Detection and evaluation of hydrocarbons soil contamination by underground storage tanks at petrol stations. deteccion y evaluacion de la contaminacion del suelo por tanques enterrados de almacenamiento de hidrocarburos en estaciones de servicio

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. En la presente tesis se desarrolla una metodologia de deteccion y cuantificacion de la contaminacion producida por diesel, gasoil y aceites pesados en el subsuelo de las estaciones de servicio y unidades de suministro. Concretamente, se desarrolla una metodologia muy util y fiable para estudiar el alcance y cuantificacion de dicha contaminacion mediante combinacion de tomografia electrica 2D, como tecnica geofisica para la deteccion de zonas anomalas; procedimiento de muestreo disenado para los objetivos definidos (compuestos organicos volatiles y semi-volatiles) y diversas tecnicas geoquimicas tales como la extraccion con fluidos presurizados o la determinacion de hidrocarburos mediante cromatografia de gases y detectores MS y FID. Con la metodologia desarrollada se puede dar cumplimiento a las obligaciones segun legislacion vigente, fundamentalmente al Real Decreto 9/2005, por el que se establece la relacion de actividades potencialmente contaminantes del suelo y los criterios y estandares para la declaracion de suelos contaminados, y con conformidad de lo dispuesto en la Guia Tecnica de Aplicacion del citado Real Decreto. La aplicacion de tomografia electrica 2D en estaciones de servicio y/o unidades de suministro ha arrojado resultados positivos de relacion de anomalias moderadamente resistivas con presencia de hidrocarburos biodegradados asi como la deteccion fiable de la localizacion de los tanques enterrados de almacenamiento de hidrocarburos. La metodologia de determinaciones geoquimicas desarrollada en la presente Tesis, permite una cuantificacion fiable individual y grupal de diferentes compuestos derivados de hidrocarburos antropogenicos, tales como BTEX, Gasoline Range Organics, Diesel Range Organics, Waste Oil Organics e Hidrocarburos Totales del Petroleo, presentes en muestras de suelo y/o acuosas. La combinacion de dichas tecnicas se ha presentado muy ventajosa para realizar un diagnostico de estado del subsuelo, minimizacion de costos en la etapa de muestreo principalmente, mejora en la estrategia y minimizacion de tiempos e incertidumbre en la localizacion de los sondeos para la toma de muestras. Dicha metodologia podria ser aplicable a todos escenarios de estudio en los que se sospeche pueda existir una contaminacion por derrames y fugas de hidrocarburos derivados del petroleo.