- •Основы геологии и грунтоведения
- •Isbn 5-06-003690-1
- •Оглавление
- •Глава 1. Основные сведения о геологии 7
- •Глава 2. Земная кора и её состав 26
- •Глава 3. Грунтоведение 80
- •Глава 1. Основные сведения о геологии
- •1.1. Планета Земля
- •1.1.1. Происхождение планеты Земля
- •1.1.2. Форма Земли
- •1.1.3. Строение Земли
- •1.2. Геологическая хронология
- •1.2.1. Абсолютный возраст
- •1.2.2. Относительный возраст
- •1.2.3. Общая геохронологическая шкала
- •Глава 2. Земная кора и её состав
- •2.1. Земная кора
- •2.2. Тепловой режим земной коры
- •2.2.1. Температурные зоны
- •2.2.2. Геотермика
- •2.2.3. Многолетнемёрзлые грунты
- •2.3. Состав земной коры
- •2.3.1. Природные минералы
- •2.3.1.1. Общие сведения
- •2.3.1.2. Генезис и свойства минералов
- •2.3.1.3. Кристаллохимическая классификация минералов
- •2.3.2. Горные породы
- •2.3.2.1. Магматические породы
- •2.3.2.2. Осадочные породы
- •2.3.2.3. Метаморфические породы
- •2.3.3. Антропогенные образования
- •2.4. Расход продуктов земной коры
- •Глава 3. Грунтоведение
- •3.1. Концепция грунтоведения
- •3.2. Общие сведения о составе грунтов
- •3.3. Твёрдые компоненты грунтов
- •3.3.1. Силикаты природные (первичные)
- •3.3.2. Соли простые
- •3.3.3. Сульфиды природные
- •3.3.4. Минералы глинистые
- •3.3.4.2. Связи между минералами
- •3.3.4.3. Виды минералов
- •3.3.5 Вещества органо-минеральные
- •3.3.6. Лёд в поровом пространстве
- •3.3.6.1. Строение, виды и свойства льда
- •3.3.6.2. Мельтинг льда и режеляция воды
- •3.4. Жидкие компоненты грунтов
- •3.4.1. Вода – основная составляющая жидкого компонента
- •3.4.2. Классификация воды, пара и льда в поровом пространстве грунтов
- •3.4.2.1. Вода связанная (аномальная)
- •3.4.2.2. Вода переходного типа (от связанной к свободной)
- •3.4.2.3. Свободная вода (обычная)
- •3.4.2.4. Водяной пар (газообразная вода)
- •3.4.2.5. Лёд (твёрдая модификация воды)
- •3.5. Газообразные компоненты грунтов
- •3.5.1. Газы геологические
- •3.5.2. Газы подземные
- •3.5.3. Газы биогенные
- •3.5.4. Газы техногенные
- •3.5.5. Влияние газов на свойства грунтов
3.5.3. Газы биогенные
Биогенные газы образуются в грунтах при наличии в них органического вещества, разложение которого происходит естественным образом и зависит от температуры и физико-химических условий среды. При этом образуются метан СН4 и его гомологи (подобные), углекислый газ СО2, сероводород Н2S, водород Н2 и др.
Биогенные газы в зоне аэрации взаимодействуют с атмосферным воздухом. При этом часть биогазов улетучивается в атмосферу.
3.5.4. Газы техногенные
Основной объём техногенных газов образуется в городах, особенно на промышленных комплексах (химических, нефтехимических, коммунально-очистных и др.). Большинство этих газов выделяется в атмосферу. Однако в процессе газообмена значительная их часть попадает и в зону аэрации грунтов, загрязняя их и речные бассейны. Наиболее опасны устойчивые газообразные загрязнители грунтов типа диоксинов, образующихся при сжигании поливинилхлоридных (ПВХ) отходов либо при техногенных авариях на соответствующих предприятиях, как это было в Уфе в 90-х гг. 20 в. на «Уфахимпроме» с тяжёлыми последствиями долговременного действия.
Полигоны твёрдых бытовых отходов являются зна́чимым поставщиком специфичных техногенных газов (см. гл. 2.3.3). Органические компоненты городских свалок, содержащих, как правило, отходы 1 и 2-классов опасности, разлагаются длительное время, выделяя ядовитые газообразные соединения: диметилсульфиды, сероуглерод СS2, метан СН4. На свалки попадают отработанные люминесцентные лампы и иные устройства, содержащие высокотоксичную ртуть Нg и подобные ей вещества. В России неутилизированных твёрдых отходов скопилось 82 Гт, а их утилизация составляет всего 4 % . В Европе этот показатель – 50 %. Бывшие свалки, впоследствии погребённые и попавшие в черту города, представляют большую опасность. В 2000 г. (3 июня) в г. Уфа по ул. Владивостокской произошёл взрыв газа под двухярусным кирпичным гаражом. Полностью разрушились 56 боксов, выбиты стёкла в окнах соседних зданий.
Неблагополучная экологическая обстановка вдоль автомобильных дорог общегосударственного, областного и районного значения. Загрязнения воздушного бассейна выхлопными газами и выбросами вредно влияют на прилегающие к дорогам территории и водоёмы. Удельные значения выхлопных газов, продуктов износа шин, тормозных колодок, смазочных масел и антифрикционных материалов при эксплуатации, например, легкового автомобиля с расходом бензина 0,092 л/км составляют: СО = 12,4 г/км, NОх = 1,9, С·Ну = 2,1, СО2 = 199,1, SО2 = 0,14, соединения Рв = 0,024. Выход резиновой пыли – 1,35 кг/год · авт., асбестовой пыли – 0,8 кг/год · авт., износ асфальтобетонного покрытия – 0,4…0,6 мм/год.
Наиболее опасными компонентами выхлопных газов бензинового двигателя являются соединения свинца Рв, которые отсутствуют в выхлопах дизельного двигателя. Однако из-за сажи, образуемой из-за неполного сгорания солярового масла (дизельного топлива), дизельный двигатель считается более «грязным». Газовое топливо в 3-4 раза чище бензинового.
Выхлопные газы транспортного потока витают на уровне примерно 2 м с максимальной концентрацией компонентов выхлопных газов вдоль полосы движения, снижаясь по гиперболе по мере удаления от неё и составляя 10 % на расстоянии 10 м от дорожной полосы.
Техногенные газы являются объективной реальностью современных городов. В связи с этим для снижения концентрации вредных веществ, попадающих в грунтовые и почвенные толщи, в водоёмы должны быть реализованы следующие мероприятия: продуманная градостроительная политика, экологическая экспертиза действующих и возводимых предприятий, а также экологичное отношение населения к окружающей среде.