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.