Em 2012, a US EPA divulgou um relatório intitulado, “Banco de dados de intrusão de vapor da: Avaliação e Caracterização de Fatores de Atenuação de Compostos Orgânicos Voláteis Clorados e Edifícios Residenciais”. As informações do banco de dados foram cruciais para a definição dos níveis de screening de vapor de solo e águas subterrâneas (VISLs) da US EPA.
Intrusão de Vapores (VI) é o processo em que os produtos químicos associados à gasolina, produtos de limpeza a seco e várias outras substâncias voláteis (VOC), migram de fontes sub-superficiais até adentrarem nos edifícios. Os leitores desta coluna reconhecerão o termo “atenuação”, que é o declínio na concentração à medida que os vapores migram da fonte até o receptor.
Compreender quanto de atenuação ocorre durante a migração de vapor, geralmente é útil de duas maneiras. Se entendermos a quantidade de atenuação entre uma fonte de água subterrânea e um edifício sobrejacente, podemos usar os dados de concentração de água subterrânea para prever as concentrações de vapor no ar interno. As águas subterrâneas geralmente são muito menos dispendiosas para analisar do que o ar interno. Por outro lado, se começarmos com o nível de aceitação regional (RSL) de um produto químico ou alguma outra concentração máxima permitida no ar interno, podemos usar nossa compreensão da atenuação para determinar os níveis de triagem para gases do solo e águas subterrâneas.
Níveis orientadores de gas do solo
Na orientação do Esboço VI da US EPA de 2012, a EPA derivou os níveis de triagem de gás do solo e águas subterrâneas modelando a quantidade de atenuação de vapor. Eles estimaram que as concentrações de vapor no ar interno eram aproximadamente de 1 à 10 vezes as concentrações diretamente abaixo do piso no gás do solo e expressou essa razão como um Fator de Atenuação (FA) de 0,1. Os fatores de atenuação do gás do solo profundo e da água subterrânea foram considerados iguais a 0,01 e 0,001, respectivamente. Consequentemente, os níveis de screening de gás do solo, gás do solo profundo e água subterrânea igualaram os níveis de triagem do ar interno vezes 10, 100 e 1.000, respectivamente. Os valores orientadores da calculadora VISL de águas subterrâneas também foram ajustados para a partição água subterrânea-vapor ambiente usando as constantes de Henry, conforme discutido em um artigo anterior.
Devido às complexidades da atenuação do solo para o ar ambiente interno, a US EPA apenas tentou brevemente prever a intrusão de vapor do solo, com suas planilhas da Johnson & Ettinger, atualizadas pela última vez em 2004.
Para refinar sua compreensão dos fatores de atenuação (FA), a US EPA compilou dados de suas próprias investigações e estudos estrangeiros, o que em tese lhes permitiriam comparar as concentrações internas de vapor com as concentrações subterrâneas. O conjunto de dados foi limitado a compostos orgânicos voláteis clorados (CVOC) de ambientes residenciais. Os resultados foram publicados na publicação Vapor Intrusion Database de 2012.
Gráfico ao lado direito apresenta a proporção do ar interno do gás do solo abaixo do piso (subslab), (Figura 12 da EPA).
Se o FA para o gás do solo abaixo do piso (subslab) fosse realmente igual a 0,1, todos os pontos de dados teriam caído na segunda linha diagonal a partir do topo. Em vez disso, os pontos ficam, em média, entre a terceira e a quarta linhas diagonais, correspondendo a um fator de atenuação de 0,003.
Portanto, o melhor palpite das concentrações de vapor do ar interno seria igual às concentrações da subslab x 0,003, e os níveis de screening de subslab seriam iguais aos níveis de screening do ar interno divido por 0,003. Como existe uma boa quantidade de dispersão nos dados, a EPA atualizou os dados de FA de gás do solo subslab e os fatores de atenuação usando uma proporção de 0,03, para permitir a incerteza.
A proporção do ar interno para o gás externo do solo, que normalmente é coletado abaixo em 1,5m com um equipamento de perfuração (EPA, Figura 20), é mostrada graficamente ao lado.
O gráfico de gás do solo externo mostra aproximadamente a mesma proporção de 0,003 de concentrações de gás de ar por solo interno que o gás de solo subslab. Consequentemente, a US EPA revisou tanto o subslab quanto os fatores de atenuação padrão de gás do solo externo para 0,03, de modo que todos os níveis de screening de gás do solo sejam iguais aos níveis de screening de ar interno divido 0,03. Observe que o gráfico de solo-gás externo também mostra muito mais dispersão que o gráfico de subslab, o que sugere que a gás abaixo do piso (subslab) seja melhor para prever intrusão de vapores. O gás do solo subslab também é mais barato e fácil de coletar do que o gás do solo externo, se você não se importar em fazer buracos no piso.
A proporção entre o ar interno e as concentrações de vapor diretamente acima das águas subterrâneas
(Figura 16 da EPA)
Se o FA para vapor de água subterrânea realmente fosse igual ao FA padrão de 0,001, os pontos de dados teriam caído na quarta linha diagonal a partir do topo. Em vez disso, os pontos de dados circundam a quinta linha, correspondendo a um FA real de água subterrânea de 0,0001. A EPA manteve o FA padrão de 0,001 para permitir a incerteza.
Assim, os dados da calculadora VISL de ar interno da EPA são divididos por 0,03 (multiplicado x 33) para obter os valores orientadores da calculadora VISL de gás do solo, e os valores da VISL internos são divididos por 0,001 (multiplicado x 1.000) para obter os valores VISL de águas subterrâneas.
Mas existe mais desta história. Além do multiplicador de dez vezes da EPA para explicar a incerteza, outros fatores tornam os valores orientadores da calculadora VISL de gás do solo e águas subterrâneas irrealisticamente baixos em muitas situações. Entre eles:
- O banco de dados intrusão de vapor (VI) foi baseado em dados residenciais. Os edifícios comerciais/industriais (CI) geralmente têm taxas de troca de ar interno muito mais altas e tetos mais altos, o que dilui o gás do solo e reduz o VI mais do que em ambientes residenciais.
- O banco de dados foi construído com dados de CVOC, que resistem à degradação química. A atenuação dos Hidrocarbonetos de Petróleo (TPH) costuma ser muito maior em determinadas condições, quando comparado aos CVOC.
- A maioria dos dados de águas subterrâneas da US EPA não atendeu aos critérios da própria Agência para inclusão no banco de dados. Artigo de Yao, Verginelli, Suuberg e Eklund em Monitoramento e Remediação de Águas Subterrâneas (2018), descreve como 70% dos pares interior-ar-água subterrânea foram separados por mais de 30 metros (98 pés) lateralmente.
- A Orientação VI da US EPA (2015), considera a distância de separação lateral VI, ou “footprint”, como 30m da fonte para CVOC e 9m para TPH (Orientação para Petróleo IV de 2015 da EPA). Yao, e outros estimam que a atenuação de vapor da água subterrânea é 10 vezes maior do que a estimativa da EPA.
- O risco VI é geralmente estimado com base na concentração mais alta no subsolo. A intrusão de vapor real resulta de uma mistura de concentrações de vapor de gás no solo mais baixas e mais altas, especialmente perto de áreas de origem típicas de instalações industriais.
Assim, em nossa experiência, o risco de VI com base em dados de subsuperfície é extremamente exagerado, pelo menos em locais comerciais e industriais. Supondo que as concentrações de vapor do ar interno sejam iguais à concentração máxima de subslab x 0,03, superestima o risco em 1.000 ou mais. Além disso, considere que o risco de constituintes no ar interno já pode ser exagerado para explicar as incertezas. Por exemplo, o risco de câncer para o tetracloroeteno (percloroetileno – PCE) é exagerado em 1.000, após a aplicação de três fatores de incerteza de 10x.
É apropriado levar a sério a contaminação do subsolo e investigar o risco de intrusão de vapores, mas os valores excedidos da calculadora VISL para subsolo por um fator de 10x ou 100x, especialmente em locais comerciais e industriais, raramente indica um problema de VI, e criando um medo natural para os ocupantes resultado de uma relação de valores extraordinários que também causam despesas desnecessárias aos responsáveis.