos no clorados
En general, los organoclorados (COVC) se descomponen más rápidamente en ambientes con poco oxígeno, y los compuestos no clorados, generalmente asociados con combustibles (hidrocarburos de petróleo o TPH), se descomponen más rápidamente en ambientes con alto contenido de oxígeno. Los COV clorados (COVC) suelen sufrir una degradación química mucho menor en el subsuelo y, en la mayoría de los casos, los COVC se descomponen más fácilmente en entornos con poco oxígeno. La humedad del suelo también es necesaria para la descomposición química de los vapores.
En resumen, la atenuación del vapor en la zona vadosa es generalmente menor para los COVC en suelos secos y arenosos y mayor para los hidrocarburos de petróleo o TPH en suelos húmedos, ricos en arcilla y con mucho oxígeno. Los gases del suelo menos profundos tienden a migrar principalmente por advección, mientras que los gases del suelo más profundos tienden a migrar principalmente por difusión.
En el próximo artículo, discutiremos el siguiente paso del MCA para la variable de la sublosa: la migración del gas del suelo de la sublosa al aire interior.
