Leakage effects of CO2 stored in marine geological formations : kinetic mobility of trace elements from marine sediments

Abstract

RESUMEN: La Captura y Almacenamiento de dióxido de Carbono (CO2) (CAC) es una tecnología que permite disminuir las emisiones de este gas a la atmósfera por medio del secuestro geológico del mismo. En el caso del almacenamiento en alta mar, las consecuencias de las potenciales fugas de CO2 son la acidificación del medio y la liberación de contaminantes del sedimento a la columna de agua.

En este trabajo se evalúa y modela, por medio de ensayos de lixiviación de dependencia de pH realizados a escala de laboratorio, la movilización de elementos traza de sedimentos marinos contaminados en los peores escenarios de acidificación causados por fugas de CO2.

Los resultados obtenidos permiten comprender mejor la liberación de elementos traza de sedimentos marinos en condiciones de acidificación y pueden ser útiles como línea de evidencia en la evaluación de riesgos de la tecnología CAC.

ABSTRACT: Carbon dioxide (CO2) Capture and Storage (CCS) is a technology to reduce CO2 emissions to the atmosphere by sequestering it in geological formations. In the case of offshore storage, unexpected CO2 leakages will acidify the marine environment and contaminants trapped in sediments will mobilise to the water column.

This dissertation assesses, by using pH dependence leaching tests at laboratory scale, the release of trace elements from contaminated marine sediments. The research studies the worst-case acidification scenarios, in which total mixed conditions and sudden CO2 leakages that are maintained for extended periods of time occur. The geochemical modelling under equilibrium conditions and the kinetic modelling of experimental results are undertaken to explain the contaminant mobilisation as a function of pH.

The obtained results help to better understand the trace element release from marine sediments under acidification conditions and can be useful as a line of evidence input for the risk assessment of the CCS technology.