4. Прогнозная оценка нарушений геологической cpehu при строительстве и эксплуатации промышленных

ОБЪЕКТОВ

Геологическая среда, как один из компонентов окружающей природной среды, сильно влияет на деятельность людей, особенно при строительстве различных сооружений. В свою очередь, геологическая среда испытывает значительные воздействия техногенеза, которые подлежат анализу и оценке при разработке ОВОС в проектной документации, поскольку реакция геологической среды на техногенное влияние вносит существенный вклад в формирование и трансформацию экологических условий в конкретном регионе.

Геологическая среда, по определению, это верхняя часть земной коры, включающая: горные породы, подземные воды, различные формы организмов, газы, геофизические поля, а также процессы, протекающие в указанных компонентах геологической среды, вовлеченных в сферу техногенного воздействия. Следует отличать от указанного определения трактовку термина «недра» - часть земной коры, расположенная ниже почвенного слоя и дна водоемов, простирающаяся до глубин, доступных для геологического изучения и освоения. При разработке раздела ОВОС целесообразно использовать понятие «геологическая среда».

Учитывая сложный и многокомпонентный состав геологической среды, оценку воздействий на нее необходимо производить отдельно для каждого из составляющих геологической среды по существующим индивидуальным методикам.

Наиболее детально исследуются горные породы, слагающие верхнюю часть геологической среды, в пределах которой будет происходить наиболее интенсивное техногенное воздействие. При оценке и последующем прогнозе неблагоприятных изменений в горных породах при воздействии строительства и эксплуатации объекта прежде всего учитывают следующие возможные последствия: изменения физико-механических свойств и химического состава; увеличение трещиноватости; нарушение структурных связей; изменение напряженного состояния пород в массиве, температурного и влажностного (осушение или обводнение) режима пород, фильтрационных свойств, естественного электрического, магнитного, электро-магнитного и гравитационного полей, Кроме этого рассматривается реакция пород на физические воздействия, изменение свойств при контакте с водой, при наличии ыноголетнемерзлых пород - резкое изменение их состояния при колебаниях температурного режима.

Летальное изучение исходных свойств горных пород предопределяет точность оценки и прогноза их состояния при различных видах антропогенного воздействия

Не менее важным при оценке изменений геологической среды является прогноз развития под влиянием техногенеза отрицательных геологических процессов и явлений. От детальности оценки и последующего прогноза

может зависеть устойчивость поверхностной части геологической среды* служащей основанием сооружений. При этом необходимо учитывать, что часть геологических процессов при интенсивных воздействиях может возникнуть на данной территории, а другие - резко активизироваться, увеличив скорость и масштабы распространения. Такими процессами, подлежащими обязательной оценке, являются: различные виды эрозии, абразия, оползни, сели, осовы, осыпи, камнепады, куру мы, суффозия, карст, просадки, усадки, заболачивание, подтопление. В местах развития многолетнемерзлых пород преобладают: термоэрозия, термоабразия, термокарст, солифлюкция, наледи, пучение пород, морозобойное растрескивание пород, булгунняхи.

Изучение развития указанных процессов в зоне строительства и прилегающих районах, с последующим картированием их площадей развития, позволяет оценить состояние геологической среды по такому критерию как площадная пораженность опасными геологическими процессами (отношение площади всей изученной территории к суммарной площади распространения опасных геологических процессов в процентах). При этом нормальным состоянием территории будет показатель менее 5%, на стадии риска - 5-25%, а кризисным - 25-50%. Ключевым моментом при такой оценке является выделение для каждой территории ведущих, наиболее опасных геологических процессов или их групп. Критерием такого выделения наиболее опасных процессов может быть оценка возможного эколого-экономического ущерба для данной территории при определенных видах техногенного воздействия.

Характер загрязнения горных пород оценивается по геохимическим критериям. Их применение основано на сопоставлении выявленного загрязнения геологической среды и ее компонентов (горные породы + подземные воды) с имеющимися ПДК или кларками с учетом токсичности веществ-загрязнителей. Оценочным показателем в этом случае будут концентрации всех выявленных токсичных элементов, относящихся к трем классам опасности: 1 - ртуть, мышьяк, свинец, кадмий, цинк, селен; П - никель, кобальт, медь, хром, молибден, сурьма; Ш - марганец, ванадий, стронций, барий, вольфрам и их соединений в горных породах: нормой будут фоновые значения или величины ниже ПДК: на грани риска - для токсичных веществ первого класса опасности - 1 ПДК. а для 2 и 3 классов - 1-5 ПДК; кризисным состоянием геологической среды по степени загрязнения будет: 1-5 ПДК для первого класса опасности и 5-10 ПДК для 2 и 3 классов токсичных загрязнителей.

Особое значение для оценки состояния геологической среды имеет оценка последствий воздействия на подземные воды, которые часто служат основным источником водоснабжения для целых регионов и обеспечивают производственную деятельность многих предприятий. Прежде всего, оценивается естественная защищенность подземных вод от поверхностного загрязнения при помощи анализа геологического строения территории (особенности литологии пород участка, глубина залегания водоносных

горизонтов, наличие мощных региональных водоупоров, фильтрационные свойства пород геологического разреза). Кроме этого оцениваются возможные нарушения целостности перекрывающих пластов геологическою разреза (эрозионные палеоразмывы, региональные тектонические нарушения), которые могут способствовать проникновению загрязнение к подземным водам. Производится оценка существующего состояния подземных вод и его возможного изменения с прогнозом распространения загрязнения по водоносному горизонту, а также степень загрязнения атмосферного воздуха, снежного покрова и почв региона для прогноза . «вторичного» загрязнения подземных вод.

Оценка качества подземных вод производится по отношению к соответствующим ПДК, а для характеристики масштабов загрязнения рассматривается размер площади распространения загрязняющих веществ. На основе этих двух показателей выделяются 4 уровня состояния подземных вод. 1 .Норма (относительное благополучие). Качество подземных вод | соизмеримо с естественным (фоновым), может превышать его, но не 1 подниматься выше ПДК, а область загрязнения не должна быть больше 0,5 1 км2. В этой зоне не требуется проектировать специальных природоохранных | мероприятий кроме соблюдений требований природоохранного ] законодательства и осуществления систематического производственного экологического контроля состояния подземных вод. 2. Класс риска: качество подземных вод непрерывно ухудшается, но не превышает 3-5 ПДК, а площади загрязнения изменяются от 0,5 до 5 км2. Здесь необходимы комплексные ограничительные природоохранные меры и учащение отбора проб воды на химический анализ на существующей системе наблюдательных скважин. 3. Класс кризиса: качество подземных вод на больших площадях существенно превышает ПДК (до 10 раз), а размеры площади загрязнения меняются от 5 до 10 км2. 4. Класс бедствия (катастрофическое состояние). Загрязнение подземных вод высокое - более 10 ПДК с тенденцией к ухудшению, при этом площади загрязнения более 10 км2. В третьей и особенно четвертой зонах необходимо незамедлительное осуществление комплекса специальных защитных мер и проведение производственного экологического контроля по сценарию аварийных ситуаций.

Критерии оценки степени загрязнения подземных вод в зоне влияния хозяйственных объектов

Опрсюшсмыс показатели : Норма : Кризис ; Бедствие [

Содержание инрязнмтелей нитраты, фенолы, тяжелые металлы, синтетические и поверхностно активные вещества

(СПАВ), нефть В единицах ПДК 3-5 5-10 Более 10

Хлороргаиические соединения, ГЩК Менее 1 1-3 Более 3

Кашк'ро1еиы 0еи1(а)11иреи,11ДК Менее! 1-3 Более3

Плошадь области загрязнения, км2

Минерализация, г/л

Дополнительный показатель: растворенный кислород, мг/л

Более 5 Более \0\

Менее I

1-4

Менее 0,5 3-5 Менее 3 3-1

Более 4

Набор анализируемых компонентов в подземных водах устанавливается с учетом вида деятельности, вызывающей загрязнение. В полный перечень определяемых химических соединений элементов входят: тяжелые металлы, мышьяк, фтор, бром, сера, аммоний, цианиды, фосфаты, ароматические соединения (бензол, толуол, ксилол, фенолы), полициклические углеводороды (бенз(а)пирен), хлорированные углеводороды (алифатические, полихлорбифенилы, полиароматические), хлорорганические и фосфорорганические соединения (пестициды), нефть и нефтепродукты, минеральные масла.

Для подземных вод в качестве критерия оценки их ресурсов используются следующие основные показатели: модуль эксплуатационных запасов (л/с с 1 км2 площади месторождения подземных вод), который при необходимости может быть дифференцирован по каждому из водоносных горизонтов, которые используются для водоснабжения и величина сработки эксплуатационных запасов водоносных горизонтов. Эти показатели необходимы для анализа и учета их на ранних стадиях разработки проекта строительства объекта.

На выбор места для строительства объекта решающее влияние может оказать фоновая сейсмичность региона и оценка возможных изменений сейсмических условий. При разработке раздела ОВОС обязательно должен выполняться прогноз изменения фоновой балльности территории, который проводится на основе предварительного микросейсмического районирования территории и в зависимости от литологии пород геологического разреза участка и прогнозируемых изменений гидрогеологических условий в пределах каждого из таксонов, выделенных при микросейсмическом районировании. При этом должны также анализироваться неотектонические движения по зонам глубинных разломов (амплитуды, направленность, особенности перемещения блоков земной коры), находящихся вблизи проектируемого объекта, так как недоучет этого фактора, связанного с тектоническими движениями фундамента земной коры, может проявиться в различных аварийных ситуациях после реализации проекта.

После проведения оценки возможных отрицательных изменений по каждому из составляющих геологической среды в процессе разработки ОВОС для сравнения конкурирующих вариантов размещения объекта строительства может возникнуть необходимость интегральной (суммарной) оценки геологической среды. Существует несколько методических подходов к такой суммарной оценке прогнозируемого состояния геологической среды и возможной степени ее измененное®! в процессе строительства и

эксплуатации объекта. Наиболее простым представляется получение такой интегральной оценки через учет коэффициента площадной пораженносщ и относительной измененное™ каждого сравниваемого участка, путем последующего их суммирования по всем рассмотренным ранее критериям для каждого компонента геологической среды. Для каждого вида воздействия на геологическую среду в отдельности устанавливается площадь поражения, затем определяется отношение данной площади к территории участка - получаем коэффициент площадной пораженности. Затем все полученные результаты суммируются и для каждого рассматриваемого участка получаем условные суммарные цифры для объективных сопоставлений. Такая оценка является относительной, хотя и характеризует вполне различные техногенные воздействия и комплексы неблагоприятных проявлений реакции геологической среды на такое воздействие. Такой подход дает возможность сразу же определить участки менее благоприятные для размещения объекта, а на выбранном месте - запроектировать определенный состав и объем природоохранных защитных мероприятий, выделить зоны для размещения сети для проведения производственного экологического контроля.

При разработке ОВОС в проектной документации в разделе по оценке воздействия техногенеза на геологическую среду необходимо отражать следующие обязательные положения:

геологические и гидрогеологические особенности территории, развитые здесь геологические процессы и явления;

оценку устойчивости пород верхней части геологического разреза и активность всех опасных геологических процессов;

прогноз изменений гидродинамических условий (изменение напряженности массивов горных пород, возможность деформаций, колебание фоновой сейсмичности);

оценку теплового воздействия на многолетнемерзлые породы • изменение термодинамических условий (уровня сезонного протаивания, температуры многолетнемерзлых пород, активизации криогенных и опасных геологических процессов);

оценку возможного влияния опасных геологических процессов и явлений на возникновение аварийных ситуаций на проектируемом объекте;

прогноз изменений гидрогеологических условий (усиление или ослабление водообмена, образование техногенных водоносных горизонтов, смешение вод, изменение уровней, напоров, скоростей фильтрации, направления движения, изменение газового и химического состава н температуры подземных вод);

прогноз возможного загрязнения и истощения запасов подземных вод при строительстве и эксплуатации проектируемого объекта;

конкретные мероприятия по защите подземных вод от загрязнения и истощения;

мероприятия по локализации и ликвидации возможных аварий, нарушающих геологическую среду;

рекомендации по составу и размещению наблюдательной сети скважин для изучения, контроля и оценки состояния горных пород и подземных вод в процессе строительства и эксплуатации проектируемого объекта;

обоснование возможности подземного размещения жидких токсичных промышленных отходов;

объем природоохранных мероприятий и оценку их стоимости, а также мер по предупреждению и ликвидации возможных аварий на проектируемом производстве;

расчет экономической эффективности планируемого комплекса природоохранных мероприятий на объекте.