Главная » Состояние окружающей среды » Недра » Образование болотного газа (биогаза)

Образование болотного газа (биогаза)

Болотный газ представляет собой смесь газов, образующихся при микробиологическом разложении растительных остатков в  природных условиях без доступа воздуха. Он обладает свойствами горючести, содержит от 20 до 95 % метана, в подчиненном количестве присутствуют CO2 и N2.

Процессы газообразования на территории города происходят как в естественных природных условиях (болотные ландшафты), так и на участках техногенной переработки. В процессе подготовки площадей под застройку нередко происходит засыпка водотоков и свалок с последующим уплотнением поверхностного слоя грунтов бетонными плитами, строительным мусором, твердыми бытовыми отходами, асфальтовым покрытием и т.д., что значительно понижает изначальную проницаемость грунтов. При этом на отдельных фрагментах засыпанной территории (палеореки и озера, болота, каналы, свалки и т.д.) с первоначальным обилием органического вещества и повышенной влажностью грунтов сохраняются благоприятные условия для активного газообразования.

Если в природных условиях биогаз относительно свободно проникает сквозь вышележащие слои рыхлых отложений и почв в атмосферу, постоянно удаляясь из зоны газогенерации, то в условиях антропогенного преобразования интенсивно образующийся и накапливающийся в грунтах газ не имеет возможности свободного выхода в атмосферу сквозь плотное техногенное перекрытие. В определенный момент времени под давлением биогаз может прорвать вышележащую толщу в ближайшем ослабленном месте, реализуясь в виде газо-грязевого выброса, или же будет накапливаться в близлежащих подземных сооружениях, в том числе и подвалах. При этом особенно опасно накопление метана. Газовые замеры, выполненные на участках газо-грязевых выбросов, подтверждают взрывоопасные содержания метана и высокие концентрации диоксида углерода в приповерхностных грунтах.

Интенсивная биохимическая переработка органического вещества в газы может приводить также к изменению первоначальных свойств грунтов. Это проявляется в виде их разуплотнения и «текучести», изменения несущей нагрузки. При этом даже небольшое накопление малорастворимых газов (метан) в песчано-глинистых породах может вызвать увеличение их напряженно-деформированного состояния, способствовать разуплотнению и снижению прочности глинистых пород, что проявится уже при малых динамических и вибрационных воздействиях. Высокие же содержания диоксида углерода способствуют повышению агрессивности подземных вод и негативно влияют на подземные сооружения и коммуникации.

Таким образом, к потенциальным опасностям на участках активного приповерхностного газообразования на застраивающихся территориях города следует отнести:

  • возможность спонтанных газо-грязевых выбросов, как результат саморазряжения областей избыточного давления биогаза в зонах активного газообразования при затрудненном обмене с атмосферой;
  • разуплотнение и изменение несущей нагрузки газоводонасыщенных грунтов, охваченных процессами биохимической переработки органического вещества в биогаз;
  • потенциальная возможность накопления природного газа (и прежде всего метана) в прилегающих к зонам активного газообразования подземных сооружениях или расположенных непосредственно в них (коллекторы, подвалы зданий, люки и т.д.);
  • повышение агрессивности подземных вод (высокие содержания диоксида углерода), и, как следствие, усиление биокоррозии строительных материалов, труб, проложенных коммуникаций.

Проведенные на территории Санкт‑Петербурга специальные исследования позволили определить потенциальные области подземного газообразования. Экологическая опасность, обусловленная образованием природного биогаза, появляется при застройке участков, где ранее существовали болота, естественные или искусственные водоемы и водотоки, которые впоследствии были засыпаны. Такая опасность усиливается, если в процессе их засыпки использовался малопроницаемый строительный мусор, твердые бытовые отходы.

При быстром повышении уровня грунтовых вод, вызванном обильными дождями в теплое время года или таянием снегов, происходит резкое усиление давления в пластах газообразования, что в значительной степени повышает опасность газогрязевых выбросов.

Эпицентры интенсивного образования биогаза в приповерхностных грунтах Санкт‑Петербурга приурочены к следующим горизонтам, расположенным на глубинах 1,5‑15 м от поверхности:

  • к засыпанным строительным мусором отдельным элементам водоемов, природной и искусственной гидросети;
  • к обогащенным торфом болотным образованиям;
  • к участкам рекультивированных свалок.

Имеющийся опыт показывает, что установление систем разгрузки (газоотводных скважин, шурфов) является наиболее щадящим и экологически оправданным способом нейтрализации очагов скопления биогаза в грунтах в условиях крупного мегаполиса. В настоящее время на территории города оборудовано 52 газоразгрузочных скважины.

 

Вернуться к сервисам

© 2005 — 2019 Комитет по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности
Яндекс.Метрика