Soil CO2 efflux as early response assessment for remediation of diesel polluted soils

• Autores: María José Fernández Alonso, Carlos Ortiz Oñate, Luís Gómez Fernández, Agustín Rubio Sánchez
• Localización: Spanish Journal of Soil Science: SJSS, ISSN-e 2253-6574, Vol. 6, Nº. 1, 2016, págs. 51-63
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • As emissões de CO2 do solo como forma precoce de avaliação da resposta à remediação de solos contaminados com diesel
  • Las emisiones de CO2 del suelo como evaluación temprana de la remediación de suelos contaminados con diesel
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• Resumen
  • español

    La contaminación del suelo por hidrocarburos constituye un grave riesgo ambiental debido a su toxicidad. Se han desarrollado a lo largo de las últimas décadas diversas tecnologías biológicas y químicas para remediar in situ suelos y aguas afectadas por vertidos de petróleo. El objetivo de este estudio es evaluar el flujo de emisión de CO2 del suelo como medida temprana de la efectividad de estos tratamientos de remediación in situ de suelos contaminados por hidrocarburos. El área de trabajo se localiza en un ecosistema de marisma salina en la Bahía de Cádiz, donde se distinguieron dos zonas atendiendo a su nivel de contaminación por diésel (zona altamente contaminada y zona con baja contaminación). En la zona altamente contaminada se aplicaron tres tecnologías de remediación in situ (fitorremediación, biorremediación y oxidación química) de forma individual y combinada, para buscar sinergias que mejoren el rendimiento de la descontaminación. Los objetivos específicos del estudio fueron (1) determinar el flujo de emisión de CO2 del suelo en un ecosistema de marisma salina contaminada por diésel, bajo clima Mediterráneo; (2) examinar las relaciones entre la temperatura y el contenido de humedad del suelo con los flujos de CO2 del suelo; (3) evaluar si las diferentes tecnologías remediadoras fomentan una respuesta temprana en los flujos de CO2 del suelo. Los primeros resultados mostraron una correlación positiva entre las fluctuaciones de la temperatura del suelo y el flujo de CO2 en la zona menos contaminada de la marisma, pero no se detectaron relaciones significativas en el área altamente contaminada. De media, los tratamientos de remediación produjeron mayores flujos de CO2 del suelo (81,3 y 294,8 mg CO2-C m-2 h-1 antes y después de la implementación de los tratamientos, respectivamente). De todos los tratamientos de remediación, sólo las parcelas bajo tratamiento biológico puro mostraron una respuesta temprana del flujo de CO2 del suelo (fitobarrera, fitorremediación y biorremediación).

  • English

    Soil contamination by petroleum hydrocarbons constitutes a considerable environmental risk due to their toxicity. In recent decades, several biological and chemical technologies have been developed for remediating in situ soils and waters affected by leakages of diesel fuel. The aim of this study is to assess the soil CO2 efflux as an early measuring tool of the effectiveness of these remediation treatments applied in situ on diesel polluted soils. The study site was located in a tidal salt marsh ecosystem in the Cádiz Bay, where two zones were distinguished according to the level of diesel pollutant (high-polluted and low-polluted areas). In the high-polluted area, three remediation technologies (phytoremediation, bioremediation, and chemical oxidation) were applied individually as well as in combination in order to identify synergies that improve the decontamination performance. The specific objectives of the study were (1) to determine soil CO2 efflux in a diesel polluted tidal salt marsh under a Mediterranean climate; (2) to examine the relationships between soil moisture content, temperature and soil CO2 efflux; (3) to test whether the different remediation treatments promote an early response in soil CO2 efflux. The initial results showed a positive correlation between soil temperature fluctuations and soil CO2 efflux in the low-polluted area of the marsh, but no significant relationships were detected in the high-polluted area. On average, remediation treatments lead to greater soil CO2 efflux rates (81.3 and 294.8 mg CO2-C m-2 h-1 before and after treatment implementations respectively). Of all the remediation treatments, only those plots in which pure biological treatments were employed (phytobarrier, phytoremediation and bioremediation) displayed a clear early response in soil CO2 efflux.

  • português

    A contaminação do solo por hidrocarbonetos de petróleo constitui um sério risco ambiental devido à sua toxicidade. Durante as última décadas foram desenvolvidas diferentes tecnologias biológicas e químicas para remediar in situ o solo e as água afetadas por derramamentos de petróleo. O objetivo deste estudo é avaliar o fluxo de emissão de CO2 do solo como medida precoce da eficácia destes tratamentos de remediação in situ de solos contaminados com hidrocarbonetos. A área de trabalho está localizada num ecossistema de pântanos de água salgada na Baía de Cádiz, onde se diferenciam duas áreas atendendo ao seu nível de poluição com diesel (zona altamente contaminada e uma zona de baixa poluição). Na área altamente contaminada foram aplicadas três tecnologias de remediação in situ (oxidação química, biorremediação e fitorremediação) de forma individual e combinada, para encontrar sinergias por forma a melhorar o rendimento da descontaminação. Os objectivos específicos do estudo foram (1) determinar o fluxo de emissão de CO2 do solo num ecossistema de pântanos de água salgada contaminado por diesel, sob clima mediterrânico; (2) estabelecer a relação entre a temperatura e o teor de humidade do solo com os fluxos de CO2 do solo; (3) avaliar se as diferentes tecnologias de remediação promovem uma resposta precoce dos fluxos de CO2 do solo. Os primeiros resultados mostraram uma correlação positiva entre as flutuações da temperatura do solo e o fluxo de CO2 na área menos poluída do pântano, mas não se detetaram relações significativas na área altamente contaminada. Em média, os tratamentos de remediação produziram maiores fluxos de CO2 de solo (81,3 e 294,8 mg CO2-C m-2 h-1 antes e após a aplicação dos tratamentos, respetivamente). De todos os tratamentos de remediação, somente as parcelas sob tratamento biológico puro apresentaram uma resposta precoce do fluxo de CO2 do solo (fitobarreira, fitorremediação e biorremediação).