Газогеохимические исследования

Газогеохимические исследования почв и грунтов выполняются в составе инженерно-экологических изысканий, или, как сопровождение инженерно-геологических изысканий в целях оценки газогеохимического состояния и степени опасности почв, грунтов территорий проектируемого строительства.

Результаты газогеохимических исследований используют для решения вопросов рационального использования территорий под застройку, о необходимости частичного или полного удаления опасных грунтов, заменой их на газогеохимически инертные; проведения мероприятий по биогазовой защите зданий и сооружений, вторичного использования грунтов, извлекаемых на дневную поверхность в процессе строительства.

Газогеохимические исследования обязательно проводятся при наличии на участке проектируемого строительства почв, грунтов, способных генерировать и накапливать экологически опасный биогаз, таких как органо-минеральные и органические почвы, грунты, техногенные грунты, содержащие бытовые и строительные отходы, грунты полей орошения и сточных вод, грунты свалок ТБО и др. с мощностью залегания более 2-2,5 метров.

Биогаз – это газообразная часть продуктов разложения органических веществ в результате жизнедеятельности анаэробных бактерий. Главными компонентами биогаза являются метан (до 40-60% объема) и углекислый газ, в качестве примесей присутствуют тяжелые углеводородные газы, окислы азота, аммиак, угарный газ, сероводород, молекулярный водород, фенольные соединения и др. Биогаз сорбируется вмещающими насыпными грунтами и отложениями естественного генезиса, растворяется в грунтовых водах и верховодке и диссипирует в приземную атмосферу.

При строительстве на газогенерирующих грунтах возникает опасность накопления биогаза в технических подпольях зданий и инженерных коммуникациях до пожаро-, взрывоопасных концентраций по содержанию метана (5-15% при содержании кислорода >= 12,1%)  или до токсичных содержаний (выше ПДК) отдельных компонентов.

Потенциально опасными в газогеохимическом отношении считаются грунты с содержанием метана > 0,1% и углекислого газа > 0,5%; в опасных грунтах содержание метана > 1,0% и углекислого газа до 10%; пожаровзрывоопасные грунты содержат метана > 5,0%, при этом содержание углекислого газа — n∙10%.

СП 47.13330.2016 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения»,  СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства» проводятся:

• различные виды поверхностных газовых съемок: шпуровая, эмиссионная, сопровождающиеся отбором проб почвенного/грунтового воздуха и приземной атмосферы;
• скважинные газогеохимические исследования, содержащие: поглубинный отбор проб грунтового воздуха, грунтов и грунтовых вод по мере проходки скважины на всю их мощность насыпной толщи и с заглублением в подстилающие отложения; измерения эмиссии биогаза к дневной поверхности — после проходки скважины;
• лабораторный газохроматографический анализ компонентного состава газовой фазы почв/грунтов, растворенных газов и биогаза, диссипирующего в приземную атмосферу;
• лабораторные исследования газогенерационной способности почв/грунтов, состоящие из определения содержания органического углерода почв/грунтов.

На основе проведенных газогеохимических исследований составляется заключение, включающее:

• результаты газохроматографического анализа компонентного состава газовых проб;
• анализ характера изменений концентраций биогаза в грунтах с глубиной;
• результаты оценки интенсивности газоотдачи грунтовой толщи по результатам измерения эмиссии биогаза;
• анализ и оценку степени газогеохимической опасности грунтов;
• газогеохимическое районирование территории на основе изучения поверхностной и глубинной структуры газового поля с выделением в грунтовом массиве зон разной степени опасности.

Экологически опасные зоны (при содержании метана > 1,0% и углекислого газа > 10 %), из которых грунты полностью удаляются с территории строительства и заменяются на газогеохимически инертные, а также потенциально опасные зоны, в которых здания и инженерные сети обустраиваются газодренажными системами или газонепроницаемыми экранами, должны быть показаны на картах и разрезах.