Revista internacional de contaminación ambiental

Exploratory evaluation of pollutants dispersion emitted from flares of the Campeche marine region

Una de las principales fuentes antrópicas de emisión de contaminantes atmosféricos en el Golfo de México son las operaciones de extracción de hidrocarburos del subsuelo. En este trabajo se presentan resultados de la simulación de la dispersión de contaminantes emitidos por los quemadores elevados tipo antorcha ubicados en las plataformas marinas de la Sonda de Campeche. Las simulaciones se efectuaron empleando un modelo tridimensional de calidad del aire capaz de modelar los principales procesos que gobiernan la dinámica de contaminantes en la atmósfera. Se analizaron seis episodios comprendidos entre noviembre de 2000 y agosto de 2001: dos en el otoño de 2000, dos en el invierno de 2001, uno en la primavera de 2001 y finalmente uno en el verano de 2001. Los resultados indican una importante influencia de las condiciones climatológicas en la formación y transporte de contaminantes en el Golfo de México. El patrón de transporte sigue, en general, el comportamiento de los vientos sinópticos de la región, con variaciones asociadas a los vientos locales. Las máximas concentraciones no sobrepasaron los límites establecidos por las normas oficiales mexicanas correspondientes, y se observó una apreciable dilución de las plumas emitidas lo cual acarrea una baja influencia sobre las zonas costeras. Además de la simulación de los casos base, se escaló el inventario de emisiones para uno de los episodios de invierno con el fin de observar el efecto de la reducción de emisiones por la quema de gas venteado que reporta PEMEX para el año 2005. Los resultados indican una reducción de los niveles de contaminantes de 31 % para el NO2, 33 % para el SO2, 45 % para el CO y 48 % para las partículas suspendidas, respecto a las concentraciones máximas, para este escenario en donde las emisiones totales se redujeron en un 68 %.

One of the main anthropogenic sources of pollutants emitted to the atmosphere in the Gulf of México are the oil extraction operations. In this study, we present the results of the dispersion modeling of air pollutants emitted from flares located in the offshore platforms of the Campeche marine region. The simulations were conducted using a comprehensive three-dimensional chemical-transport model capable of following the dynamics of air pollutants in the atmosphere. Six episodes from the period from November 2000 to August 2001 were analyzed: two from Fall of 2000, two from Winter of 2001, one from Spring of 2001 and finally one from Summer of 2001. Results indicate an important influence of the climate conditions of the Gulf in the transport and formation of pollutants in the region. The transport pattern follows, in general, the behavior of the synoptic winds, with variations associated with changes in local winds. The maximum concentrations did not exceed the limits established by the corresponding Mexican official norms, and it was observed a considerable degree of dilution of the emitted plumes with the corresponding weak influence on the coastal zones. In addition to the modeling of the base cases, the emissions inventory was scaled for one of the episodes to observe the effect of the reduction of emissions reported by PEMEX for 2005 due to a decrease in the amount of natural gas flared. The results indicate a reduction of 31 % for NO2, 33 % for SO2, 45 % for CO and 48 % for suspended particles, with respect to the maximum concentrations obtained in the base case, for this scenario in which the total emissions were reduced 68 %.

The ANAITE mode for studying the hidrodynamics and water quality of natural rivers with soft slope

Se presenta la descripción, validación y aplicación de un modelo para el cálculo de la calidad del agua en cauces naturales. La componente hidrodinámica se resuelve en dos tiempos, primero se calcula el perfil hidráulico satisfaciendo la ecuación de la energía a partir de una sección de control en donde se conoce el nivel y el caudal; en segundo término, se calcula la hidrodinámica para el plano superficial, utilizando una adecuación a la ley universal de velocidades para secciones irregulares. Esta componente hidrodinámica sirve de base para la solución del módulo de calidad del agua, el cual está constituido por tres submódulos en las que se resuelven las variables físicas, variables químicas y biológicas, y sustancias tóxicas, respectivamente. El transporte de los parámetros modelados se realiza utilizando una solución numérica en diferencias finitas de la ecuación de advección-difusión-reacción. Los diferentes módulos de este programa se validan utilizando diferentes modelos existentes en la literatura. Los resultados obtenidos con el modelo, llamado ANAITE, son satisfactorios.

In this paper, description, validation and application of a 2D water quality model for natural rivers is presented. The hydrodynamic component is solved in two times, first, the hydraulic profile is calculated satisfying the energy equation starting from a control section where the level and the flow are know; then, the hydrodynamic is calculated for the superficial plane, using an adaptation to the universal law of velocities for irregular sections. The hydrodynamic component generated is the base for the solution of the water quality module, constituted respectively by three sub-modules where physical, chemical and biological, and toxicological substances variables are solved. The transport of the modeling parameters is carried out using a numerical solution in finite differences of advection-diffusion-reaction equation. The different modules of this program are validated using different existent models in the literature. The results obtained with the model, called ANAITE, are satisfactory.

Polluted soils electroremediation, a technical review for field application

En las últimas dos décadas se ha incrementado el interés por desarrollar tecnologías que ayuden a solucionar el problema de los suelos contaminados, la mayoría de estas se han orientado hacia los procesos de remediación in situ, dentro de los cuales se ha propuesto a la electrorremediación por su capacidad de remover contaminantes tanto orgánicos como inorgánicos. El presente artículo ofrece una revisión técnica sobre la tecnología de electrorremediación para la restauración de suelos contaminados con compuestos orgánicos e inorgánicos, se presenta el fundamento técnico, los mecanismos para remoción del contaminante, los factores principales que influyen en el proceso, las variantes electrocinéticas utilizadas para mejorar su rendimiento, así como una visión sobre su aplicación en campo.

During the last two decad the interest for developing remediation technologies for polluted soils treatment has been increasing. Several techniques have been oriented to get in situ remediation, in this context electroremediation is an attractive technique due to their potential for removing both organic and inorganic pollutants. The present work is a technical review about polluted soil remediation by electroremediation, this work covers the following aspects: electrokinetics fundamentals, pollutant removal mechanisms, and an analysis of the main variables as well as their influence over the process, and improvements for increase the efficiency; also it is included a foresight of field applications.

Hydrocarbon mangroves pollution and bioremediation, phytoremediation and restoration strategies

Los bosques de manglar son ecosistemas muy complejos con múltiples funciones ecológicas y alto valor económico. Son también ecosistemas que están sujetos a diversos impactos negativos, lo que está ocasionando su desaparición a una tasa anual que oscila entre el 1 y el 5 %. Uno de los impactos más negativos lo genera el derrame de petróleo con su consecuente efecto dañino en varios de sus subsistemas: árboles, fauna asociada, microorganismos (aerobios y anaerobios), suelo y agua. La presente revisión ofrece una discusión de la información más actualizada sobre la contaminación de manglares por derrames de petróleo a nivel mundial y en México. Asimismo, revisa y discute las diversas estrategias de biorremediación, fitorremediación y restauración que permiten dar una respuesta a corto y mediano plazo. La mayoría de los suelos contaminados con hidrocarburos, contienen microorganismos capaces de degradarlos observándose que la atenuación natural ocurre en la mayoría de los casos. Con el objeto de acelerar este proceso, se han investigado las estrategias de bioestimulación (adición de nutrientes o compuestos estimuladores de la degradación) y de bioaumentación (adición de cepas microbianas con atributos especiales para degradar los contaminantes). Otro factor limitante para que ocurra la degradación de hidrocarburos en los sedimentos de manglares, es la falta de oxígeno. La información más actual indica que la estrategia de bioestimulación, complementada con aireación, es una de las mejores opciones de tratamiento. Finalmente, se señala la necesidad de realizar estudios integrales de biorremediación, fitorremediación y restauración de manglares impactados por hidrocarburos que incluyan los diferentes subsistemas de dichos ecosistemas.

Mangroves are complex ecosystems with multiple functions and high economic value. However, they are exposed to several negative impacts and are disappearing at a high annual rate (1 to 5 %). Oil spills are one of the most negative impacts causing damage to all the ecosystem's sub-systems: plants, associated fauna, microorganisms (aerobic and anaerobic), soil and water. Considering the relevance of these ecological disasters, the current revision offers a discussion of updated information on oil pollution of mangroves. Furthermore, various strategies related to bioremediation, phytoremediation and restoration, are also reviewed and discussed as solutions for the short and medium term. An autochthonous microbial flora capable of degrading hydrocarbons is usually present in polluted soils and it has been observed that natural attenuation generally occurs. The strategies of biostimulation (addition of nutrients or degrading stimulation compounds) and bioaugmentation (addition of microbial strains with special attributes for pollutant degradation), have been investigated as tools for acceleration of such natural process. Another limiting factor under natural conditions is the lack of oxygen in the mangroves' sediments. Current information indicates that biostimulation complemented with aereation, is the most suitable strategy for hydrocarbon degradation. Finally, the need of integrated studies of bioremediation, phytoremediation and restoration of mangroves impacted by oil spills, in which most of the sub-systems of this complex ecosystem are investigated in parallel, is highlighted.