Identificació dels processos biogeoquímics que es donen en la zona de la font per al disseny d’estratègies de remediació en aqüífers contaminats per cloroetens ?

• Autores: Jofre Herrero Ferran
• Directores de la Tesis: Diana Puigserver Cuerda (dir. tes.), Jose María Carmona Pérez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2015
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Albert Casas i Ponsatí (presid.), Nuria Jiménez García (secret.), Ivonne Nijenhuis (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la tierra y del espacio
    • Geoquímica
      • Isótopos estables
    • Geología
      • Hidrogeología
  • Ciencias tecnológicas
    • Ingeniería y tecnología del medio ambiente
      • Control de la contaminación del agua
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  Dipòsit Digital de la UB  TDX 
• Resumen

  • El presente trabajo de Tesis Doctoral se centra en el estudio de episodios de contaminación afectados principalmente por cloroetenos, solventes organoclorados que forman uno de los grupos de DNAPL (dense non-aqueous phase liquids) cuantitativamente más importantes. La baja solubilidad de los DNAPL y su elevada persistencia en las matrices ambientales, explican que en nuestro país, gran número de episodios de contaminación tengan su origen en épocas pasadas, en que la falta de una concienciación ambiental y la inexistencia de una legislación apropiada posibilitaron una mala praxis en la gestión de estos compuestos. Asimismo, sus características intrínsecas explican la larga vida de las fuentes y penachos de contaminación asociados que afectan tanto a los acuíferos como los suelos. La presente Tesis Doctoral tiene como principales objetivos la caracterización de los procesos biogeoquímicos y las comunidades microbianas en la zona de la fuente que suceden en un contexto de abanicos aluviales. Además, se caracterizan las zonas de especial actividad microbiana, en especial los ecotonos, y la extensión de los procesos biogeoquímicos a lo largo del penacho. Otro de los objetivos es la integración cualitativa y cuantitativa de los elementos que definen las distintas heterogeneidades, con el fin de comprender la complejidad del medio, así como analizar la viabilidad de la aplicación de estrategias de remediación integrales que permitan la descontaminación de la zona de la fuente. Los estudios llevados a cabo a nivel de campo para la caracterización de las heterogeneidades geológicas, geoquímicas y microbiológicas de la zona de la fuente de contaminación se han fundamentado en la realización de sondeos de investigación con recuperación de testigo continuo. El análisis integrado de las heterogeneidades geológicas, hidrogeológicas, biogeoquímicas y microbiológicas de los materiales del subsuelo ha permitido determinar cómo estas heterogeneidades controlan la distribución de los cloroetenos, los procesos de transferencia de masa y los procesos de degradación, a la vez que condicionan también la diversidad, el grado de desarrollo y la estructura de las comunidades microbianas. La caracterización de los procesos de deshalogenación se ha estudiado tanto en la matriz sedimento como en la matriz agua, a partir de cuatro aproximaciones diferentes: 1) la cuantificación del percloroetileno (PCE) y sus metabolitos; 2) la determinación de la composición isotópica del PCE a partir del análisis isotópico de compuestos específicos (Compound Specific Isotope Analysis, CSIA) tanto en el agua intersticial como en el agua del acuífero; 3) la identificación de procesos de aceptadores finales de electrones (como desnitrificación, reducción del Mn y del Fe y sulfato-reducción); y 4) el análisis de las comunidades microbianas. Se han estudiado cuatro estrategias de remediación diferentes en experimentos de microcosmos en condiciones anóxicas: la atenuación natural, la bioestimulación con ácido láctico, la reducción química in situ (ISCR) con hierro cero valente (ZVI) y una combinación de las dos últimas estrategias. Además, se ha determinado la evolución de los procesos biogeoquímicos y de las comunidades microbianas para estas cuatro estrategias en los sedimentos de la parte superior del acuífero (caracterizada por una elevada conductividad hidráulica y una heterogeneidad baja) y de la zona inferior del acuífero. Esta zona inferior del acuífero se caracteriza como zona de transición, con una baja conductividad hidráulica y una elevada heterogeneidad. El análisis integrado de los resultados obtenidos a partir del uso de técnicas de campo y laboratorio ha permitido describir las comunidades microbianas y los procesos biogeoquímicos que inhiben o estimulan la deshalogenación del PCE y sus metabolitos en la zona de la fuente de contaminación.