Detection and evaluation of hydrocarbons soil contamination by underground storage tanks at petrol stations

[SPA] En la presente tesis se desarrolla una metodología de detección y cuantificación de la contaminación producida por diesel, gasoil y aceites pesados en el subsuelo de las estaciones de servicio y unidades de suministro. Concretamente, se desarrolla una metodología muy útil y fiable para estudiar el alcance y cuantificación de dicha contaminación mediante combinación de tomografía eléctrica 2D, como técnica geofísica para la detección de zonas anómalas; procedimiento de muestreo diseñado para los objetivos definidos (compuestos orgánicos volátiles y semi-volátiles) y diversas técnicas geoquímicas tales como la extracción con fluidos presurizados o la determinación de hidrocarburos mediante cromatografía de gases y detectores MS y FID. Con la metodología desarrollada se puede dar cumplimiento a las obligaciones según legislación vigente, fundamentalmente al Real Decreto 9/2005, por el que se establece la relación de actividades potencialmente contaminantes del suelo y los criterios y estándares para la declaración de suelos contaminados, y con conformidad de lo dispuesto en la Guía Técnica de Aplicación del citado Real Decreto. La aplicación de tomografía eléctrica 2D en estaciones de servicio y/o unidades de suministro ha arrojado resultados positivos de relación de anomalías moderadamente resistivas con presencia de hidrocarburos biodegradados así como la detección fiable de la localización de los tanques enterrados de almacenamiento de hidrocarburos. La metodología de determinaciones geoquímicas desarrollada en la presente Tesis, permite una cuantificación fiable individual y grupal de diferentes compuestos derivados de hidrocarburos antropogénicos, tales como BTEX, Gasoline Range Organics, Diesel Range Organics, Waste Oil Organics e Hidrocarburos Totales del Petróleo, presentes en muestras de suelo y/o acuosas. La combinación de dichas técnicas se ha presentado muy ventajosa para realizar un diagnóstico de estado del subsuelo, minimización de costos en la etapa de muestreo principalmente, mejora en la estrategia y minimización de tiempos e incertidumbre en la localización de los sondeos para la toma de muestras. Dicha metodología podría ser aplicable a todos escenarios de estudio en los que se sospeche pueda existir una contaminación por derrames y fugas de hidrocarburos derivados del petróleo. [ENG] A new methodology has been developed in this Doctoral Thesis for the detection and quantification of diesel, gasoline and heavy oils contamination produced by leaks and spills in Underground Storage Tanks (USTs) at petrol stations. Hydrocarbons contamination of soil and/or groundwater is presented as an environmental and public health high concern issue, taking into account the carcinogenic and toxic characteristics of organic compounds in fuels and their mobility in the environment. Specifically, this Doctoral Thesis develops a very useful and reliable methodology to study the extent and quantification of such contamination by combining: 2D Electrical Resistivity Tomography as a geophysical technique for detecting anomalous areas, a specific sampling procedure designed for the defined objectives (Volatile Organic Compounds and semi - volatile) and various geochemical techniques such as Pressurized Fluid Extraction or Gas Chromatography with FID and MS detectors. With this methodology, soil owners can ensure compliance with obligations under current Spanish legislation, R.D. 9/2005, which establishes the relationship of potentially soil polluting activities and the criteria and standards for the declaration of contaminated soils, and in agreement on the Technical Guide for the Implementation of R.D. 9/2005. The 2D Electrical Resistivity Tomography application has achieved the positive results in the relationship between moderately resistive anomalies and the presence of biodegraded hydrocarbons and a reliable detection of the location of Underground Storage Tanks. The geochemical determination methods allow a reliable quantification for individual and different groups of anthropogenic hydrocarbons such as BTEX, Gasoline Range Organic, Diesel Range Organic, Organics Waste Oil and Total Petroleum Hydrocarbons present in soil/aqueous samples. The combination of these techniques has been presented as very advantageous for a diagnostic of the subsoil, a costs minimization, mainly in the sampling, an improved strategy and a minimization of time and uncertainty in the location of the boreholes for soil sampling. This methodology could be applied to all study areas where suspected petroleum hydrocarbons contamination may exist.Universidad Politécnica de Cartagen