PTSTab4

Таблица 4 Краткая характеристика техногенных воздействий индустриально-промышленных ПТС на
геологическую среду и ее изменения
Характер техногенных
Индекс
воздействий
I.
Возникающие
ПТС
при
проектирования
II.
Возникающие
при
производстве земляных работ:
III.
Возникающие
эксплуатации
зданий
при
и
сооружений
1.
Сброс
сточных вод.
Изменения геологической среды.
промышленных
А-3а
А-3б
А-3в
А-3г
А-3а
А-3б
А-3в
А-3г
А-3а
А-3б
А-3в
А-3г
А-3а
«См. соответствующие пункты таб. 3»
«См. соответствующие пункты таб. 3»
«См. соответствующие пункты таб. 3»
1. Загрязнение грунтов и подземных вод металлами, кислотами,
щелочами, органическим веществом, нефтепродуктами, СПАВ,
ХПК; снижение качества питьевых вод, формирование новых
геохимических типов подземных вод. В загрязненных подземных
водах имеются два типа геохимических систем.
 системы
и
восстановительным
вещества
управляющие
состоянием
загрязненных
окислительновод
т.е.
сами
загрязняющие системы и вещества задают Eh-pH, именно они
определяют
Продолжение таблицы 4
Характер техногенных
воздействий
Индекс
ПТС
Изменения геологической среды.
1.
Сброс
промышленных
А-3а
сточных вод (продолжение).
тип вод. Это системы кислорода, серы, железа, отдельных
органических веществ.
 управляемые системы и вещества, которые вынуждены
трансформировать свои миграционные формы и концентрации
применительно к складывающимся Eh-pH ситуациям. Это многие
вещества с переменной валентностью (марганец), когда их
концентрации
небольшие
и
многие
элементы-
комплексообразователи (бериллий, ртуть, ниобий, кадмий, хром), а
так же фенол и пестициды в малых концентрациях. Каждый
управляемый компонент имеет свои оптимальные Eh-pH зоны
стабильности,
вне
которых
в
растворенном
состоянии
он
существовать уже не может. Нитрат-ион (NO3-) может находиться в
поверхностных водах только при очень высоких окислительновосстановительных потенциалах в около нейтральной среде, а ион
аммония
(NH4-)
–
только
при
низких
окислительно-
восстановительных потенциалах [17].
Естественные геохимические ситуации верхних водоносных горигоризонтов определяют преобладание в них подземных вод с узким
Продолжение таблицы 4
Характер техногенных
Индекс
Изменения геологической среды.
воздействий
1.
Сброс
промышленных
сточных вод (продолжение).
ПТС
А-3а
Eh-pH диапазоном. Это преимущественно около нейтральные
кислотно-щелочные среды с высокими положительными значениями
окислительно-восстановительного
потенциала
(250
мВ).
Присутствие в сточных водах органических веществ снижает
окислительно-восстановительный
потенциал.
Концентрация
кислорода падает до первых г/л. Создаются благоприятные условия
для накопления резко токсичных веществ (аммоний, фосфор).
Накапливаются элементы, восстановленные соединения которых,
более растворимы, чем окисленные (железо, марганец). Таким
образом, подземные воды с низким положительным окислительновосстановительным потенциалом всегда содержат железо (Fe2+) и
марганец
(Mn2+)
на
1-2
порядка
окислительно-восстановительного
выше
потенциала
ПДК.
Снижение
трансформирует
менее токсичные соединения азота (NO3-) и мышьяка (As5+) в более
токсичные – нитрит-ион (NO2-), аммоний (NH4-) и мышьяк (As3+)
[17].
Органические кислоты, содержащиеся в стоках (уксусная, лимонная,
салициловая) и аминокислоты (аспарагиновая, глициновая, лизиноПродолжение таблицы 4
Характер техногенных
воздействий
1.
Сброс
промышленных
сточных вод (продолжение).
Индекс
Изменения геологической среды.
ПТС
А-3а
вая и др.), образуют устойчивые комплексы с компонентами
сточных вод: железом (Fe2+), ртутью (Hg2+), хромом, (Cr3+) и т.д.
Следствием такого комплексообразования является расширение
границ
водной
Eh-pH
комплексообразователей.
миграции
перечисленных
элементов
Кроме того, сформированные кислые
воды усиливают процессы выщелачивания и получают из пород
дополнительные
концентрации
новых
элементов
(кремния,
алюминия, магния, кальция, калия, натрия и др.). Лессы, обладая
значительной
емкостью
поглощения,
вступают
в
реакции
катионного обмена с техногенными волами, что приводит к
следующим изменениям:
а) выщелачивание легкорастворимых соединений (карбонатов,
сульфатов,
хлоритов), увеличение пористости грунта, развитие
суффозионных просадок [18];
б) формирование
нового поглощенного комплекса, нарушение
диффузионно-осмотического
переноса,
изменение
структуры
грунтов, изменение физико-механических свойств грунтов [19].
в) обогащение подземных вод компонентами грунта, увеличение
Продолжение таблицы 4
Характер техногенных
воздействий
1.
Сброс
промышленных
сточных вод (продолжение).
Индекс
Изменения геологической среды.
ПТС
А-3а
ионной силы поровых растворов, повышение агрессивности и
коррозионной активности грунтов и поровых вод [20, 21];
г) перепад pH пород, подземных и поровых вод приводит: к
изменению миграции многих элементов:
 медь, цинк, никель. в кислых водах образуют более
растворимые соединения, чем в нейтральных и щелочных. В сильно
щелочных водах
(рН>8,5)
медь и цинк образуют карбонатные
растворимые комплексы и легко мигрируют. В нейтральной и
слабощелочной среде медь и цинк образуют трудно растворимые
соединения и слабо мигрируют. Падение рН на единицу может
вызвать увеличение содержания железа (Fe3+) в растворе в 20-30
раз. Скорость выщелачивания пород при рН равном 3 в 100 раз
больше, чем при рН равном 5. Усиливается мобилизация алюминия
(Al3+) [22]. Это приводит к изменению состава поверхностных и
подземных вод. Ускоряется разрушение глинистых минералов,
содержащих щелочные и щелочноземельные элементы. Изменяется
емкость поглощения пород и состав обменных катионов.
Продолжение таблицы 4
Характер техногенных
воздействий
1.
Сброс
промышленных
сточных вод (продолжение).
Индекс
Изменения геологической среды.
ПТС
А-3а
 цинк и никель в значительных количествах могут находиться в
растворе при рН равном 8. Никель осаждается при рН равном 8.
Осаждение цинка и никеля связано с образованием нерастворимых
сульфидов, фосфатов, арсенатов, карбонатов на щелочном барьере.
Сернокислые воды изменяют алюмосиликаты с образованием
каолинита.
Реакция сернокислых растворов цинка и никеля с
карбонатами:
ZnSO4 + CaCO3 + 2H2O = ZnCO3 + CaSO4 ∙ 2H2O
Хром лучше мигрирует в щелочных водах. Слабо мигрирует с
органическими комплексами, частично мигрирует в сильнокислой
среде. В щелочных загрязненных подземных водах установлено до
15000 мг/л аммония; до 10000 мг/л аммиака; несколько г/л фтора,
десятки мг/л фосфора, марганца, несколько мг/л хрома, мышьяка,
десятые доли мг/л бериллия, ниобия, ртути. Бериллий хороший
мигрант в кислых водах может накапливаться до мг/л, но при
увеличении рН, он гидролизуется и осаждается в твердую фазу
Be(OH)2 [22].
 при понижении рН возможно осаждение хрома совместно с
Продолжение таблицы 4
Характер техногенных
воздействий
Индекс
ПТС
Изменения геологической среды.
1.
Сброс
промышленных
А-3а
сточных вод (продолжение).
кремнеземом и образование хромового монтмориллонита. Он может
синтезироваться на участках локального понижение рН, например, в
местах интенсивного разложения органического вещества. При
подкислении среды хром восстанавливается: Cr6+Cr3+
А-3б
1.2 Загрязнение грунтов окислами кальция, углеродом, магнием,
соляной и серной кислотами, метаном, ЛОС, ХПК NO, NO2,
аммонием, аммиаком вызывает изменение химического состава
подземных вод. Сточные воды химических производств содержат до
нескольких г/л аммиака и аммония. В результате реакции аммиака с
водой формируются аммонийные воды:
NH3 + H2O = NH+4 + OHПроисходит
увеличение
рН
раствора.
Воды
приобретают
карбонатно-аммонийный и гидроаммонийный состав с рН 12.
Происходит отравление подземных вод. После удаление источника
загрязнения эти воды могут сохраняться 10-20 лет [17]. Часть
образовавшегося аммония поглощается мелкодисперсной твердой
фазой лессовых пород и впоследствии служит источником аммония
для подземных
Продолжение таблицы 4
Характер техногенных
Индекс
Изменения геологической среды.
воздействий
1.
Сброс
промышленных
ПТС
А-3б
сточных вод (продолжение).
вод.
1.3. Загрязнение грунтов нефтепродуктами приводит к повышению
влажности с 16 до 60 %, изменению их физико-механических
свойств. Происходит закупорка пор и угнетение растительности.
А-3а
2. Повышение влажности пород. Происходит нарастание пленок
А-3б
рыхлосвязанной воды на поверхности частиц, что облегчает их
А-3в
скольжение относительно друг друга. Результат – повышение
А-3г
пластичности породы и снижение ее структурной прочности, что
влечет за собой снижение прочностных свойств. Показатели
сцепления снижаются от 50-60 МПа в естественном состоянии до
15-20 МПа после замачивания. Углы внутреннего трения снижаются
на 1-20, а иногда остаются без изменений, модуль деформации
снижается в 2-3 раза [6].
А-3а
3. Активизация микробиологической деятельности. Стимуляция
А-3б
развития микроорганизмов определенными концентрациями свинца
А-3в
и ртути. Так, при переходе концентраций свинца от 100 до 1000
А-3г
мкг\кг отмечается повышение численности бактерий в 5 раз; в мик-
Окончание таблицы 4
Характер техногенных
Индекс
Изменения геологической среды.
воздействий
1.
Сброс
промышленных
сточных вод (окончание)).
ПТС
А-3а
ромицетов и, иногда, актиномицетов. Кроме того, присутствие
А-3б
различных ионов металлов в среде значительно влияет на синтез
А-3в
некоторых
А-3г
дифтерийного и столбнячного токсинов подавляется ионами железа
в
высоких
бактериальных
экзотоксинов.
концентрациях,
а
для
образования
Образование
-токсина,
продуцируемого некоторыми видами р. Clostridium необходимы
2. Выбросы продуктов сгорания
А-3а
ионы цинка [23].
производств в атмосферу.
А-3б
1. Загрязнение от дымовых труб распространяется на расстояние
При сжигании топлива больше
всего образуется угарного газа,
200-400 м. Происходит загрязнение грунтов, поверхностных и
А-3г
серы и азота
подземных вод [6].
2. Загрязнение атмосферы. Концентрация загрязнителей в атмосфере
на расстоянии 5 км от источников выброса превышает ПДК в 5 и
3. Динамические нагрузки
А-3а
более раз, в 2-5 раз; на расстоянии 10-15 км – до 2 ПДК [6].
А-3б
1.
А-3в
тиксотропных образований.
А-3г
Уплотнение
грунтов.
Разрушение
структуры
непрочных