COMPUESTOS ORGANICOS VOLATILES EN LA INTERFASE ENTRE
LA ZONA SATURADA Y LA ZONA NO SATURADA (SUIR) DE UN ACUIFERO COSTERO
D. Ronen1, E. R. Graber2 y Y. Laor3
1 Research Department, Israel Hydrological Service, P.O.B. 20365, Tel Aviv
61203, Israel; and Ben-Gurion University of the Negev, The Jacob Blaustein
Institute for Desert Research, Department of Environmental Hydrology &
Microbiology, Sede Boker Campus 84990, Israel. danronen@bgumail.bgu.ac.il
2 Institute of Soil, Water and Environmental Sciences, The Volcani Center,
Agricultural Research Organization, P.O.B 6, Bet-Dagan, 50250, Israel. ergraber@volcani.agri.gov.il
3 Institute of Soil, Water and Environmental Sciences, Newe-Ya'ar Research
Center, Agricultural Research Organization, P.O.B 1021, Ramat Yishay, 30095,
Israel. laor@volcani.agri.gov.i
RESUMEN. Tres perfiles de COVs fueron obtenidos
durante un periodo de 13 meses usando un sistema pasivo multinivel (MLS)
en un pozo de monitoreo localizado en la zona de Tel Aviv en un área
contaminada por COVs perteneciente al arenoso y freático Acuífero
Costero de Israel. Los perfiles presentados son singulares dado que presentan
datos de la zona no saturada y la saturada a través del SUIR en un
solo pozo de monitoreo con una resolución vertical sin precedente.
En aguas subterráneas, en la proximidad al nivel freático,
fue detectado tricloroetileno (TCE) en concentraciones (260,000 g/L-agua)
cercanas a su solubilidad en agua, y en la zona no saturada, encima
del nivel freático, en concentraciones (124,000 g/L-aire) cercanas
a los valores de saturación de su presión de vapor. Otros contaminantes
detectados también en altas concentraciones (de miles de g/L) incluyen
tetracloroetileno (PCE), cis-1,2-dicloroetileno (cis-1,2-DCE) y 1,1- dicloroetileno
(1,1-DCE). En los tres perfiles, las concentraciones mas altas de TCE y PCE
se detectaron cerca del nivel freático, decreciendo al aumentar la
distancia al mismo tanto en la zona saturada como en la zona no saturada.
También se observaron variaciones temporales máximas entre
perfiles en las concentraciones de TCE gaseoso (entre 44,000 y 124,000 g/L-aire).
Los gradientes de concentración para los dos isómeros de DCE
son inversos a los observados para TCE y PCE, es decir, la concentración
de estos componentes (cis-1,2-DCE y 1,1-DCE) en aguas subterráneas
aumenta al aumentar la distancia al nivel freático.
El muestreo pasivo por difusión permite obtener muestras verticales
no mezcladas, y así, por ejemplo, se pueden observar diferencias de
hasta 24,000 g TCE/L-aire en muestras consecutivas a una distancia vertical
de solo 6 cm en la zona no saturada. Los detalles verticales obtenidos
con el MLS (distancia entre muestras de 6 cm para células de 150 mL)
son únicos en comparación con otros sistemas de muestreo. El
detalle vertical es de primordial importancia en zonas de interfase, como
la existente entre la zona no saturada y la saturada (SUIR), en donde el
contenido de agua esta sujeto a significativas variaciones espacio-temporales.
Los datos obtenidos por este sistema de muestreo en el SUIR permiten determinar
si la dirección de flujo de los COVs es hacia la zona no saturada
o la saturada.
ABSTRACT. Three VOC field profiles were obtained over a period of
13 months with a passive multilayer sampler (MLS) from a monitoring well
located in the VOC-contaminated sandy phreatic Coastal Plain aquifer of Israel
in the Tel Aviv area. The profiles presented here are unique in that they
span both the saturated and unsaturated zones, through the saturated-unsaturated
interfase region (SUIR), and represent VOC concentrations from a single borehole
in unprecedented vertical detail. In groundwater just below the water table,
the major contaminant, trichloroethylene (TCE), was present in concentrations
(260,000 g/L-water) approaching its aqueous solubility, and in the unsaturated
zone just above the water table, in concentrations (124,000 g/L-air) close
to its saturated vapor pressure. Other contaminants detected in high concentrations
included tetrachloroethylene (PCE), cis-1,2-dichloroethylene (cis-1,2-DCE)
and 1,1-dichloroethylene (1,1-DCE), all at levels as high as several thousands
of g/L. In the three profiles, TCE and PCE concentrations were greatest
at the water table, and decreased with increasíng distance from the
water table both into the saturated and unsaturated zones. Temporal variations
in maximal TCE vapor concentrations ranging from 44,000 to 124,000 g/L-air
were also observed between profiles. Concentration trends for the two DCE
isomers are opposite to the trends for TCE and PCE; i.e., these compounds
(cis-1,2-DCE and 1,1-DCE) increase in concentration in groundwater with increasíng
distance from the water table.
The passive diffusion sampling characteristic of the MLS makes it
possible to obtain unmixed vertical samples such that, for example, differences
as great as 24,000 g TCE/L-air can be measured in consecutive samples located
only 6 cm apart in the unsaturated zone. The vertical detail is unique compared
to other field sampling methods. Vertical detail is of utmost importance
in interphase regions, such as the saturated unsaturated interphase region
(SUIR), where water content in both the unsaturated and saturated zones varies
significantly with depth, time and space. The data obtained by this sampling
method in the SUIR allows one to determine if the fluxes of VOCs are towards
the saturated or unsaturated zones.