Toxicity Screening of Benzene, Toluene, Ethylbenzene and Xylene (BTEX) Hydrocarbons in Groundwater at Sour-Gas Plants

Abstract

In this paper a toxicity-based approach was used to assess the quality of groundwater samples collected from gas plants in western Canada. The gas plants selected were typical of plants currently in operation and represent a cross-section of hydrogeological conditions and of the sweetening processes in use. The focus was on the levels of benzene, toluene, ethylbenzene and xylene (BTEX) group of hydrocarbons as indicator compounds for monitoring the degree of bioremediation and bioventing at the sites. Toxicity tests included bacterial luminescence (Microtox®), daphnia mortality, fathead minnow mortality and lettuce seedling emergence. In general, the concentration of BTEX was a good indicator of the toxicity of the groundwater. However, approximately 5% of the samples were observed to be toxic although the concentrations of BTEX were low (< 1 μg/L). Based on the laboratory results, the remediation of BTEX in groundwater at the sour-gas plants is expected to correlate well with the removal of acute toxicity to selected aquatic organisms.

Dans ce document, une démarche fondée sur la toxicité a été utilisée pour évaluer la qualité des échantillons d’eaux souterraines prélevés à partir de raffineries de gaz dans l’Ouest du Canada. Les raffineries de gaz sélectionnées étaient typiques des usines actuellement exploitées et sont représentatives des conditions hydrogéologiques et des méthodes d’adoucissement employées. L’accent a été mis sur les niveaux de benzène, de toluène, d’éthylbenzène et de xylene (BTEX), groupe d’hydrocarbures, en tant que composés indicateurs pour la surveillance du degré de biorémédiation et de dégazage biologique à ces sites. Les essais de toxicité portaient entre autres sur la luminescence bactérienne (Microtox®), la mortalité de la daphnie, la mortalité du mené à grosse tête du Nord et la levée des semis de laitue. En général, la concentration de BTEX était un bon indicateur de la toxicité des eaux souterraines. Toutefois, on a constaté qu’environ 5% des échantillons étaient toxiques bien que les concentrations de BTEX étaient faibles (< 1 mg/l). D’après les résultats de laboratoire, on prévoit que la biorestauration des BTEX dans les eaux souterraines aux usines de gaz sulfureux entretiendra une bonne corrélation avec l’élimination de la toxicité aiguë chez certains organismes aquatiques.