Газогеохимические исследования

Газогеохимические исследования сопровождают проектирование и строительство жилых комплексов и других объектов на территориях распространения насыпных газогенерирующих грунтов в целях обеспечения безопасных и экологически благоприятных условий их эксплуатации.

Основные решаемые проблемы:

— выявление и оконтуривание участков погребенных свалок;

— районирование территории по степени экологической опасности; 

— разработка рекомендаций по вторичному использованию исследуемых грунтов и биогазовой защите зданий и сооружений;

— информационно-аналитическое сопровождение экологических исследований и обобщение экологических данных. 

Потребность в газогеохимических исследованиях возникла при освоении резервных территорий г.Москвы под строительство. При проведении подобных работ «ПЭНН ИНЖИНИРИНГ» стоял у истоков проблемы определения методов исследования характеристик техногенных насыпных грунтов. Оказалось, что важнейшим параметром насыпных грунтов является, их возможность генерировать биогаз, накопление которого может привести к созданию взрывопожарной ситуации в зданиях и сооружениях. Нам удалось разработать технологию ведения натурных и лабораторных исследований по определению степени опасности техногенных газогенерирующих грунтов, а также участвовать в разработке приемов инженерной защиты зданий и сооружений от биогаза.

Газогеохимические исследования проводятся в связи с возможностью залегания на участке, отведенном под строительство, грунтов, способных генерировать биогаз. К таким грунтам относятся насыпные грунты с примесями строительного, реже промышленного мусора и бытовых отходов, заторфованные грунты, иловый осадок сточных вод. Основная опасность использования насыпных грунтов в качестве основании сооружений связана с их способностью генерировать биогаз, состоящий из горючих и токсичных компонентов. Главными из них являются метан – СН4 (до 40-60 % об.) и двуокись углерода – СО2; в качестве примесей присутствуют: тяжелые углеводородные газы, окислы азота, аммиак, угарный газ, сероводород, молекулярный водород и др. Биогаз образуется при разложении “бытовой” органики в результате жизнедеятельности анаэробной микрофлоры в грунтовой толще. В верхних аэрируемых слоях грунтовых толщ происходит аэробное окисление органики и продуктов биогазообразования, что приводит, в том числе, к увеличению содержания двуокиси углерода на этих глубинах. Биогаз обладает хорошей миграционной способностью, сорбируется вмещающими насыпными грунтами и отложениями естественного генезиса, растворяется в грунтовых водах и верховодке и диссипирует в приземную атмосферу. 

При строительстве на насыпных грунтах возникает опасность накопления биогаза в технических подпольях зданий и инженерных коммуникациях до пожаро- и взрывоопасных концентраций по метану (5-15% об. при О2 12,1% об.) или до токсичных содержаний (выше ПДК) отдельных компонентов. Потенциально опасными в газогеохимическом отношении считаются грунты с содержанием метана > 0,1% об. и СО2 > 0,5% об.; в опасных грунтах содержание метана > 1,0% об. и СО2 до 10% об.; пожаровзрывоопасные грунты содержат метана > 5,0% об., при этом содержание СО2 достигают n•10 % об.

Для оценки степени газогеохимической опасности насыпных грунтов, определения возможности и условий использования данной территории для строительства, а также для разработки системы мер защиты зданий от биогаза и обеспечения экологически благоприятных условий проживания населения проводятся следующие методы исследования газогеохимического состояния грунтов:

— различные виды поверхностных газовых съемок (шпуровая, эмиссионная) с отбором грунтового воздуха;

— скважинные газогеохимические исследования (с послойным отбором проб грунтового воздуха, грунтов, подземных вод);

— лабораторные исследования отобранных проб газов по компонентному составу.