Resumen de Use of electrical resistivity tomography in the study of soil pollution caused by hydrocarbons: Case study in Puebla (Mexico)

Manuel Arrubarrena-Moreno, Claudia Arango Galván

• español

  El uso de la tomografía de resistividad eléctrica en el estudio de suelos contaminados por hidrocarburos ha tenido un impacto sustancial dado que proporciona información valiosa acerca de la distribución espacial del contaminante en el subsuelo. Esta metodología fue aplicada para caracterizar un área contaminada por hidrocarburos de fracción media al oriente de la ciudad de Puebla (Centro de México) para probar su efectividad. Además, se realizó un muestreo químico para identificar las áreas contaminadas. Las concentraciones fueron determinadas de acuerdo con la Norma Oficial Mexicana NOM-138-SEMARNAT-SS-2003 (SEMARNAT, 2005) a partir de la toma de cinco muestras. El estudio geofísico consistió en seis perfiles de 20 m de longitud, con arreglo dipolo-dipolo, con una separación entre perfiles de 4 m y una separación entre electrodos de 50 cm. Posteriormente, los modelos geoeléctricos fueron obtenidos a través de un proceso de inversión para determinar la distribución de resistividad y su relación con la posible contaminación. Los resultados obtenidos del muestreo químico señalan que el área contaminada se encuentra entre 0 y 1.3 m de profundidad; tres de las cinco muestras analizadas mostraron un límite superior al permitido por la norma. La comparación entre los datos químicos y geofísicos nos ha permitido evaluar la sensibilidad de la propiedad física a la presencia del contaminante, y también se ha detectado que la resistividad eléctrica varía dependiendo del volumen y del tiempo de residencia del hidrocarburo en el subsuelo. Finalmente, la comparación entre los modelos geoeléctricos y el mapa de isoconcentraciones de hidrocarburo muestra una correspondencia entre los valores de resistividad baja localizados al norte del área de estudio y la concentración más alta de hidrocarburo localizado en la misma zona.

• English

  The use of electrical resistivity tomography in the study of soils contaminated by hydrocarbons has had a substantial impact since it gives valuable information on the spatial distribution of pollutants in the subsoil. This methodology was applied to characterize an area contaminated by middle fraction hydrocarbons located at the east of the city of Puebla (central México) in order to probe its effectiveness. Additionally, chemical sampling was conducted in order to identify contaminated areas. Concentrations were determined in five samples in the zone based on the Official Mexican Standard NOM-138-SEMARNAT-SS-2003 (SEMARNAT, 2005). The geophysical survey consisted of six profiles of 20 m length, using a dipole-dipole array with a separation of four m between profiles and 50 cm of electrode spacing. Later, the geoelectrical models were computed using an inversion scheme in order to determine the resistivity distribution and its relationship with possible contamination. Results obtained from chemical sampling depicted that the contaminated area was between 0 and 1.3 m depth; three of the five analyzed samples showed a concentration above the allowed standard limit. Comparison between chemical and geophysical data allow us to assess the sensitivity of the physical property to the presence of the contaminant, and it was possible to visualize that electrical resistivity varies depending on volume and residence time of the hydrocarbon in the ground. Finally, comparison between geoelectrical models and hydrocarbon isoconcentrations showed a relationship between low resistivity of the northern portion of the study area and the highest concentration of hydrocarbon detected in the same zone.