Compuestos Orgánicos Volátiles BTEX Generalidades de los Compuestos Orgánicos Volátiles Los compuestos orgánicos son sustancias químicas que contienen carbono y se encuentran en todos los elementos vivos. Los compuestos orgánicos volátiles se convierten fácilmente en vapores o gases. Los COV son liberados por la quema de combustibles como gasolina, madera, carbón o gas natural. También son liberados por disolventes y pinturas. Los compuestos orgánicos volátiles presentan propiedades características responsables de sus efectos sobre la salud y el medio ambiente. Algunas son:
Volatilidad: Son compuestos orgánicos que se evaporan rápidamente a la atmósfera. Esta propiedad da lugar tanto a contaminación atmosférica como a importantes riesgos para la salud. La vía de entrada más m ás peligrosa al organismo es la inhalación.
Liposolubilidad: Son moléculas orgánicas y por lo tanto son liposolubles, presentan afinidad por las grasas y se acumulan en los tejidos grasos del cuerpo humano.
Inflamabilidad: Generalmente son compuestos inflamables, es decir que arden con facilidad en contacto con el aire.
Toxicidad: Las propiedades tóxicas van a depender de cada compuesto y de las condiciones de exposición. A corto plazo pueden causar reacciones alérgicas o mareos y en exposiciones más prolongadas se relacionan con lesiones neurológicas y otros efectos psiquiátricos como irritabilidad, falta de memoria, dificultad de concentración.
Compuestos Orgánicos Volátiles BTEX Existen numerosas definiciones en cuanto a los Compuestos Orgánicos Volátiles BTEX, pero todas concuerdan que es un término que se utiliza para el conjunto de Benceno, Tolueno, Etilbenceno y Xilenos. Los compuestos de BTEX son notorios notorios debido a contaminación contaminación de suelo y agua subterránea. Esto ocurre típicamente cerca del petróleo y gas natural sitios de la producción, y estaciones de gasolina y otras áreas con los tanques de almacenaje subterráneos (USTs) o los tanques de almacenaje sobre el suelo (ASTs) que contienen la gasolina u otros productos petróleo-relacionados.
Tabla 1. Propiedades Fisicoquímica de los COV BTEX BTEX
Las razones que hacen que estos compuestos fácilmente remediables:
Mas solubles en agua que otros compuestos orgánicos y compuestos de gasolinas.
Sirven de donadores de electrones primarios para muchas bacterias.
Son relativamente de rápida degradación.
Las bacterias se desarrollan rápidamente si hay gran cantidad de oxigeno:
En procesos de bioremediación, se utilizan bacterias para cambiar la naturaleza química del contaminante, mediante el consumo de éste para la sobrevivencia y reproducción de las mismas.
La determinación de la concentración de los COV BTEX es la suma de cada uno de los componentes, permitiendo de manera general evaluar el riesgo relativo o la gravedad del sitio que ha sido contaminado, conllevando a una necesidad de buscar técnicas y/o métodos que permitan rehabilitar estos terrenos.
Degradación de los COV BTEX Anaeróbica
La mejor estudiada es para el tolueno bajo condiciones de desnitrificación o sulfato reducción.
El mecanismo es un ataque nucleofílico a la unión carbonometilo por la Succinil-CoA dando dos compuestos finales: o
Ácido bencil-succinico
o
Ácido bencil-fumárico
Aeróbica
Dependiente de mono o dioxigenasas.
Aromáticos, poli-aromáticos, intermediarios aromáticos sustituidos antes del rompimiento del anillo.
Productos del rompimiento del anillo van al CAC.
Rompimiento: orto or meta.
Múltiples rutas para moléculas complejas
Oxidación Q uí mica utilizando Ozono, Peróxido de Hidrogeno y Sistema de Aireación para la Remediación de BTEX, MTBE, and TBA Este trabajo presenta estudios de caso del impacto en el suelo y aguas subterráneas de los compuestos BTEX, MTBE y TBA, los cuales fueron remediados a través de la combinación de peróxido de hidrógeno y aire. El sistema HypeAir utiliza cuatro procesos para remediar el suelo y aguas subterráneas:
oxidación química a través de la inyección de peróxido de hidrógeno,
oxidación química a través de la reacción radicales hidroxilo,
transferencia de masa de compuestos orgánicos volátiles a través de inyección de aire,
biorremediación mejorada a través de inyección de aire.
Mediante la inyección de peróxido de hidrógeno y de aire, el radio de influencia de cada punto de inyección es mucho mayor. Pozos de monitoreo existentes, aspersión de puntos en el aire o pozos de extracción de vapores del suelo se puede utilizar para reducir los costos. La reacción química del HypeAir es demostrada a continuación: H2O2 + C → •OH + OH − + C+, donde C = metal catalizado y OH = radical hidroxilo. El peróxido de Hidrógeno también reacciona de manera directa con los contaminantes orgánicos y puede generar resultados adicionales. A diferencia con la Oxidación tradicional, este proceso de HypeAir no produce altas reacciones exotérmicas. Estudio de caso Una estación de servicio de gasolina inactiva estaba ubicada en una superficie aproximadamente a cuatro pies de profundidad del agua. El sitio fue contaminado con BTEX, MTBE, y Naftalina.
Diagrama 1. Esquema general de la contaminación de agua subterránea por COV BTEX.
Metodología
Se realizaron inyecciones con una duración de 2 días. Estos fueron realizados con un mes de diferencia, es decir Julio y Agosto 2003.
Un total de 2,550 galones de peróxido de hidrogeno de 5-10% en los 2 eventos. La concentración de BTEX disuelto fue significativamente reducido después de las inyecciones. Se logró todavía una mayor reducción con el tiempo.
Resultados Como se puede apreciar en la Tabla 2, se puede ver una disminución significativa de un 99% del valor original, es decir desde que ocurrió la perturbación (concentración inicial) hasta después de los dos eventos de aireación que tuvo el lugar. Además, se siguió la medición para observar el alcance de esta técnica en cuanto a %remoción vrs. Tiempo.
Tabla 2. Resultados antes y después de las inyecciones de Aire y Peróxido de Hidrogeno
Diagrama 2. Bosquejo de las concentraciones de COV BTEX en distintos momentos.
Conclusiones
El BTEX es una sustancia con propiedades fisicoquímicas muy “peligrosas” para el medio donde
se encuentra así como los organismos que interaccionan en éste.
En la actualidad existen diferentes y más sofisticados programas para la modelización del desplazamiento de sustancias químicas en un medio, con mayor o menor cantidad de parámetros, facilitando así un análisis para preparar un programa de remediación rápido y eficaz.
Además, es necesario no solo desarrollar técnicas de remediación sino también de prevención de derrames.
Bibliografia consultada
Whisman, Charles B. 2003. “Chemical Oxidation Using Ozone, Hydrogen Peroxide and Air Injection Systems for aggressive remediation of BTEX, MTBE and TBA.” Groundwater &
Environmental Services, Inc. USA.
León Carrera, María Fernanda., Montenegro, Galo y Llamas Borrajo, Juan. 2001. “Modelización del desplazamiento de BTEX en un acuífero por un tanque de gasolina en la
zona de Alicante”.
Worldlingo. BTEX.2011. http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/BTEX
Agency for Toxic Substance and Diseases registry. BTEX. 20 09 http://www.atsdr.cdc.gov/interactionprofiles/ip05.html
European Environment Agency. 2010. Benzene, toluene, ethylbenzene, xylene (as BTEX) . 2010.
Díaz Báez, María Consuelo. 2008. “Biodegradación”. Colombia.
U.S. Environmental Protection Agency. 2010. Waste and cleanup risk assesment glossary. 2010.
Toxic Substances Hydrology Program. BTEX. USA. 2011. http://toxics.usgs.gov/definitions/btex.html
Wikipedia. Compuestos Organicos Volatiles. 2011. http://es.wikipedia.org/wiki/Compuestos_org%C3%A1nicos_vol%C3%A1tiles
