En 2012, la EPA de EE.UU. publicó un informe titulado, “Base de datos de intrusión de vapor: Evaluación y Caracterización de Factores de Atenuación de Compuestos Orgánicos Volátiles Clorados y Edificios Residenciales”. La información de esta base de datos fue crucial para la definición de los niveles de referencia de vapor en suelo y aguas subterráneas (VISLs) de la EPA de EE.UU.
La Intrusión de Vapores (VI) es el proceso en el cual los productos químicos asociados a la gasolina, productos de limpieza en seco y otras sustancias volátiles (COV), migran desde fuentes subterráneas e ingresan en edificios. Los lectores de esta columna reconocerán el término “atenuación”, que es la disminución de la concentración a medida que los vapores migran desde la fuente hasta el receptor.
Comprender cuánta atenuación ocurre durante la migración de vapor suele ser útil de dos maneras. Si entendemos la cantidad de atenuación entre una fuente de agua subterránea y un edificio adyacente, podemos usar los datos de concentración de agua subterránea para predecir las concentraciones de vapor en el aire interior. Las aguas subterráneas suelen ser mucho menos costosas de analizar que el aire interior. Por otro lado, si comenzamos con el nivel de aceptación regional (RSL) de un producto químico o alguna otra concentración máxima permitida en el aire interior, podemos usar nuestra comprensión de la atenuación para determinar los niveles de referencia para gases del suelo y aguas subterráneas.
Niveles orientativos de gas del suelo
En la guía preliminar de VI de la EPA de EE.UU. de 2012, la EPA derivó los niveles de referencia de gas del suelo y aguas subterráneas modelando la cantidad de atenuación de vapor. Estimaron que las concentraciones de vapor en el aire interior eran aproximadamente de 1 a 10 veces las concentraciones directamente debajo del piso en el gas del suelo, y expresaron esta proporción como un Factor de Atenuación (FA) de 0,1. Los factores de atenuación para gas del suelo profundo y agua subterránea se consideraron iguales a 0,01 y 0,001, respectivamente. En consecuencia, los niveles de referencia para gas del suelo, gas del suelo profundo y agua subterránea equivalían a los niveles de referencia de aire interior multiplicados por 10, 100 y 1.000, respectivamente. Los valores orientativos de la calculadora VISL para aguas subterráneas también se ajustaron para la partición agua subterránea-vapor ambiente usando las constantes de Henry, como se discutió en un artículo anterior.
Debido a las complejidades de la atenuación del suelo al aire ambiente interior, la EPA de EE.UU. solo intentó brevemente predecir la intrusión de vapor del suelo, con sus hojas de cálculo de Johnson & Ettinger, actualizadas por última vez en 2004.
Para refinar su comprensión de los factores de atenuación (FA), la EPA de EE.UU. compiló datos de sus propias investigaciones y estudios extranjeros, lo que en teoría les permitiría comparar las concentraciones internas de vapor con las concentraciones subterráneas. El conjunto de datos se limitó a compuestos orgánicos volátiles clorados (CVOC) de ambientes residenciales. Los resultados fueron publicados en la publicación Vapor Intrusion Database de 2012.
El gráfico a la derecha muestra la proporción del aire interior del gas del suelo debajo del piso (subslab), (Figura 12 de la EPA).
Si el FA para el gas del suelo debajo del piso (subslab) realmente fuera igual a 0,1, todos los puntos de datos habrían caído en la segunda línea diagonal desde la parte superior. En cambio, los puntos se encuentran, en promedio, entre la tercera y cuarta líneas diagonales, correspondiente a un factor de atenuación de 0,003.
Por lo tanto, la mejor estimación de las concentraciones de vapor del aire interior sería igual a las concentraciones de subslab x 0,003, y los niveles de referencia de subslab serían iguales a los niveles de referencia del aire interior divididos por 0,003. Como existe una gran dispersión en los datos, la EPA actualizó los datos de FA de gas del suelo subslab y los factores de atenuación usando una proporción de 0,03 para permitir la incertidumbre.
La proporción del aire interior al gas externo del suelo, que normalmente se recoge debajo de 1,5 m con un equipo de perforación (EPA, Figura 20), se muestra gráficamente a ao lado.
El gráfico de gas del suelo externo muestra aproximadamente la misma proporción de 0,003 de concentraciones de gas de aire por suelo interno que el gas de suelo subslab. Consecuentemente, la EPA de EE.UU. revisó tanto el subslab como los factores de atenuación estándar de gas del suelo externo a 0,03, de modo que todos los niveles de referencia de gas del suelo sean iguales a los niveles de referencia de aire interior divididos por 0,03. Observe que el gráfico de suelo-gas externo también muestra mucha más dispersión que el gráfico de subslab, lo que sugiere que el gas debajo del piso (subslab) es mejor para predecir intrusión de vapores. El gas del suelo subslab también es más económico y fácil de recolectar que el gas del suelo externo, si no le importa hacer perforaciones en el piso.
La proporción entre el aire interior y las concentraciones de vapor directamente sobre las aguas subterráneas
(Figura 16 de la EPA)
Si el FA para vapor de agua subterránea realmente fuera igual al FA estándar de 0,001, los puntos de datos habrían caído en la cuarta línea diagonal desde la parte superior. En cambio, los puntos de datos rodean la quinta línea, correspondiente a un FA real de agua subterránea de 0,0001. La EPA mantuvo el FA estándar de 0,001 para permitir la incertidumbre.
Así, los datos de la calculadora VISL de aire interior de la EPA se dividen por 0,03 (multiplicado x 33) para obtener los valores orientativos de la calculadora VISL de gas del suelo, y los valores de VISL internos se dividen por 0,001 (multiplicado x 1.000) para obtener los valores VISL de aguas subterráneas.
Pero hay más en esta historia. Además del multiplicador de diez veces de la EPA para explicar la incertidumbre, otros factores hacen que los valores orientativos de la calculadora VISL de gas del suelo y aguas subterráneas sean irrealistamente bajos en muchas situaciones. Entre ellos:
- La base de datos de intrusión de vapor (VI) se basó en datos residenciales. Los edificios comerciales/industriales (CI) suelen tener tasas de intercambio de aire interno mucho más altas y techos más altos, lo que diluye el gas del suelo y reduce el VI más que en ambientes residenciales.
- La base de datos se construyó con datos de CVOC, que resisten la degradación química. La atenuación de los Hidrocarburos de Petróleo (TPH) suele ser mucho mayor en determinadas condiciones, en comparación con los CVOC.
- La mayoría de los datos de aguas subterráneas de la EPA de EE.UU. no cumplían con los criterios de la propia Agencia para su inclusión en la base de datos. Un artículo de Yao, Verginelli, Suuberg y Eklund en Monitoreo y Remediación de Aguas Subterráneas (2018), describe cómo el 70% de los pares interior-aire-agua subterránea estaban separados por más de 30 metros (98 pies) lateralmente.
- La Guía VI de la EPA de EE.UU. (2015) considera la distancia de separación lateral de VI, o “footprint”, como 30 m de la fuente para CVOC y 9 m para TPH (Guía para Petróleo IV de 2015 de la EPA). Yao, y otros estiman que la atenuación de vapor del agua subterránea es 10 veces mayor de lo estimado por la EPA.
- El riesgo de VI generalmente se estima en función de la concentración más alta en el subsuelo. La intrusión de vapor real resulta de una mezcla de concentraciones de vapor de gas en el suelo más bajas y más altas, especialmente cerca de áreas de origen típicas de instalaciones industriales.
En nuestra experiencia, el riesgo de VI basado en datos de subsuelo está extremadamente exagerado, al menos en lugares comerciales e industriales. Suponer que las concentraciones de vapor del aire interior son iguales a la concentración máxima de subslab x 0,03, sobreestima el riesgo en 1.000 o más. Además, considere que el riesgo de constituyentes en el aire interior ya puede estar exagerado para tener en cuenta las incertidumbres. Por ejemplo, el riesgo de cáncer para el tetracloroeteno (percloroetileno – PCE) está exagerado en 1.000, después de la aplicación de tres factores de incertidumbre de 10x.
Es adecuado tomar en serio la contaminación del subsuelo e investigar el riesgo de intrusión de vapores, pero los valores excedidos de la calculadora VISL para subsuelo por un factor de 10x o 100x, especialmente en lugares comerciales e industriales, rara vez indican un problema de VI, y crean un temor natural para los ocupantes resultando en una relación de valores extraordinarios que también causan gastos innecesarios a los responsables.