Nuevas Metodologías Económicas y no Invasivas para el Inventario y Evaluación de Sitios Contaminados

Se trata de un nuevo proyecto de la UE que se encuentra testando en estos momentos. Ya sabéis que no suelo publicitar proyectos financiados o en curso. Generalmente espero a ver sus resultados. Sin embargo este atesora connotaciones especiales dignas de ser comentadas. Con independencia que los procedimientos actuales sean costosos, lentos y, a menudo poco eficientes, suele hacerse uso de técnicas invasivas, es decir las que modifican severamente el enclave que se analiza. La idea es abaratar los costos, llevar a cabo evaluaciones más rápidas y rigurosas de la forma menos agresiva posible. Con tal motivo, se hace uso de técnicas geofísicas, trazadores isotópicos, biomarcadores, indicadores de campo como lo es la vegetación existente, así como los cambios que surgen en ella debido a la contaminación. Del mismo modo, se pretenden analizar y monitorizar las comunidades microbianas del suelo (como ya defendíamos nosotros en este post). Las pruebas,  actualmente en curso, intentan aplicar tales procedimientos no invasivos con vistas a detectar contaminantes muy diversos. Recordemos que, al hablar de sitios contaminados, hacemos referencia a enclaves muy concretos, bien localizados y que han sufrido un impacto enorme (en otro caso haríamos uso de el concepto de contaminación difusa) de agentes contaminantes. Vengo reiterando desde hace muchos años que los progresos en la ciencia del suelo se encuentran lastrados por no hacer uso de nuevas tecnologías ya existentes en el mercado para otros fines. Eso sí, como el binomio oferta/demanda no era adecuado, tales instrumentaciones y procedimientos resultaban ser extremadamente onerosos, por no decir prohibitivos para la mayoría de los grupos de investigación. Faltaba pues la voluntad política de financiar iniciativas más ambiciosas. A la postre, si los resultados demuestran ser positivos, tales técnicas e instrumentaciones pueden adaptarse a las necesidades actuales generando una oferta/demanda más balanceada. Y es precisamente este aspecto el que me genera más satisfacción.  La razón estriba en que estas nuevas tecnologías también pueden aplicarse con vistas a llevar a cabo otro tipo de estudios, como la cartografía del espesor suelo-regolito, detección a distintas profundidades de discontinuidades que afectan a la circulación del agua (horizontes del suelo, de los propios regolitos y estratos sedimentarios) ubicación de acuíferos no muy profundos, etc. Por tanto, todos estos estudios pueden ayudar, no solo a paliar la contaminación local intensa, sino también a explorar el suelo hasta profundidades de varios metros de espesor y a ser posible alcanzar su contacto con los acuíferos, ayudando a comprender el ciclo hidrológico, por donde surgen los contaminantes en manantiales, o el grado en que contaminan las aguas subterráneas (acuíferos). Si uno medita, también puede cambiar la forma de inventariar y cartografiar los suelos. ¿Criticas?. Pues sí, también las hay. Ha sido necesario detectar más de 22.000 sitios gravemente contaminados, en el continente Europeo, que afectan o pueden afectar severamente a la salud humana y de la vida salvaje, para que nuestras autoridades nos regalen muy pocos millones de euros. Por último, señalar que esta aproximación nace más de seis años después de que en Norteamérica se propusiera el Programa de la Zona Crítica Terrestre que tanto hemos defendido en nuestra bitácora hasta el punto de haber elaborado una categoría temática que lleva tal nombre (zona crítica terrestre y el futuro de la edafología). Allí encontraréis numerosos post a este respecto. Como podréis observar, desde 2006 se han descrito tales tecnologías y defendido su necesidad para avanzar poderosamente en el futuro de la edafología. Esa es la diferencia entre la investigación en EE.UU. y Europa. Por lo tanto, nada de lo propuesto nos debiera resultar novedoso a la comunidad científica implicada. Sin embargo, no es así. También los expertos del suelo, al menos en Europa, debemos reflexionar y llevar a cabo una severa autocritica. Llevo hablando de este asunto con colegas durante años. A la mayoría de nosotros (eso si, en este momento me excluyo, como se puede mostrar en mi CV, además de ser miembro de la red que conforma la Zona Crítica Terrestre) nos horroriza un cambio de paradigma en edafología de tal calibre: considerar que todo es un suelo, hasta las aguas subterráneas, los sedimentos marinos, etc. Lógicamente si uno piensa que en la madurez de su actividad científica debe enfrentarse a estos cambios radicales es lógico que se asuste, considerándose incapaz de hacer frente a tales retos. Ahora bien, se trata de una perspectiva totalmente subjetiva y egoísta, carente de sentido. El proceso llevará muchos años. Podemos encontrarnos en los albores de una nueva edafología. Tan solo hace falta entender las razones científicas y sociales que demandan estos cambios y comenzar a entusiasmarse, que no deprimirse. De hacerlo así, en lugar de oponerse, o mirar hacia otro lado no ocurriría nada. Será  la próxima generación, o los más jóvenes lectores, los que comiencen a adiestrarse y levar a cabo tales cambios en una sociedad  más receptiva y respetuosa con nuestra profesión. ¡Renovarse o morir!.  Y eso es, en parte, ModelPROBE (ver aquí descripción más completa), ya que tales innovaciones deben venir acompañadas de un cambio de perspectiva conceptual. De no ser el caso, nos quedaremos a medio camino. Hace más de 10 años que llevo escribiendo sobre tal necesidad en publicaciones científicas.

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Prospecciones Geofísicas Satelitales y Sobre el terreno. Fuente: PHPBB

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ModelPROBE Coordinator: M. Kästner (Helmholtz Centre for Environmental Research, Leipzig, Germany

 Juan José Ibáñez 

CORDIS: Ampliando las capacidades de la investigación del suelo

 Un trabajo experimental realizado en gran cantidad de espacios contaminados de toda Europa contribuye a aumentar las herramientas a disposición de la ciencia forense del suelo.  Una vez que un suelo está contaminado, a menudo resulta muy difícil contener o eliminar los contaminantes. Una investigación financiada con fondos comunitarios se dedica a mejorar la forma de realizar evaluaciones de dichos suelos.

Las técnicas no invasivas desempeñarán una función básica en el método desarrollado en el proyecto respaldado por la Unión Europea Modelprobe («Sondeo de suelos, evaluación de espacios y valoración mediante modelos»). Se espera que una combinación de métodos basados en vegetación y geofísicos ayude a definir hasta dónde se ha contaminado una región e identificar los focos de actividad sobresalientes. Se podrán detectar una gama amplia de contaminantes como, por ejemplo, compuestos orgánicos volátiles, metales pesados, radionúclidos e incluso explosivos.

El equipo de Modelprobe también confía en mejorar el conocimiento que se posee sobre los procesos físicos que tienen lugar en el suelo e influyen en el transporte y la modificación de los contaminantes. Para ello se están utilizando nuevos métodos que cuentan con biosensores, instrumentación in-situ y biomarcadores.  Modelprobe también está aplicando sus teorías. En concreto, las técnicas y tecnologías nuevas se están probando en gran cantidad de terrenos industriales abandonados de toda Europa. Los resultados se utilizarán para ajustar las estrategias de evaluación y recuperación.

Fuente de información: Resultado del programa FP7-ENVIRONMENT, financiado con fondos comunitarios Fecha: 2011-01-28

New Methods Might Drastically Reduce the Costs of Investigating Polluted Sites

ScienceDaily (Oct. 8, 2012) — New methods might allow polluted sites to be investigated and monitored long term at significantly reduced costs. Authorities and those who have to remediate polluted sites in Europe might therefore be able to save costs and use these to treat other areas.

 This is the conclusion of the EU research project ModelPROBE, which was coordinated by the UFZ and the results of which were presented to the public on Sept. 21, 2012 at the international REMTECH Expo exhibition in Ferrara, North Italy. The results, with which the scientists aimed to lower the workload of authorities and consultants, include a handbook detailing the methods for characterising contaminated sites and a freely-accessible e-learning course.

In Europe there are over 20,000 complex and large contaminated areas. These so-called megasites threaten scarce land and water resources, create environmental and health risks and result in economic and social costs. Their efficient and sustainable revitalisation requires innovative site assessment and decontamination technologies and integrated evaluation approaches in order to optimise the options for their re-use. A total of 15 partners from eight countries have therefore developed within the scope of the EU ModelPROBE (Model driven Soil Probing, Site Assessment and Evaluation) project new methods for the assessment of polluted sites and the associated monitoring of rehabilitation measures. These methods, which are non- to low-invasive in terms of sampling and treatment of the subsoil at all, were tested, reviewed and compared with traditional methods at UFZ reference sites such as in Zeitz. The EU has funded this inter-disciplinary monitoring to the tune of EUR 3 million.

In order to detect pollution in the subsoil, until now for the most part samples of soil and groundwater have been taken. Pollution may only be detected, however, if the samples are taken at the optimum points and in a sufficiently dense measurement network. Their accuracy determines how well the pollution can be detected. The scientists have therefore worked on time-delayed geophysical measurements in order to improve the accuracy of the probing and also to record the effects of hydraulic changes and microbial activity. The project also integrates new methods with which important information on pollution in the soil can be gained for example by analysing the vegetation. Based on these non-invasive site-investigation methods, the extent of the contamination and the heterogeneity of the subsoil are then localised.

“Using direct push probes with linked geophysical and hydrological probing systems and combined with chemical, toxicological and isotope analyses, so-called hot spots are then monitored in order to determine the limits of and identify the contaminated area without fear of legal action,” explains the project coordinator Prof. Matthias Kästner of the Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ). Biological processes such as pollutant decomposition and toxic effects at the site are monitored using passive samplers, biosensors and microcosms with subsequent isotope and biomarker analyses. Due to this complex monitoring process, scientists not only from the Environmental Biotechnology Department, but also from the Groundwater Remediation, Monitoring & Exploration Technologies, Bioanalytical Ecotoxicology and Isotope Biogeochemistry Departments were involved.

These methods were tested not only in Zeitz, but also by project partners in Italy, Norway and the Czech Republic. The aim was to gain a fresh insight into soil and subsoil contamination at different levels including integrated statistical analysis and modelling and to provide a solid foundation for future risk assessments and sustainable rehabilitation concepts.

 Story Source: The above story is reprinted from materials provided by Helmholtz Centre for Environmental Research.

  Model driven Soil Probing, Site Assessment and Evaluation (ModelPROBE)

(…) Conventional techniques for site characterization are time consuming, cost intensive, and do not often effectively support decision making towards sustainable remediation. Therefore, new techniques for step by step site characterization strategy with smart feed back loops are necessary and have to be developed.

 The ModelPROBE approach relies on the combination of advanced geophysical site characterization techniques with new types of vegetation analysis. Based on these non-invasive surveys, the exact location and extension of sources, contamination levels (THP, BTEX, PAH, CHC, explosives, and heavy metals) and soil heterogeneities will be localized first. Hot spots will then be investigated by new direct push probing systems combined with geophysical & hydrogeological methods and with chemical & isotopic analysis for source localization and identification (environmental forensics). The actually occurring bioprocesses, such as contaminant degradation or precipitation/mobilization processes, will be assessed using biosensors, in situ microcosms, and stable isotope and biomarker analysis. These new techniques and tools will be evaluated against best practice of conventional methods. ModelPROBE offers the unique possibility to test, optimize and demonstrate the proposed approach and the developed tools at fully equipped and characterized European reference sites available in the project. Integrated statistical analysis and modelling at different stages of the step by step approach will result in an improved view of soil and subsurface contamination and will provide a sound basis for risk assessment and for the decision on the most appropriate sustainable remediation strategy (…)

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Comentarios

Hola Juan José,

¿qué tal? Actualmente en España existe legislación a este respecto de suelos contaminados, etc… Entiendo que las metodologías de evaluación que se usan ahora se basan en la toma de muestras de suelo y su análisis en laboratorio, no sé si estoy en lo cierto. De ser así, quería preguntar si has participado en algunos muestreos de este tipo (o tal vez algún lector lo haya hecho…) ya que me surgen varias dudas al respecto: ¿hay que seguir algún protocolo de seguridad? ¿trajes especiales parecidos a los recomendados para aplicación de plaguicidas o algo así? ¿muestreadores especiales o cosas parecidas?¿sabes algún laboratorio al que se puedan llevar este tipo de muestras y hagan los análisis requeridos por la legislación?

Me disculpo de antemano si tal vez son demasiadas preguntas y muy específicas para este medio, pero la verdad es que me interesa el tema y me parecía una buena oportunidad para preguntar…

Un cordial saludo
jesús

Todo depende Jesús,
Depende del tipo de contaminante, depende del grado de contaminación (difusa, vertidos locales graves, etc.). Supongo que hay protocolos, pero los desconozco.
Lamento no poder decir más.
Saludos
Juanjo Ibáñez

Bueno. Muchas graciass de todas maneras. El post era muy interesante en sí mismo, además por el uso de nuevas tecnologías como comentabas…En el grupo de colaboración que tenemos entre Costa Rica y España estamos intentando poco a meter usar nuevas tecnologías para sacar más provecho a los datos que tenemos o al dinero que tenemos (poco) para trabajo de campo…

Un cordial saludo

jesús

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