Грунты несанкционированных строительных отвалов и свалок

Викторова, Мария Анатольевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Грунты несанкционированных строительных отвалов и свалок
ВАК РФ 25.00.08, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Грунты несанкционированных строительных отвалов и свалок"

На правах рукописи

г г 4"7

Викторова Мария Анатольевна

ГРУНТЫ НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОТВАЛОВ И СВАЛОК (НА ПРИМЕРЕ ТЕРРИТОРИИ г.МОСКВЫ)

Специальность 25.00.08 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук

МОСКВА, 2007

003057747

Работа выполнена на кафедре инженерной и экологической геологии геологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Трофимов Виктор Титович

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Кофф Григорий Львович;

кандидат геолого-минералогических наук, зав. лаб., в.н.с. Галицкап Ирина Васильевна

Ведущая организация: Российский государственный геологоразведочный

университет имени Серго Орджоникидзе

(РГГРУ им. С. Орджоникидзе, Москва)

Защита диссертации состоится 27 апреля 2007года в 17 час. 00мин. на заседании диссертационного совета Д 501.001.30 при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992, г.Москва, ГСП-2, Ленинские горы, геологический факультет, аудитория 301.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова (Главное здание МГУ, сектор «А», 6 этаж).

Автореферат разослан 26 марта 2007 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор геолого-минералогических наук,

профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В последнее время, при освоении свободных городских территорий (как правило, неудобий), техногенные грунты насыпных массивов все чаще вовлекаются в сферу инженерного воздействия, а, следовательно, требуют изучения, которое ограничено во время проведения инженерно-геологических изысканий. Среди техногенных насыпных грунтов, формирующихся на территории городов, особое место занимают грунты несанкционированных строительных отвалов и свалок.

История развития города связана с накоплением насыпных грунтов, в том числе и стихийно образованных. Длительное время строительство в г. Москве сопровождалось размещением на ее территории значительных масс грунтов, извлекаемых из строительных котлованов, тоннелей метро. Их использование при формировании городского ландшафта привело к частичному перемешиванию и совместному складированию переотложенных грунтов со строительным мусором, бытовыми отходами, реже отходами промышленных производств, т.е. к формированию не только грунтовых отвалов, но и свалок.

Массивы грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок в пределах г. Москвы имеют достаточно широкое распространение. Использование этих территорий под застройку на данный момент времени является движущей силой их рекультивации, которая производится, по возможности, с минимальными объемами вывоза техногенных грунтов. При условии отсутствия в техногенных грунтах повышенных концентраций нормируемых экологически опасных компонентов они являются не только вмещающей средой сооружений, но и могут использоваться для перепланировки рельефа.

Грунты строительных отвалов и свалок благодаря пестрому, неоднородному составу являются сложной динамической многокомпонентной системой, различные процессы в которой часто приводят к образованию биогаза, изменению состава грунтовых вод и твердого компонента. Эти процессы протекают с большими скоростями (относительно природных аналогов) и оказывают влияние на изменение состояния и свойств грунтов. Однако многие из них изучены и описаны только для отдельных компонентов грунтов (например, газового) и не отражают общей картины формирования грунтов, их изменения во времени.

Цели и задачи работы. Целью диссертационной работы является инженерно-геологическая характеристика неизученных ранее техногенных грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок, широко распространенных на территориях городов (на примере территории г. Москвы).

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи.

1. Изучить состав отдельных компонентов, строение, состояние и свойства грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок.

2. Проследить возможные преобразования состава, строения и свойств грунтов строительных отвалов и свалок во времени.

3. Установить критерии выделения техногенных грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок, провести типизацию грунтов.

4. Дать инженерно-геологическую и эколого-геологическую оценку массивам грунтов строительных отвалов и свалок.

Объекты исследования. Стихийно формирующиеся массивы насыпных грунтов на территориях городов, помимо природных переотложенных грунтов содержат очаговые включения строительного и бытового мусора, что не позволяет их относить ни к природным переотложенным массивам, ни к свалкам. При этом ряд процессов, происходящих в них, имеют схожий характер со свалочными телами и непосредственно влияют на состав, строение, состояние и свойства техногенных грунтов. В строительной практике принято определять такие техногенные грунты как насыпь, содержащую строительный и бытовой мусор в качестве включений. Согласно СП 11-105-97 отвалы и свалки формируются в результате неорганизованной отсыпки грунтов естественного и (или) искусственного происхождения, причем доля последних строго не установлена. Ряд нормативных документов, посвященных порядку изучения и рекультивации массивов таких грунтов значительных размеров, определяет их как несанкционированные свалки. С учетом изложенного, объектом исследования выбраны малоизученные грунты несанкционированных строительных отвалов и свалок.

Диссертационная работа является результатом исследований, проведенных автором в период обучения в аспирантуре на кафедре инженерной и экологической геологии геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова с 2003 по 2006 гг. Для работы по теме диссертации был использован фактический материал, полученный за период обучения в магистратуре и аспирантуре, а также фондовые материалы различных организаций. Автором отобрано и проанализировано более 160 образцов техногенных и природных грунтов, непосредственно их подстилающих, с II участков исследований, расположенных в пределах г. Москвы. Для эколого-геологической характеристики рассматриваемых грунтов в данной работе приводятся результаты обобщения фондовых данных инженерно-экологических исследований 47 участков, расположенных также на территории г. Москвы.

Методика исследований и достоверность результатов. Исследования проводились с помощью методов, широко используемых в грунтоведении (изучение состава, строения, состояния и свойств грунтов в естественном и нарушенном сложениях), а также полевых и лабораторных методов, применяемых для изучения газогеохимических условий грунтовой толщи. Для единичных образцов техногенных грунтов впервые был применен метод термогазовой хроматографии с последующей интерпретацией полученных данных. Комплексное использование методов исследования техногенных грунтов позволило получить достоверные результаты. Научная новизна и значимость полученных результатов.

1. Сформулировано понятие, установлены основные критерии выделения и проведена типизация техногенных грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок, распространенных на территории города.

2. Дана инженерно-геологическая характеристика грунтов строительных отвалов и свалок; выявлены особенности их состава, строения, состояния и некоторых свойств.

3. Описано изменение во времени некоторых показателей состава, строения, состояния и свойств изучаемых грунтов.

4. Дана инженерно-геологическая и эколого-геологическая характеристика массивов грунтов строительных отвалов и свалок на территории г. Москвы. Защищаемые положения.

Результаты исследований сформулированы в виде следующих защищаемых положений.

1. Выявлены особенности состава грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок как многокомпонентных систем, заключающиеся в следующем: 1) характерны крупнообломочные включения, представленные преимущественно антропогенным материалом; в песчаных фракциях происходит уменьшение его содержания; с ростом дисперсности природная минеральная составляющая становится определяющей; 2) содержание органического вещества в основном составляет 0,3-3,0 %, достигая максимальных значений (>10 %) в свалочных грунтах и грунтах культурного слоя; содержание Сорг более 1 % наблюдается в абсолютном большинстве у грунтов, на долю песчаных фракций которых приходится более 60-70 %, что не характерно для природных местных отложений; 3) состав и концентрация порового раствора (жидкого компонента) отличаются высокой изменчивостью и часто обусловливают агрессивность грунтов к строительным материалам; 4) при наличии органики, доступной микроорганизмам для разложения, происходит самопроизвольное развитие процессов газогенерации с образованием биогаза подобно грунтам полигонов ТБО; при аномальном повышении температур (до 50-100°С) переотложенные грунты могут генерировать газ за счет термодеструкции органического вещества; присутствие органических отходов в грунтах строительных отвалов и свалок способствует снижению температур генерации газов, увеличению их общего объема и разнообразию состава.

2. Показано, что при образовании грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок происходит неконтролируемое смешение природного и антропогенного материала, обусловливающее высокую неоднородность строения грунтов, проявляющуюся в: 1) высоком содержании (до 66 %) крупнообломочных включений (около половины исследуемых грунтов содержат частицы размером более 2 мм в количестве более 15 %); 2) преобладании среди крупнообломочных включений фракций размером более 10 мм; 3) нарушении природных соотношений между гранулометрическими фракциями грунтов (повышенном содержании глинистых фракций в песках и песчаных - в глинистых грунтах; отсутствии отдельных фракций частиц).

3. Установлено присутствие в грунтах несанкционированных строительных отвалов и свалок характерных макро- и микроагрегатов; во времени происходит увеличение преобладающих размеров агрегатов от пылеватых до средне- и

крупнопесчаных; подавляющее количество агрегатов приходится на фракцию 0,5-1,0 мм в массивах техногенных грунтов на глубинах 1,0-2,5 м.

4. Предложена типизация насыпных грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок, проводимая по вещественному составу твердого компонента (определяющего тип грунтов), составу газового компонента (подтип), дисперсности (вид), степени влажности и консистенции (разновидность), которая позволяет подразделять насыпные техногенные грунты на территории города, выявлять их разности, слагающие массивы строительных отвалов и свалок, и дать их инженерно-геологическую характеристику по наиболее простым показателям.

Практическое значение работы. Собран и структурирован опубликованный материал о формировании грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок и их типов; о составе, свойствах и процессах, протекающих в массивах таких грунтов. Обобщены данные о распространении массивов изучаемых грунтов на территории г. Москвы, а также содержании в них компонентов, нормируемых при инженерно-экологических изысканиях. Получены данные о составе, строении, состоянии и некоторых свойствах изучаемых грунтов. Создана типизация изучаемых грунтов. На основе полученных данных дана инженерно-геологическая характеристика нескольким из выделенных типов грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок.

Результаты работы могут использоваться при разработке методики исследования массивов грунтов строительных отвалов и свалок, рекомендаций по рекультивации несанкционированных свалок и массивов строительных отвалов на территории города, в практике инженерно-геологических изысканий; в научных целях при детальном изучении выделенных типов грунтов, а также проблем, связанных с условиями формирования и преобразованием во времени изучаемых грунтов, в том числе под действием внешних факторов (температуры и др.).

Апробация работы и публикации. Полученные данные и основные выводы работы были изложены в 15 публикациях. Результаты исследований докладывались на конференции «Петрогенетические, историко-геологические и пространственные вопросы в инженерной геологии», МГУ кафедра инженерной и экологической геологии (2002), конференции «Геологи XXI века», СГУ (г. Саратов, 2002), конференции РУДН «Актуальные проблемы экологии и природопользования» (г.Москва, 2002,2003), на годичном собрании «к 25-летию секции инженерной геологии МОИП» (г. Москва, 2003), XIV молодежной научной конференции, посвященной памяти чл.-корр. АН СССР К.О. Кратца, Карельский НЦ РАН (г. Петрозаводск, 2003), международной научной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов», МГУ (2003,2005), на годичных сессиях Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (6-8-е Сергеевские чтения, г.Москва, 20042006 гг.).

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы; общим объемом страниц машинописного текста. Содержит

75 рисунков и 56 таблиц. Список использованной литературы включает 178 наименований, в том числе 140 опубликованных и 38 фондовых источников.

Автор благодарен своему научному руководителю, доктору г.-м.н., профессору В.Т.Трофимову и доценту кафедры С.К.Николаевой за всестороннюю поддержку и помощь на всех этапах выполнения работы. Также выражает благодарность всему коллективу кафедры инженерной и экологической геологии за внимание, рекомендации и советы при подготовке работы, в частности профессорам В.А. Королеву, В.Н. Соколову, ст.н.с. В.Г. Шлыкову, З.А. Кривошеевой.

Автор искренне признателен сотрудникам ЗАО «РРЭЦ», в частности к.т.н. В.А. Балакину, к.г.-м.н. Е.П. Труфмановой и д.г.-м.н. B.C. Лебедеву за предоставление возможности выбора участков исследования, изучения газового компонента грунтов, работы с фондовыми материалами; сотрудникам «ПФ «Мосгазгеофизика» ОАО «Газпромгеофизика», в частности к.г.-м.н. Р.Н. Муроговой, за возможность проведения лабораторных опытов по термовакуумной дегазации и термогазовой хроматографии грунтов. Руководству и сотрудникам НИиПИ ЭГ за предоставление фондовых материалов инженерно-экологических изысканий и консультации, в частности

A.Б.Щербакову, Т.В.Решетиной и Е.В.Андреевой. Руководству и сотрудникам ГУП «Мосгоргеотрест», ОАО «Стройпроект», НИиПИ ЭГ, CK «Креал», ООО «Геокон проект» за помощь при отборе образцов и предоставлении фондовых материалов инженерно-геологических исследований для характеристики участков исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Современные представления о техногенных грунтах городских

территорий

В первом разделе главы рассматриваются вопросы образования техногенных грунтов на территории города в результате инженерно-строительной, хозяйственно-бытовой и промышленно-производственной деятельности человека. Общим вопросам образования техногенных грунтов на территории городов и характеристике их составляющих посвящены работы Ю.М. Абелева, Т.А. Аронсона, И.В. Барбашина, Л.П. Грибановой, Д. Вилсона, В.В. Иванова, В.Н. Коротаева, Э.Б. Крельмана,

B.И. Крутова, И. Кюна, B.C. Маслова, А.Б. Лифшица, Р.Г. Мелконяна, Ю.А. Мелкумова, Х.Н. Никогосова, С.К. Николаевой, E.H. Огородниковой, И.А. Пуляевского, М.И. Хазанова, A.M. Худайбергенова, Л.Я. Шубова и многих других. Дана характеристика распространения техногенных насыпных грунтов на территории г.Москвы, собранная на основе работ Ю.М.Абелева и В.И.Крутова, Ф.В.Котлова, Г.Л. Коффа, Е.П. Труфмановой и других с использованием каталогов несанкционированных свалок г. Москвы, выпущенных в 1996, 2002 и 2005 гг., а также фондовых данных НПГП «ВНИИЯГГ». Разными аспектами изучения Московского региона, связанными с геологическим строением и инженерно-геологическими условиями, занимались А.Л. Александровский, Г.А. Голодковская, Ю.Б. Елисеев,

P.C. Зиангиров, В.Ф. Котлов, Г.Л. Кофф, В.М. Кутепов, Э.А. Лихачева, В.И. Макаров, В.И. Осипов, И.С. Пашковский, С.И. Петренко и другие.

Во втором разделе главы рассматриваются основные понятия и существующие классификации насыпных техногенных грунтов, распространенных на территории города. Приводятся определения техногенных грунтов, отходов производства и бытовых отходов, полигонов, свалок (в том числе несанкционированных), отвалов и др., используемые в нормативных документах, постановлениях правительства г. Москвы, другой документации, а также в работах Т.А. Аронсона, В.В.Иванова, A.A. Каздыма,

A. Масленникова, Л.Я. Шубова и др. Описаны основные классификации техногенных насыпных грунтов, в том числе, классификации М.И. Хазанова (1975), Ф.В. Котлова (1977, 1978), А.П. Афонина с соавторами (1990), ГОСТ 25100-95 и др. Среди частных классификаций рассмотрены классификация насыпных грунтов Ю.М. Абелева и

B.И. Крутова, классификация техногенных грунтов как оснований сооружений Ю.М. Лычко; в качестве примера региональной классификации техногенных грунтов городских территорий приведена классификация антропогенных отложений г. Ташкента, выполненная A.M. Худайбергеновым. В приводимых классификациях в связи с наличием и природной переотложенной, и техногенной составляющих положение насыпных грунтов города строго не определено. Также не существует количественных критериев (в том числе по составу и инженерно-геологическим свойствам) подразделения техногенных грунтов, что во многом обусловлено их недостаточной изученностью. Отсутствуют частные классификации техногенных насыпных грунтов, разработанные для территории г. Москвы. Наиболее полно, по мнению автора, отдельные типы грунтов строительных отвалов и свалок позволяет выделить инженерно-геологическая типизация насыпных техногенных грунтов городских территорий, составленная на основе разработок Ф.В. Котлова на кафедре инженерной и экологической геологии МГУ, также приводимая в этом разделе.

Третий раздел главы посвящен современным представлениям о формировании состава, строения и свойств грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок. В четвертом разделе рассмотрены основные процессы техногенного литогенеза, формирующие состав и свойства массивов насыпных грунтов города: самоуплотнение, упрочнение во времени, минералообразование, гипергенные процессы, разложение, газогенерация, формирование порового раствора и др. При отсутствии в литературе обобщенного материала о составе и свойствах изучаемых техногенных грунтов и массивов приводятся данные об отдельных типах грунтов и их составляющих. Вопросам формирования состава, строения, состояния и свойств насыпных техногенных грунтов, а также изучению некоторых процессов, в них протекающих, посвящены работы Ф.В. Котлова, Ю.М. Абелева и В.И. Крутова, М.И. Хазанова, а также А.П. Афонина, A.M. Гальперина, В.В. Дмитриева, P.C. Зиангирова, A.A. Каздыма, Ю.М. Лычко,

C.К. Николаевой, E.H. Огородниковой, Е.М. Пашкина. Процессам, протекающим в массивах свалок и полигонов ТБО (в том числе с участием микроорганизмов, активно преобразующих компонентный состав свалочных грунтов) посвящены работы

В.В. Бабака, Я.И. Вайсмана, И.В. Галицкой, И.С. Глушанковой, О.В. Горбатюка, Л.П.Грибановой, Р.Э. Дашко, C.B. Делятицкого, В.С.Лебедева, А.Б. Лифшица, О.И. Минько, А.Н. Кожевниковой, М.С. Орлова, B.C. Путилиной, Е.П. Труфмановой и других.

Анализ собранных материалов привел к выводу об отсутствии обобщенных литературных и фондовых данных, характеризующих насыпные грунты несанкционированных строительных отвалов и свалок города. Достаточно полные описания даны для отдельных объектов или грунтов какого-то одного типа. Приводимые данные часто разрозненные или противоречивые, не достаточные для описания процессов, происходящих в изучаемых массивах, не всегда возможно их сравнение. Из анализа современных представлений о насыпных техногенных грунтах городских территорий автором сформулированы задачи настоящей работы.

Глава 2. Объекты и методики исследования

Под грунтами несанкционированных строительных отвалов и свалок автор понимает техногенные грунты, формирующиеся в результате инженерно-строительной деятельности на территории городов путем преимущественно или частично стихийной отсыпки извлеченных из строительных котлованов и выработок грунтов, содержащие строительный мусор и, часто, бытовые отходы, реже промышленные. В зависимости от количества антропогенных включений они могут быть техногенно переотложенными или, что чаще, техногенно образованными.

Признаками выделения грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок в толще естественных геологических отложений, а также среди других техногенных грунтов городских территорий являются: включения строительного мусора, бытовых и промышленных отходов, горюче-смазочных материалов; нарушенное (перемятое), неоднородное сложение, фиксируемое при описании грунтов; а также факторы, указывающие на развитие процессов газогенерации (способность грунтов генерировать биогаз, его присутствие в газовом компоненте, повышенные температуры грунтов и др.). Таким образом, в пределах г. Москвы было выбрано 11 участков исследований, на которых отобрано 149 образцов техногенных грунтов. Возраст насыпных грунтов на разных участках составил от 25 до 200 лет.

Описаны используемые методики исследования грунтов: состава, строения, состояния и свойств; оценки их изменения во времени.

Для эколого-геологической характеристики рассматриваемых грунтов в данной работе приводятся результаты обобщения фондовых данных инженерно-экологических исследований 47 участков, расположенных также на территории г. Москвы. Оценка загрязнения массивов насыпных грунтов строительных отвалов и свалок проводилась по следующим показателям: коэффициентам концентрации и суммарным показателям загрязнения тяжелых металлов и мышьяка, коэффициентам концентрации нефтепродуктов и 3,4-бенз(а)пирена, а также по санитарно-бактериологическим показателям (индексам энтерококков и бактерий группы кишечной палочки).

Глава 3. Состав техногенных грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок

Грунты несанкционированных строительных отвалов и свалок рассматриваются как многокомпонентная динамическая система, включающая твердый, жидкий и газовый компоненты, а также биотическую составляющую. В третьей главе на основе собственных исследований и фондовых данных дается покомпонентное описание состава; фактический материал представлен в Биде таблиц и рисунков.

Согласно результатам изучения твердого компонента исследуемых образцов, крупнообломочные включения техногенных грунтов строительных отвалов и свалок представлены в основном антропогенными образованиями, реже обломками скальных и полускальных грунтов; песчаные фракции - и техногенными, и природными; а пылеватые и глинистые - преимущественно природными переотложенными дисперсными разностями, часто измененными за счет техногенного воздействия и процессов, протекающих уже в массивах техногенных грунтов.

Крупные включения (> 2,0 мм) представлены обломками пород, строительным мусором (крошкой бетона и кирпича, щепой древесины, осколками стекла, металлическими предметами), а также полиэтиленом, шлаками и углем, бытовым мусором. На долю природных обломков, по встречаемости включений, приходится 736 %, в среднем 18 % (по разным участкам исследования), бытового мусора - от 0 до 13 %, в среднем 7 %; остальное в целом можно отнести к строительному мусору. Увеличение содержания крупных включений обычно связано с увеличением доли строительного мусора в грунтах. Состав включений более 2 мм наглядно отражает присутствие в пределах каждого исследуемого участка насыпных грунтов, имеющих разные источники формирован™ (грунтов разных типов).

В мелкообломочных фракциях (0,1-2,0 мм) зерна кварца преобладают, составляя в среднем 49% от общего числа зерен; причем в грубопесчаной фракции (1,0-2,0 мм) -20 %, мелкопесчаной (0,1-0,25 мм) - 71 % (по данным анализа 30 фотографий, 2157 зерен). В песчаных фракциях также встречаются полевые шпаты, кальцит, темноцветные минералы, обломки пород. Содержание карбонатов (в среднем 15 %) сопоставимо с количеством других минеральных зерен, но наблюдаются более резкие вариации их содержания в грунтах (от 1-12 до 21-39 % в разных фракциях), что связано с наличием «техногенно привнесенных» и новообразованных карбонатов. В качестве отдельных включений в мелкообломочных фракциях присутствуют кирпич, древесина, стекло и шлак. Их содержание в среднем составляет по 5-7 % от общего числа зерен и сильно изменяется между образцами.

В целом, в техногенных грунтах до 35-50% песчаных зерен могут быть представлены материалом антропогенного происхождения (включая карбонаты), содержание которого уменьшается с ростом дисперсности грунтов, а доля природной составляющей увеличивается. Это хорошо прослеживается по средним значениям содержания зерен разного состава (рис. 1).

По данным валового химического анализа во фракциях менее 2 мм рассматриваемых грунтов сохраняется тот же порядок содержания отдельных элементов, что и для пород естественного происхождения. Это еще раз свидетельствует о преобладании в дисперсной массе техногенных грунтов природной составляющей. Тем не менее, по сравнению с соответствующими по дисперсности природными аналогами, более высокое содержание кремния, натрия, серы, потерь при прокаливании, а также кальция в химическом составе части образцов техногенных грунтов не исключают геохимических процессов преобразования исходного природного твердого компонента грунтов. Содержание большинства рассматриваемых элементов, включая основные - кремний и алюминий, более близки средним данным химического состава природных песчаных пород, а не глинистых, несмотря на то, что исследуемые грунты являются преимущественно супесями и суглинками.

Фактор природной составляющей минерального состава дисперсной массы является определяющим: как и в природных грунтах, здесь основную часть составляют первичные силикаты (74-92 % по средним значениям на разных участках исследования), присутствуют карбонаты (1-5 %, редко до 13 %), глинистые минералы (2-9 %) и рентгеноаморфное вещество (РАВ, 2-16 %). Ассоциации глинистых минералов большей части техногенных грунтов соответствуют типам 1а и 2 природных ассоциаций глинистых минералов (по В.Г. Шлыкову, 1998), как и преобладающая часть глинистых грунтов на территории г.Москвы. Особенности минерального состава техногенных грунтов заключаются в: присутствии минеральных комплексов, привнесенных при формировании насыпи (карбонаты, минералы цементного камня, кирпича и др.); образовании минералов in situ (гидроокислы железа, пирит, гипс и др.). Присутствие в составе РАВ также определяется как исходным составом материала, используемого при создании насыпных массивов, так и процессами минерального новообразования, протекающими в грунтах строительных отвалов и свалок.

Рост дисперсности сопровождается увеличением средних содержаний глинистых минералов и РАВ. Однако максимальные содержания этих показателей получены для супесей и суглинков. Необходимо отметить существенное содержание РАВ в песчаных отложениях (в среднем 9 %). Содержание карбонатов не зависит от дисперсности.

1,0-2,0 0,5-1,0 0,25-0,5 0,1-0,25

_о_2 —А—з1 Фракции,

Рис. 1. Изменение встречаемости в мелкообломочных фракциях зерен различного происхождения: 1 - природного (кварц, обломки других кристаллов и пород), 2 -смешанного (карбонаты), 3 - техногенного (кирпич, шлаки, стекло, древесина и др.)

Исследованиями было установлено, что около 70 % анализируемых грунтов являются незаселенными, т.к. содержат менее 0,30 % водорастворимых солей. В незаселенных грунтах колебание величины сухого остатка случайно. Засоление может наблюдаться в грунтах разной дисперсности. Отдельные включения средне- и сильнозасоленных разностей встречаются как в приповерхностном слое, так и на глубинах 4-4,5 м и 5,2-8,5 м. Для грунтов, содержащих 0,3-0,9 % водорастворимых солей (супесей и суглинков) тип засоления грунтов - хлоридно-сульфатный и сульфатный; сульфатный и сульфатно-содовый типы засоления характерны для грунтов с содержанием водорастворимых солей более 0,9%. По содержанию хлор-ионов все исследуемые грунты имеют высокую коррозионную активность по отношению к алюминиевой оболочке кабеля. Тип засоления, определяемый по катионам, преимущественно кальциевый, реже кальциево-магниевый. Кислотно-основные условия характеризуются преимущественно нейтрально-слабощелочной средой; влияние на рН среды оказывают, в первую очередь, техногенно привнесенные карбонаты.

Содержание органического вещества (Сорг) в техногенных грунтах изменяется от 0 до 3,6 %, реже 11,7 % и на разных участках по средним значениям составляет 0,3-3,0 %; относительно низкие его содержания характерны для техногенно переотложенных грунтов, более высокие - для свалочных грунтов и грунтов культурного слоя; среди изученных образцов природных подстилающих грунтов общее содержание органического вещества не превышает 0,70 % (табл. 1). Экспериментально установлено, что содержание Сорг более 1 % наблюдается в абсолютном большинстве у грунтов, на долю песчаных фракций которых приходится более 60-70 %, что не характерно для природных отложений и объясняется более легким смешением несвязных компонентов при формировании техногенного массива. Распределение содержания органического вещества в техногенных грунтах не закономерно, для большинства техногенных грунтов характерно не рассеянное содержание органических веществ, а локальное, в виде отдельных «гнезд» и линз, в которых содержание органического вещества может увеличиваться в несколько раз относительно значений в осредненной пробе; такая неоднородность наблюдается уже на уровне образца.

Таблица 1. Общее содержание органического вещества в техногенных грунтах

Содержание Количество образцов

органического техногенные грунты природные подстил, грунты

вещества, % пески супеси суглинки глины пески супеси суглинки

менее 0,1 % 2 5 6 0 3 0 3

0,1-1 % 15 28 47 1 2 1 7

более 1 % 6 31 5 1 0 0 0

Примечание: подстилающие грунты представлены аллювиальными песками и супесями, покровными суглинками, моренными суглинками и флювиогляциальным суглинком.

Тип засоления грунтов - хлоридно-сульфатный и сульфатный - обусловливает проявление агрессивности жидкого компонента к строительным материалам и конструкциям, имеющей преимущественно техногенный характер. Грунтовые воды в пределах города на исследуемых участках могут содержать в повышенных количествах нефтепродукты и тяжелые металлы; концентрации как макро-, так и микрокомпонентов могут значительно превышать нормативные требования.

Характеристика газового компонента техногенных грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок определяется в первую очередь возможностью образования биогаза в грунтах, где при наличии доступной для разложения микроорганизмами органики и других благоприятных условиях возможно развитие процессов газогенерации подобно полигонам ТБО. В других случаях состав газа можно считать близким к атмосферному или определяющимся процессами почвообразования в техногенных грунтах. Основные компоненты биогаза, как и на полигонах ТБО, - метан и двуокись углерода; содержание водорода, кислорода и азота определяются условиями и стадией разложения органики; наличие тяжелых углеводородов связано с другими источниками воздействия, например, присутствием нефтепродуктов в техногенных грунтах (литературные данные подтверждаются собственными исследованиями). Вертикальная зональность геохимических процессов часто хорошо прослеживается и в грунтах строительных отвалов и свалок, но на участках исследования, где не вся толща подвержена газогенерационным процессам, границы между зонами могут располагаться на разных глубинах. В подстилающих природных грунтах возможно образование вторичных полей с повышенным содержанием двуокиси углерода и реже метана. Изучение газового компонента в процессе бурения скважин проводилось на 7 из 11 участков исследования. Взаимосвязей между различными показателями состава, некоторых свойств техногенных грунтов и концентрациями СН4 и СОг в грунтовом воздухе скважин, отобранном в процессе их бурения, не выявлено, что может объясняться хорошей миграционной способностью биогаза.

При повышении температур до 50-100"С техногенно переотложенные грунты могут генерировать газ в ощутимых объемах (за счет термодеструкции органического вещества). Это актуально, особенно на локальных участках вблизи теплоцентралей, котельных и других объектов, способствующих повышению температуры вмещающих массивов. Согласно проведенным исследованиям, степень катагенетического преобразования органического вещества природных грунтов (суглинка glims, глин J3 и С31ИП2) не превышает стадию начала протокатагенеза, т.е. эти грунты никогда не испытывали «пластовые» температуры выше 50-60°С. Привнесение органических веществ при формировании массивов техногенных грунтов (древесины, древесины со смолой, текстиля) способствует снижению температур генерации газов, увеличению их общего объема и разнообразию состава.

Глава 4. Строение техногенных грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок

Макростроение грунтов строительных отвалов и свалок отличается возможным наличием крупногабаритных включений, изучение содержания которых осуществляется только в стенках выработок, а также присутствием крупнообломочных включений размером 2-100 мм, оценка которых проводится на уровне образца. На одном из участков исследования на долю включений, согласно выделению крупных включений по фотографиям, приходится от 9 % до 26-36 %.

В образцах общее содержание включений размером более 2 мм (по массе) изменяется от 0 до 66 %; почти 50 % из них содержат крупнообломочные включения в количестве более 15 % и по ГОСТ 25100-95 являются: дресвяными грунтами с песчаным, супесчаным и суглинистым заполнителем; щебнистыми и дресвяными глинами, суглинками, супесями и песками; суглинками и супесями со щебнем и дресвой. Аналогов большинству таких грунтов среди местных природных отложений не встречено. При существенном наличии крупнообломочных включений основная их доля приходится на фракции более 10 мм, и чем больше процентное содержание частиц размером > 2 мм, тем значительнее содержание именно крупных дресвяных и щебнистых включений.

Не существует взаимосвязи между содержанием крупнообломочных включений и дисперсностью основной массы (или заполнителя). Однако средние содержания крупнообломочных включений в песках и супесях выше, чем в суглинках; встречаемость образцов с суглинистым заполнителем при содержании включений более 25 % в 2,3-2,6 раза меньше, чем у техногенных грунтов с таким же количеством крупнообломочных включений и песками или супесями в основной дисперсной массе. Объяснением отмеченному факту является лучшая способность к смешиванию несвязных грунтов по сравнению со связными.

Дисперсная часть (< 2 мм) грунтов строительных отвалов и свалок представлена в порядке убывания встречаемости отдельных видов грунтов следующим рядом: супеси (41%) > суглинки (38 %) > пески (20%) > глины (1%). Супеси и суглинки преобладают. Для всех видов грунтов процентное содержание частиц (по средним значениям данных гранулометрического состава) убывает с уменьшением их размера: песчаные (49-82 %) > пылеватые (14-37 %) > глинистые (4-19 %) частицы.

Смешение в результате переотложения природных грунтов различной дисперсности между собой и со строительным мелким мусором приводит к изменению соотношения отдельных фракций грунтов, в том числе, к появлению глинистых частиц в песках, высокому содержанию песчаных - в глинистых грунтах, что отражается на колебании значений среднего диаметра (ё5о= 0,004-0,53 мм) и на высоких значениях коэффициента неоднородности грунтов (Ки= 2-250, при вариациях средних значений для грунтов различной дисперсности - 43-109). Грунты строительных отвалов и свалок являются крайне неоднородными. Это также отражается на интегральных кривых, имеющих пологий вид и характерные «ступени» за счет преобладания одних и

отсутствия других фракций, в отличие от монотонного возрастания подобных кривых у природных грунтов.

Большая часть глинистых частиц агрегирована; среди микроагрегатов (0,050,002 мм, по А.К. Ларионову, 1966) в грунтах различной дисперсности преобладает фракция крупной пыли (0,01-0,05 мм). Макроагрегаты (0,05-2,0 мм) наблюдались во всех песчаных фракциях, однако, подавляющее их количество приходится на фракцию 0,51,0 мм в грунтах на глубинах 1-2,5 м (в 70% исследованных проб). Образование макроагрегатов непосредственно в техногенной толще доказывается наличием техногенных включений в агрегатах; свидетельствует о процессах техногенного литогенеза, в том числе, об изменении во времени вещественного состава (образования цемента) и строения грунтов под влиянием газообразных углеводородов и продуктов их окисления. На основе значений коэффициента агрегированности частиц менее 0,005 мм преобладающим типом структурных связей грунтов (по И.М. Горьковой, 1975) является пластифицировано-коагуляционный (В); смешанный коагуляционно-цементационный тип (Г0 также широко наблюдается в песках, супесях и суглинках; цементационный тип структурных связей (Г2), предполагающий цементацию в объеме породы, наблюдается в техногенных песках, реже супесях и не имеет аналогов в природных местных дисперсных грунтах.

В результате изучения микростроения суглинка ненарушенного сложения не было выявлено какой-либо ориентации пор и структурных элементов. По фотографиям микроструктур среди основной, тонкодисперсной массы хорошо видны отдельные угловатые зерна кварца. Часть зерен покрыты глинистой рубашкой.

Глава 5. Состояние н свойства техногенных грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок

Изучаемые грунты строительных отвалов и свалок могут иметь как рыхлое сложение, так и достаточно плотное, что прослеживается на нескольких участках исследования. Показатели естественной плотности и плотности скелета варьируют в широких пределах от низких (0,90 г/см3 и 0,57 г/см3, соответственно) до высоких (2,14 г/см3 и 1,93 г/см3) значений, последние из которых не выходят за пределы, характерные для местных природных дисперсных грунтов.

В грунтах строительных отвалов и свалок плотность твердого компонента изменяется от 2,13 до 2,85 г/см3. Средние значения плотности твердого компонента у грунтов различной дисперсности (для песков и супесей 2,61 г/см3, суглинков 2,64 г/см3) на большей части объектов занижены относительно средних значений для природных грунтов. Наиболее существенное влияние на снижение плотности твердого компонента оказывает присутствие органического вещества в грунтах и наличие рентгеноаморфного вещества. Плотность твердого компонента глинистых грунтов также может быть снижена за счет высокого содержания кварца, представляющего в исследуемых техногенных грунтах в основном песчаные фракции (преобладающие в техногенных супесях и суглинках), и содержащегося в составе фракций <0,001 мм (в виде РАВ).

Для большинства техногенных грунтов, отобранных в разные месяцы и имеющих достаточно низкую пористость 26-48 %, в среднем 36 %, степень влажности имеет значения более 0,80 (насыщенные водой) независимо от времени отбора образцов в течение года. Супеси и суглинки имеют консистенцию от твердой (1ь< 0) до текучей (1Ь> 1); преобладают твердые и пластичные супеси и полутвердые и тугопластичные суглинки. Для супесей показатель консистенции имеет больший разброс значений, чем для суглинков.

Изучаемые грунты имеют, как правило, невысокие значения гигроскопической влажности, но у отдельных образцов песков они могут достигать 2 %, а у супесей, суглинков и глин - 3 %. Повышенная гигроскопическая влажность в песчаных техногенных грунтах связана в основном с высоким содержанием глинистых частиц, достигающим 8 % (в среднем 3,5 %). Наличие органического вещества также обеспечивает более высокую гигроскопическую влажность, но прямой корреляционной зависимости не выявлено.

Для большинства исследуемых грунтов величины пределов пластичности сопоставимы со значениями для местных природных дисперсных грунтов. Достаточно высокие значения пределов пластичности для некоторых суглинков С^Ур до 62 %, до 73 %) и особенно супесей (\УР до 53 %, до 56 %), обусловлены высоким содержанием органического вещества в грунтах. Такие разности встречаются как среди грунтов культурного слоя, так и в качестве прослоев и включений в крупных массивах техногенных грунтов, образованных отвалами Метростроя.

Низкие значения показателей коллоидной активности и гидрофильности отражают особенности минерального состава грунтов строительных отвалов и свалок, тесно связанного с составом четвертичных отложений.

Неоднородность техногенных грунтов строительных отвалов и свалок еще раз подчеркивается высокими коэффициентами вариации значений их влажностных и плотностных характеристик. В исследуемом массиве данных не выявлено статистически ¡значимых; корреляционных зависимостей между значениями гигроскопической влажности, влажности максимальной молекулярной влагоемкости, пределов пластичности и минеральным составом и содержанием рентгеноаморфного вещества.

Многие разности имеют относительно низкие и достаточно разнородные показатели прочностных и деформационных свойств, т.е. как правило, неудовлетворительные физико-механические свойства. Полученные в полевых условиях на однбм из участков значения модулей общей деформации выше лабораторных в 2-3,5 раза. Также при штамповых испытаниях наблюдается незначительная структурная прочность в техногенных грунтах, отсутствующая при испытании аналогичных образцов в лабораторных условиях. Таким образом сказываются масштабный эффект и влияние крупных включений в грунтах. Необходимы разработки надежных методов интерпретации данных полевых методов изучения физико-механических свойств техногенных грунтов.

Глава 6. Инженерно-геологическая и эколого-геологическая оценка техногенных грунтов и массивов несанкционированных строительных отвалов и свалок

Первая часть главы посвящена характеристике результатов изучения фактора времени в формировании состава, строения, состояния и свойств техногенных грунтов строительных отвалов и свалок. Разнообразие состава грунтов и особенности формирования техногенных массивов не всегда позволяют по ограниченному количеству образцов однозначно выделить и определить закономерности изменения их различных показателей во времени. Тем не менее, на основе сравнения данных по грунтам, образованным от 25 до 200 лет назад, можно сделать следующие выводы.

Существенных изменений минерального состава техногенных грунтов строительных отвалов и свалок с течением времени не выявлено. Повышенное содержание карбонатов в грунтах с примерным возрастом 200 лет связано с особенностью формирования типа техногенных грунтов культурного слоя.

Среди грунтов, имеющих возраст до 50 лет, есть образцы с высоким содержанием водорастворимых солей. Засоление грунтов не определяется возрастом отложений; может увеличиваться в зонах повышенного техногенного воздействия.

Содержание органического вещества в техногенных грунтах строительных отвалов и свалок существенно как в образцах 30-35 летнего возраста, так и в грунтах, образованных около 200 лет назад. Тенденция увеличения среднего содержания органического вещества с возрастом образования насыпи носит обусловленный дисперсностью грунтов характер, так как высокие значения содержания органического вещества характерны для супесей, доля которых повышается с увеличением возраста образования насыпи.

В грунтах, образованных до 30-35 лет назад основная часть агрегатов имеет пылеватую размерность, а в грунтах возрастом более 40 лет - песчаную. Таким образом, с течением времени в техногенных грунтах происходит увеличение размера агрегатов. Существенные значения коэффициента агрегированное™ фракций менее 0,005 мм наблюдаются в грунтах всех выделенных возрастов, уже с 25 лет.

Высокие значения пористости и низкие - плотности скелета, прочностных и деформационных свойств могут наблюдаться и в древних грунтах культурного слоя (200 лет). С другой стороны, среди относительно молодых техногенных образований (преимущественно переотложенных природных грунтов) встречаются разности, по своим характеристикам близкие к природным местным грунтам и за 25-30 лет прошедшие период самоуплотнения.

В техногенных грунтах строительных отвалов и свалок разного возраста, содержащих органическое вещество, доступное микроорганизмам для разложения, сохраняется общая тенденция изменения состава газового компонента со временем, характерная для полигонов ТБО, но с более низким средним содержанием биогаза в грунтах. Соотношение отдельных компонентов биогаза позволяет даже в пределах одного участка исследования выделять зоны, отвечающие разным этапам преобразования органического вещества (одного из наиболее существенных процессов

техногенного литогенеза изучаемых грунтов). Процессы активного метаногенеза протекают как в грунтах 30-ти, так и 50-ти летнего возраста. Состав газового компонента грунтов может применяться как показатель степени преобразования массивов техногенных грунтов строительных отвалов и свалок.

Во второй части главы представлена типизация грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок. В ее основу положена инженерно-геологическая типизация насыпных грунтов городских территорий, уже упоминаемая и разработанная на кафедре инженерной и экологической геологии МГУ с учетом разработок Ф.В. Котлова.

Среди различных типов насыпных техногенных грунтов города были выбраны типы грунтов, слагающих массивы несанкционированных строительных отвалов и свалок, которые послужили основой для создания данной типизации (табл. 2). Исследуемым типам насыпных грунтов города присвоены номера от 1 до 7. По вещественному составу, определяющему тип техногенных грунтов, тип 1 (грунты отвалов из подземных горных выработок и строительных котлованов) был дополнительно разделен на две категории (1а и 16) в связи с различающимся составом (присутствием среди типа 16 раздробленных скальных и полускальных грунтов каменноугольного возраста - отвалов Метростроя). Часто на одном участке распространения техногенных грунтов присутствуют сразу несколько из выделенных типов, в том числе среди планомерно отсыпанных грунтов, которые также рассматриваются среди грунтов строительных отвалов и свалок города.

Учитывая предрасположенность изучаемых грунтов к самопроизвольно возникающему процессу газогенерации, подтип в предлагаемой типизации определяется по наличию биогаза в поровом пространстве грунтов и непосредственно их газогенерационной способности. Выделяется 4 подтипа: Н - грунты, не содержащие биогаз, концентрации СН4, С02, N2 которых имеют фоновые значения и не наблюдается дефицита Ог! С - грунты, в поровом пространстве которых присутствуют повышенные концентрации С02 при возможном дефиците 02 и повышенном содержании N2; М -грунты, содержащие СН4 в концентрациях более 0,1 %об. при разном соотношении содержания остальных газов; Г - газогенерирующие грунты, соответственно содержащие СН4 и С02 в разных соотношениях.

Вид техногенных грунтов строительных отвалов и свалок, как и во многих классификациях, определяется дисперсностью грунтов. В пределах большинства типов выделены виды грунтов: крупнообломочные, песчаные и глинистые (супеси, суглинки, глины). Для типа 4 - отходов разрушенных строительных материалов и конструкций и другого строительного мусора - также крупногабаритные.

Разновидность грунтов строительных отвалов и свалок в предлагаемой типизации определяется по степени заполнения пор водой (коэффициенту водонасыщения, 8Г) - для песчаных, и консистенции (показателю текучести, - глинистых грунтов (табл. 2). Эти показатели предлагается определять согласно ГОСТ 25100-95. В полевых условиях, при

Класс (по генезису) Группа (по виду деятельности) Подгруппа (по способу обр-ния) Тип (по составу) Подтип (по наличию биогаза и газоген, сп-ти) Вид (по дисперсности) Разновидность

Название Вещественный состав

Техногенно образованные (ТО), техногенно переотложенные (ТП) § о а я Щ §1 . я 1) о 3 я к я ►а о 4 со ш н н о Я « ° 5 0 X 1 О я о, о Я о * о о § а я с 11 ■гЗ-М |« 1. Грунты отвалов из подземных горных выработок и строительных котлованов (ТП; ИС) 1а. Песчаные, глинистые не содержащие биогаз (Н); содержащие С(52(С); содержащие СН4 и С02 (М) песчан., глинист. Выделяется по степени влажности (Б,) и консистенции (10 грунтов (ГОСТ 25100-95). Пески: малой степени водонасыщ., средн. степ, водонасыщ., насыщ-ные водой. Супеси: твердые, пластичные, текучие. Суглинки и глины: твердые, полутверд.; тугопласт., мягкопл., текучепл., текучие

16. Крупнообломочные, песчаные, глинистые (отвалы Метростроя) крупно-облом., песчаные глинист.

я о «а -Ял 1-Я |§| м 2 и О я о 2. Отходы промышленных производств (ТО; П) Шлаки, золы, хвосты, формовочные земли, металлические, древесные, химические, текстильные и др. отходы Н; С; М крупно-облом., песчаные глинист.

3. Грунты отвалов с повышенным содержан. органики особого состава (ТП, ТО; ИС, ХБ) Переотложенные почвенные горизонты и торфа, иловые осадки сточных вод, Н; С; М; Г (газогенери-рующие) песчаные, глинистые

и 3 X С 3 о н о о к ж я X я н и 4. Отходы разруш. строит, материалов и конструкций, др. строит, мусор (ТО; ИС) Битый кирпич, камень, стекло, 1фупно-габаритные и обломочные бетонные, металлические, деревянные, пластмассовые и др. отходы Н; С; М крупно-гаоаритн., крупно-обломочные

5. Грунты свалок со строительным мусором (ТО, ТП; ИС) Крупнообломочные, песчаные, глинистые, с примесью строительного мусора Н; С; М кр.-обл., песчаные глинист.

6. Грунты свалок со строит, мусором и быт. отходами (ТО; ИС, ХБ) Крупнообломочные, песчаные, глинист., с прим. строит, мусора, хоз.-бытовых и др. отходов Н; С; М; Г кр.-обл., песчаные глинист.

7. Грунты культурного слоя (ТО; ХБ, ИС) Беспорядочное переслаивание переотложенных грунтов с включениями хоз.-бытовых и строительных отходов Н; С; М крупно-облом., песчаные глинист.

невозможности отбора песчаных грунтов ненарушенного сложения, допускается их деление на водонасьпценные (соответствующие 0,8-1,0 д.е.) и не водонасыщенные (включающие разновидности грунтов малой - 0-0,5 д.е. и средней - 0,5-0,8 д.е. степени заполнения пор водой). Показатели естественного сложения (плотности, пористость и т.д.) как признак подразделения в этой типизации не используются из-за трудностей их определения у техногенных грунтов, часто имеющих высокую пористость и уплотняющихся в процессе бурения скважин. Использование для целей типизации данных зондирования также невозможно, поскольку общепринятых правил их интерпретации для техногенных грунтов не существует.

Предлагаемая типизация отражает разнообразный спектр техногенных грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок и позволяет дать инженерно-геологическую характеристику выделенным типам.

Данные, полученные при изучении в лабораторных условиях техногенных насыпных грунтов, отобранных на территории г. Москвы, позволяют охарактеризовать четыре из семи выделенных типов грунтов строительных отвалов и свалок: 1, 5, 6, 7 (табл. 2). Второй и третий типы локально развиты в пределах г. Москвы. Включения шлаков встречаются как примеси в грунтах, содержащих строительный мусор и отнесенных к типу 5. Отходы разрушенных строительных конструкций (тип 4), учитывая их крупногабаритные размеры, практически не изучались. Инженерно-геологическая характеристика техногенных грунтов проводилась с учетом разных типов и видов.

Подгруппа планомерно отсыпанные. Тип 1а (отвалов из подземных горных выработок и строительных котлованов; преимущественно переотложенные грунты четвертичного возраста). В минеральном составе преобладает кварц. Грунты имеют средние содержания рентгеноаморфного вещества, встречающиеся и среди природных грунтов - 9-14 % (по средним значениям образцов разной дисперсности). Содержание карбонатов и органического вещества низкое, в среднем 2-3 % и 0,2-0,7 % соответственно. В грунтах разной дисперсности присутствие водорастворимых солей незначительно: величины сухого остатка изменяются от 0,07 до 0,20 %, рН среды нейтральная или слабощелочная. В песках и супесях содержание частиц крупнее 2 мм не превышает 14%, т.е. по ГОСТ 25100-95 не влияет на название грунтов, а количество песчаных частиц - существенное и составляет по средним значениям у песков - 84 %, у супесей - 78 %. Грунты разной дисперсности имеют высокие показатели коэффициента неоднородности, несмотря на то, что представлены только природными переотложенными разностями, и разные коэффициенты агрегированности (от стабилизационного А до коагуляционно-цементационного типа структурных связей Г]). Плотности твердого компонента более низкие относительно средних значений для природных грунтов и составляют в среднем 2,64 г/см3 несмотря на преимущественно глинистый состав исследуемых грунтов. Грунты обладают низкой коллоидной активностью.

Подгруппа планомерно отсыпанные. Тип 16 (отвалов из подземных горных выработок и строительных котлованов; грунты отвалов Метростроя). Имеют средние и

высокие (у суглинков) содержания рентгеноаморфного вещества. Отличаются присутствием карбонатов в значительных количествах (до 22-46 %), наблюдаемым в отложениях разной дисперсности. Кислотно-щелочные условия преимущественно слабощелочные. На фоне общего низкого содержания водорастворимых солей встречаются образцы, сухой остаток в которых достигает 1,14 %, что скорее всего связано с влиянием поверхностного засоления. Содержание крупнообломочных включений в образцах этого типа может составлять более 15%; встречаются крупнообломочные грунты. Содержание песчаных частиц в среднем на 10% ниже относительно типа 1а. Низкие показатели величины среднего диаметра наблюдаются у суглинков за счет значительного содержания фракций пылеватых размерностей. Все образцы имеют очень высокие значения коэффициента неоднородности. В песках и супесях встречаются (по коэффициенту агрегированоости) стабилизационный, коагуляционный и пластифицировано-коагуляционный типы структурных связей (А, Б, В), в суглинках - пластифицировано-коагуляционный и смешанный коагуляционно-цементационный (В и П). Грунты обладают низкой коллоидной активностью, некоторые суглинки имеют высокую коллоидную активность. Плотность твердого компонента, как и у грунтов типа 1а, в среднем занижена и составляет 2,63 г/см3 несмотря на преимущественно глинистый состав исследуемых грунтов.

Подгруппа стихийно отсыпанные. Тип 5 (грунты свалок со строительным мусором). Содержание карбонатов повышенное, у суглинков достигает 13 % (в среднем 5%), а у песков и супесей - 18-37% (в среднем по 9%). При среднем невысоком содержании рентгеноаморфного вещества, среди супесей и суглинков встречаются образцы, где оно достигает 36-37 %. Органическое вещество в грунтах этого типа изменяется в существенных пределах и составляет по средним значениям в песках и суглинках - 0,6-0,7 %, а в супесях 1,2 %, достигая в отдельных образцах 2,6-2,9 %. Среди грунтов разной дисперсности встречаются образцы с высоким содержанием величин сухого остатка; рН среды изменяется от нейтральной до слабощелочной, отличительной особенностью грунтов этого типа является наличие супесей и суглинков с рН среды 9,310,6. Среди грунтов этого типа встречаются крупнообломочные разности и с песчаным, и с глинистым заполнителем. Для песков и супесей (как и у типа 1а) характерно высокое содержание песчаных фракций; для супесей - пониженное глинистых. Большинство образцов имеет очень высокие показатели коэффициентов неоднородности. Суглинки по коэффициенту агрегированности имеют типы структурных связей А, Б, В и Гь а среди супесей и песков встречаются образцы с цементационным типом структурных связей (Г2). Средняя плотность твердого компонента, как и у грунтов предыдущих типов, равна 2,64 г/см3 при значительном разбросе значений. Большинство грунтов имеют низкую коллоидную активность, редко - среднюю и высокую.

Подгруппа стихийно отсыпанные. Тип 6 (грунты свалок со строительным мусором и бытовыми отходами). Среднее содержание карбонатов - 6-7 %; в отдельных образцах песков может достигать 9 %, супесей - 20 %, суглинков - 41 %. Содержание рентгеноаморфного вещества, при существенных его изменениях, в песках в среднем

составляет 4 %, а в супесях и суглинках - 7-9 %, достигая в отдельных образцах 20-29 %. Органическое вещество в разных количествах содержится в грунтах этого типа, однако, по средним значениям наблюдается тенденция увеличения содержания органического вещества с уменьшением дисперсности: в песках - до 2,6 % (а в среднем для грунтов данного типа 1,4 %). Водорастворимые соли в грунтах этого типа содержатся в разных количествах. Большая часть грунтов имеет нейтральную и слабощелочную среду, однако, среди суглинков встречаются образцы с рН 9,3 (как у типа 5). Также среди суглинков и супесей имеются единичные образцы с рН 4,4-5,4 - образцы с повышенным содержанием органики и классификационными признаками газогенерирующих грунтов на начальных стадиях развития процесса. Среди грунтов этого типа (как и типа 5) есть крупнообломочные разности со всеми типами заполнителя. Пески имеют тот же порядок содержания фракций песчаных размерностей (повышенный), что и грунты типов 1а и 5, грунты неоднородные. Коэффициенты агрегированное™ у грунтов этого типа значительно ниже относительно грунтов типа 5. Структурные связи типов А, Б, В и Г]. Средняя плотность твердого компонента составляет 2,69 г/см3. Общая масса грунтов имеет низкую коллоидную активность, но среди суглинков 30 % обладает средней и 15 % - высокой коллоидной активностью.

Подгруппа стихийно отсыпанные. Тип 7 (грунты культурного слоя). Для всех образцов характерно наличие карбонатов: в супесях 2-19 %, а в песках - 27 %. В супесях культурного слоя содержание рентгеноаморфного вещества, изменяясь от 2 до 18 %, в среднем составляет 7 %. Наиболее существенно содержание органического вещества в грунтах культурного слоя - в среднем 2,4 %. Грунты имеют слабощелочную среду, а величина сухого остатка не превышает 0,41 %, в среднем - 0,25 %. Среди образцов грунтов культурного слоя присутствуют крупнообломочные разное™ с супесчаным заполнителем, но их количество невелико. Содержание песчаных фракций в грунтах этого тапа повышено в песках и супесях. При этом среди песков могут попадаться разности с содержанием глинистой фракции до 8 %, а в супесях эта фракция составляет 5 % по средним значениям. Соотаошение песчаных и пылеватых фракций приводит к заметно более высоким значениям величин среднего диаметра у песков и супесей этого тапа относительно рассмотренных ранее грунтов. Грунты культурного слоя имеют типы структурных связей от стабилизационного (А) до смешанного коагуляционно-цементационного (Г1). Грунты культурного слоя обладают в среднем самыми низкими значениями плотности твердого компонента (2,58 г/см3) за счет существенного присутствия органического вещества в грунтах и имеют низкую коллоидную активность, реже среднюю.

В третьем разделе данной главы дается оценка массивов грунтов строительных отвалов и свалок как оснований и вмещающей среды сооружений. Рассматривается вещественный состав массивов грунтов, их газонасыщенность, обводненность, неоднородность строения и свойств, температура массивов.

В четвертом разделе шестой главы представлена оценка массивов техногенных грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок как источников

загрязнения окружающей среды. В результате обобщения фондовых данных получен общий характер распределения различных видов загрязнений насыпных грунтов строительных отвалов и свалок.

Насыпные грунты несанкционированных строительных отвалов и свалок часто загрязнены. Загрязнение имеет как площадное, так и очаговое распространение, встречаемое на разных глубинах. После формирования массива на него возможно наложение поверхностного загрязнения, иногда превышающего начальное. Высокие значения показателей загрязнения могут быть обусловлены повышенным содержанием одного или нескольких загрязняющих веществ. На исследуемых участках в разной степени присутствовали все из рассматриваемых компонентов-загрязнителей.

По полученным осредненным данным только 60 % исследуемых территорий имеют допустимую категорию загрязнения по суммарному показателю загрязнения. Для некоторых участков характерно наиболее значительное загрязнение приповерхностной части толщи. По содержанию 3,4-бенз(а)пирена и нефтепродуктов (наиболее значимых для территории г. Москвы) более половины участков относится к четвертой (чрезвычайно опасной/опасной) категории загрязнения. К этой категории метут принадлежать и грунты, не имеющие превышений по другим рассматриваемым показателям. Аномалии по содержанию 3,4-бенз(а)пирена и нефтепродуктов в грунтах часто не совпадают. Среди исследуемых участков не выявлено грунтов с чрезвычайно опасной категорией загрязнения по санитарно-бакгериологическим показателям, большая часть которых относится к умеренно опасной категории.

Среди рассматриваемых 47 участков распространения насыпных грунтов только 5 (11%) имеют допустимую/чистую степень загрязнения по всем осредненным используемым показателям. На 7 участках (15%) загрязнение обусловлено высоким содержанием 3,4-бенз(а)пирена (опасная и чрезвычайно опасная категории) в насыпных грунтах на фоне преимущественно допустимой/чистой категории загрязнения по другим показателям. К наиболее опасным практически по всем показателям можно отнести еще 7 участков, 3 из которых по строению грунтовых толщ природных подстилающих грунтов относятся к типу возможного накопления токсичных веществ в подстилающих моренных и покровных отложениях, а 4 - к типу возможного загрязнения подземных вод.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Грунты несанкционированных строительных отвалов и свалок широко распространены на территории г. Москвы. Собранный материал и проведенные исследования позволили описать состав грунтов, их строение, состояние и некоторые свойства, провести типизацию и охарактеризовать четыре из семи выделенных типов грунтов, наиболее широко распространенных среди грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок. На основании проделанной работы можно сделать следующие выводы.

2. Содержание органического вещества (в виде гнезд и линз или рассеянное) в техногенных грунтах по средним значениям на разных участках составляет 0,3-3,0 %, достигая 11,7 %. Наличие органического вещества более 1 % наблюдается в абсолютном большинстве у супесей и песков, на долю песчаных фракций которых приходится более 60-70 %, что объясняется более легким смешением несвязных компонентов при формировании техногенного массива. Содержание органического вещества 1,3-1,4% уже может способствовать биогазообразованию.

3. В исследованных грунтах возможно развитие процессов газогенерации подобно грунтам полигонов ТБО. При повышении температур до 50-100°С техногенные грунты могут генерировать газ за счет термодеструкции органического вещества.

4. Содержание крупнообломочных включений почти в 50 % исследованных грунтов составляет более 15%, которые по ГОСТ 25100-95 являются: дресвяными грунтами с песчаным, супесчаным и суглинистым заполнителем; щебнистыми и дресвяными глинами, суглинками, супесями и песками; суглинками и супесями со щебнем и дресвой. Аналогов большинству таких грунтов среди местных природных отложений не встречено. Смешение в результате переотложения природных грунтов различной дисперсности между собой и со строительным мусором приводит к изменению соотношения отдельных фракций грунтов. Грунты строительных отвалов и свалок являются крайне неоднородными по дисперсности.

5. Большая часть глинистых частиц агрегирована; среди микроагрегатов в грунтах различной дисперсности преобладает фракция крупной пыли (0,01-0,05 мм). Макроагрегаты присутствуют во всех песчаных фракциях, однако, подавляющее их количество приходится на фракцию 0,5-1,0 мм в грунтах на глубинах 1-2,5 м. Образование макроагрегатов непосредственно в техногенной толще доказывается наличием техногенных включений в агрегатах; свидетельствует о процессах техногенного литогенеза.

6. Грунты строительных отвалов и свалок характеризуются заниженными значениями плотности частиц, могут иметь как рыхлое сложение, так и плотное. Консистенция грунтов меняется от твердой до текучей; преобладают твердые и пластичные супеси и полутвердые и тугопластичные суглинки. Низкие значения показателей коллоидной активности и гидрофильности отражают особенности минерального состава грунтов строительных отвалов и свалок, тесно связанного с составом четвертичных отложений. Рассматриваемые грунты имеют, как правило, неудовлетворительные физико-механические свойства: низкую прочность, высокую сжимаемость.

7. Неоднородность грунтов, наблюдаемая даже в образцах, является часто определяющим фактором характеристики массивов техногенных грунтов строительных отвалов и свалок. Иногда это отражается только на составе включений, но чаще всего распространяется и на состав основной массы грунтов. Среди других факторов, определяющих особенности поведения массивов грунтов строительных отвалов и свалок, необходимо выделить газонасыщенность, обводненность и температуру. Состав и соотношение концентраций газового компонента могут применяться для оценки степени преобразования массивов техногенных грунтов строительных отвалов и свалок.

8. Насыпные грунты строительных отвалов и свалок часто загрязнены. Загрязнение может иметь как площадное, так и очаговое распространение, встречаемое на разных глубинах. После формирования массива возможно наложение поверхностного загрязнения, иногда превышающего начальное. Высокие значения показателей загрязнения могут быть обусловлены повышенным содержанием одного или нескольких загрязняющих веществ. Среди рассматриваемых 47 участков распространения насыпных грунтов только 11 % имеют допустимую/чистую степень загрязнения по всем осредненным используемым показателям. Для территории г. Москвы наиболее характерно загрязнение техногенных грунтов 3,4-бенз(а)пиреном.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Викторова М.А. Несанкционированные свалки города // Твердые бытовые отходы, 2005, №6. С. 11-12.

2. Викторова М.А. Условия формирования и характеристика грунтов стихийных свалок твердых бытовых отходов // Мат-лы Всероссийской научной конф. студентов, аспирантов и молодых специалистов «Геологи XXI века». Саратов: Изд-во СО ЕАГО, 2002, С. 294-297.

3. Викторова М.А., Моисеева A.C. Характеристика грунтов стихийной свалки на участке жилой застройки // Актуальные проблемы экологии и природопользования (выпуск 3): Сб. научн. трудов, М: Изд-во РУДН, 2002. С. 288-292.

4. Викторова М.А., Трушина Д.Ю. Характеристика химического и бактериологического загрязнения грунтов несанкционированных свалок по данным инженерно-экологических изысканий // Мат-лы пятой межвузовской молодежной научной конференции «Школа экологической геологии и рационального недропользования». СПб: Изд-во СПбГУ, 2004. С 207-208.

5. Моисеева A.C., Викторова М.А. О роли включений в составе техногенно переотложеиных грунтов // VII Межд. конф. «Новые идеи в науках о Земле». Мат-лы докладов. Т.4. М.: КДУ, 2005. С. 31.

6. Моисеева A.C., Викторова М.А. Особенности состава грунтов несанкционированных свалок в районе Марьино (г. Москва) // Материалы Межд. научной конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов». Выпуск 9. М: Студ. союз МГУ, 2003. С. 121.

7. Мурогова Р.Н., Труфанова С.Ф., Викторова М.А., Николаева С.К. Возможности метода термогазовой хроматографии для определения газогенерирующей способности насыпных грунтов // Мат-лы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии. Сергеевские чтения. Вып. 8. М.: Изд-во ГЕОС, 2006. С. 195-199.

8. Николаева С.К., Викторова М.А. Генетические особенности формирования состава техногенных грунтов как основа их подразделения в грунтоведении // Петрогенетические, историко-геологические и пространственные вопросы в инженерной геологии. Тр. Межд. научн. конф. М: Изд-во МГУ, 2002. С. 50-51.

9. Николаева С.К., Викторова М.А. Грунты несанкционированных свалок как объект инженерно-геологического изучения // Вопросы инженерной и экологической геологии. Мат-лы годичного собрания «К 25-летию секции инженерной геологии МОИП» М: Изд-во МГУ, 2004. С. 50-53.

Ю.Николаева С.К., Викторова М.А., Моисеева A.C. Особенности состава и свойств насыпных грунтов на участке жилой застройки // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: Мат-лы региональной научно-практич. конф. Пермь: Перм. ун-т, 2003. С. 268-270.

11.Николаева С.К., Викторова М.А., Трушина Д.Ю. Опыт оценки загрязнения насыпных грунтов городских территорий по данным инженерно-экологических изысканий // Мат-лы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии. Сергеевские чтения. Вып. 7. М.: Изд-во ГЕОС, 2005. С. 41-46.

12. Николаева С.К., Викторова М.А., Трушина Д.Ю. Опыт оценки загрязнения насыпных грунтов городских территорий по данным инженерно-экологических изысканий // Геоэкология, 2006, № 4, С. 328-336.

13.0городниковаЕ.Н., Николаева С.К., Викторова М.А., Полюшко Е.А. Техногенно переотложенные насыпные грунты на территории города // Многообразие грунтов: морфология, причины, следствия. Тр. Межд. научн. конф. М: Изд-во МГУ, 2003. С. 117118.

14.ТруфмановаЕ.П., Николаева С.К., Викторова М.А. Проблемы изучения грунтов несанкционированных свалок на территории города // Мат-лы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии. Сергеевские чтения. Вып. 6. М.: Изд-во ГЕОС, 2004. С. 111-114.

15.Викторова М.А., Николаева С.К. Инженерно-геологическая типизация грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок // Мат-лы VIII Международной конференции «Новые идеи в науках о земле» (в печати).

Принято к исполнению 13/03/2007 Исполнено 14/03/2007

Заказ № 174 Тираж: 120 экз.

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (495) 975-78-56 www.autoreferat.ru

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Викторова, Мария Анатольевна

Введение

Глава 1. Современные представления о техно! енных фунтах городских территорий

1.1. Образование техногенных фунтов на территории города

1.1.1. Образование техно1 енных фунтов в результате инженерно-счроительной, хозяйственно-бытовой и промышленно-производственной деятельности ^ ^ человека на территории городов

1.1.2. Формирование техно1 енных насыпных грунтов на территории I. Москвы

1.2. Основные понятия и существующие классификации насыпных техногенных ^ грунтов на территории города

1.3. Существующие представления о формировании состава, строения и свойств ^ насыпных техно1 енных фунтов па территории юрода

1.4.11роцессы техногенно1 о лито1 енеза в массивах насыпных фунтов

Выводы к ыаве

Глава 2. Объекты и меюдики исследования

2.1. Выбор объектов исследования и их место среди насыпных фунтов городских ^ территорий

2.1.1. Место фунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок ^ среди техно!енных фунтов городских территорий

2.1.2. Выбор и характеристика участков исследования

2.2. Изучение состава насыпных фунтов ароительных отвалов и свалок

2.2.1. Изучение состава и содержания твердого компонента фунтов

2.2.2. Изучение состава и содержания жидкого компонента фунтов

2.2.3. Изучение состава и содержания газового компонента фунтов

2.3. И зучепие строения фунтов и массивов строительных отвалов и свалок

2.4. Изучение свойств насыпных I руптов строительных отвалов и свалок

2.4.1. Меюдики определения физических и физико-химических свойств фунтов

2.4.2. Методики определения физико-механических свойств фунтов

2.5. Изучение изменения во времени состава, строения и свойств исследуемых ^ фунтов

2.6. Меюдика оценки загрязнения массивов насыпных фунтов ^ несанкционированных строительных отвалов и свалок

Глава 3. Состав техно1 енных грунтов несанкционированных строительных отвалов и ^^ свалок

3.1. Состав твердого компонента фунтов

3.2. Состав и содержание жидко1 о компонента грунтов

3.3. Сосгав и содержание газового компонента фунтов

Выводы к главе

Глава 4 Строение техногенных фунтов несанкционированных строительных огвалов ^ и свалок

4.1. Макростроение ф) нтов

4.2. Меюсфоение фунтов (характеристика дисперсной части грунтов)

4.3. Микростроенис 1рунтов

Выводы к главе

Глава 5. Состояние и свойства техногенных грунтов несанкционированных сфоитсльпых отвалов и свачок

5.1. Состояние и физические свойства фунтов

5.2. Физико-химические свойства фунтов

5.3. Физико-механические свойства фунтов

Выводы к i лаве

Глава 6. Инженерно-геологическая и эколого-геологическая оценка техно! енных ^^ фунтов и массивов несанкционированных строительных отвалов и свалок

6.1. Роль фактора времени в формировании состава, строения и свойств ^ j 5 исследуемых футов и массивов

6.2. Типизация технемеппых фушов несанкционированных строительных отвалов 223 и свалок и их инженерном еоло1Ичсская оценка

6.3. Оценка массивов i рунтов несанкционированных строительных отвалов и ^ свалок как оснований и вмещающей среды инженерных сооружений

6.4. Оценка массивов техно1енных фунтов несанкционированных сфошельных отвалов и свалок как источников загрязнения окружающей среды (на примере ^^ территории i. Москвы)

6.4.1. Зафязнениетехно1енных фунтов тяжелыми металлами и мышьяком, ^^ 3,4-бенз(а)пиреном и нефтепродуктами, патогенными микроорганизмами

6.4 2. Возможное влияние рассматриваемых зафязнений на состав 253 подстилающих фунтов, поверхностных и подземных вод

Выводы к главе

Выводы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Грунты несанкционированных строительных отвалов и свалок"

Актуальность работы. В последнее время, при освоении свободных городских территорий (как правило, неудобий), технсленные 1рушы насыпных массивов все чаще вовлекаются в сферу инженерною воздействия, а, следовательно, требуют изучения, которое офаничено во время проведения инженерно-1еоло1ических изысканий. Среди техногенных насыпных ¡рунтов, формирующихся на территории городов, особое место занимают фунты несанкционированных строительных отвалов и свалок.

История развития города связана с накоплением насыпных фунтов, и том числе и стихийно обраюванных. Длительное время строительство в I. Москве сопровождалось размещением на ее территории значительных масс фунтов, извлекаемых из строительных котлованов, тоннелей ме1ро. Их использование при формировании городского ландшафта привело к частичному перемешиванию и совместному складированию переотложенных фунтов со строительным мусором, быювыми отходами, реже отходами промышленных производств, т е. к формированию не только фунтовых отв&тов, по и свалок.

Массивы фунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок в пределах I. Москвы имеют достаточно широкое распространение. Использование этих территорий под застройку на данный момент времени является движущей силой их рекультивации, коюрая производится, но возможности, с мипим&чьными объемами вывоза техногенных фунтов. При условии отсутствия в техногенных грунтах повышенных концентраций нормируемых эколо1 ически опасных компонентов они являются не только вмещающей средой сооружений, по и могут использоваться для перепланировки рельефа.

Грунты строительных отв&чов и свалок блаюдаря пестрому, неоднородному составу являются сложной динамической мноюкомпонентной системой, различные процессы в которой часто приводят к образованию биотаза, изменению состава фунтовых вод и твердою компонента. гЭш процессы протекают с большими скоростями (относительно природных апалоюв) и оказывают влияние па изменение состояния и свойств фунтов. Однако мно1 ие из них изучены и описаны только для отдельных компонентов фунтов (например, газового) и пе отражают общей картины формирования грунтов, их изменения во времени.

Цели и задачи работы. Целыо диссертациопнои работы является инжеперпо-1еоло1ическая характеристика неизученных ранее техно1енных фунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок, широко распространенных на территориях городов (па примере территории г Москвы).

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи. 1. Изучить состав отдельных компонентов, строение, состояние и свойства фунюв несанкционированных строительных отвалов и свалок.

2. 11роследить возможные преобразования состава, строения и свойств грунтов строительных отвалов и свалок во времени.

3. Установить критерии выделения техногенных грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок, провести типизацию фунтов.

4. Дать инженерном ео Ю1 ическую и эколого-геологическую оценку массивам грунтов строительных отвалов и свалок.

Объекты исследовании. Стихийно формирующиеся массивы насыпных фунтов па территориях городов, помимо природных переотложепных грунтов содержат очаговые включения строительного и бытовою мусора, что не позволяет их относить ни к природным нереогложенным массивам, ни к свалкам. При этом ряд процессов, происходящих в них, имеют схожий характер со свалочными телами и непосредственно влияют па состав, строение, сосюяние и свойства техногенных фунтов. В сгроителыюй практике принято определять такие техногенные фунты как насыпь, содержащую строительный и бытовой мусор в качестве включений. Олласно СП 11-105-97 отвалы и свалки формируются в результате неорганиюванной отсыпки грунтов естественною и (или) искусственного происхождения, причем доля последних строго не установлена. Ряд нормативных документов, посвященных порядку изучения и рекультивации массивов ыких фунтов значительных размеров, определяет их как несанкционированные свалки. С учетом изложенною, объектом исследования выбраны малоизученные грунты несанкционированных строительных отвалов и св&ток.

Диссертационная рабой является результатом исследований, проведенных автором в период обучения в аспирантуре на кафедре инженерной и эколо1ичсской геологии геологическою факультета МГУ им. М.В. Ломоносова с 2003 по 2006 гг. Для работы по теме диссертации был использован фактический материал, полученный за период обучения в магистратуре и аспирантуре, а также фондовые материалы различных организаций. Автором отобрано и проанализировано более 160 образцов технеменных и природных грунтов, непосредственно их подстилающих, с И участков исследований, расположенных в пределах г. Москвы. Для эколого-геологической характеристики рассматриваемых фунтов в данной работе приводятся результаты обобщения фондовых данных инженерно-экологических исследований 47 участков, расположенных также па территории г. Москвы.

Методика исследований и достоверность результатов. Исследования проводились с помощью методов, широко используемых в фушоиедепии (изучение состава, строения, состояния и свойств грунтов в естественном и нарушенном сложениях), а также полевых и лабораторных меюдов, применяемых для изучения ¡азогеохимических условий фунтовой толщи. Для единичных образцов техногенных фунтов впервые был применен метод термогаювой хроматографии с последующей интерпретацией полученных данных. Комплексное использование методов исследования техногенных грунтов позволило получить достоверные результаты.

Научная новизна и значимость полученных результатов.

1. Сформулировано понятие, установлены основные критерии выделения и проведена типизация техногенных фунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок, распространенных на территории города.

2. Дана инженерном еологическая характеристика фунтов строительных отвалов и свалок; выявлены особенности их состава, строения, состояния и некоторых свойств.

3. Описано изменение во времени некоторых показателей состава, строения, состояния и свойств изучаемых фунтов.

4. Дана инженерном еоло1 ичсская и экологомео.'км ическая характеристика массивов фунтов строительных отвалов и свачок на территории I. Москвы.

Защищаемые положения.

Результаты исследований сформулированы в виде следующих защищаемых положений.

1. Выявлены особенности состава фунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок как мноюкомпопептных систем, заключающиеся в следующем: 1) характерны крупнообломочпые включения, представленные преимущественно антропогенным материалом; в песчаных фракциях происходит уменьшение его содержания; с ростом дисперсности природная минеральная составляющая становится определяющей; 2) содержание органическою вещества в основном составляет 0,3-3,0 %, достшая максимальных значении (> 10%) в свалочных фунтах и фунтах культурного слоя; содержание Сор, более 1 % наблюдается в абсолютном большинстве у фунтов, на долю песчаных фракций которых приходится более 60-70 %, что не характерно для природных месшых отложений; 3) состав и концентрация норового раствора (жидкого компонента) отличаются высокой изменчивостью и часто обусловливают афсссивность фунтов к строительным материалам; 4) при наличии органики, доступной микроорини змам для разложения, происходит самопроизвольное развитие процессов 1аэо1енсрации с образованием биогаза подобно фунтам полигонов ТБО; при аномальном повышении температ>р (до 50-100°С) переотложенпые фунты мо1ут генерировать 1аз за счет термодеарукции органическою вещества; присутствие ор1 эпических огходов в фунтах строительных отвалов и свалок способствует снижению температур 1еперации газов, увеличению их общею объема и разнообразию состава.

2. Показано, что при образовании грунюв несанкционированных строительных отвачов и свалок происходит неконтрочируемос смешение природного и антропогенного материала, обусловливающее высокую неоднородность строения грунтов, проявляющуюся в: 1) высоком содержании (до 66%) крупнообломочных включений (около половины исследуемых фунтов содержат частицы размером более 2 мм в количестве более 15%); 2) преобладании среди крупнообломочпых включений фракций размером более 10 мм; 3) нарушении природных соотношений между фанулометрическими фракциями фунтов (повышенном содержании 1липистых фракций в песках и песчаных - в ичинисгых фунтах; отсутствии отдельных фракций частиц).

3. Установлено присутствие в фунтах несанкционированных строительных отвалов и свалок характерных макро- и микроагрегатов; во времени происходит увеличение преобладающих размеров афегатов ог пылсватых до средне- и круппопесчаных; подавляющее количество афегатов приходится на фракцию 0,5-1,0 мм в массивах техногенных фунтов на 1лубинах 1,0-2,5 м.

4. Преложена типизация насыпных фунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок, проводимая по вещественному соааву твердого компонента (определяющего тип фунтов), составу газового компонента (подтип), дисперсности (вид), степени влажности и консистенции (рашовидпость), которая пошолясг подразделять насыпные техногенные грунты на территории города, выявлять их разности, слагающие массивы строительных отвалов и свалок, и дать их инженерно-геологическую характеристику по наиболее простым покашелям.

Практическое значение работы. Собран и структурирован опубликованный материал о формировании фунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок и их типов; о составе, свойствах и процессах, протекающих в массивах таких фунтов. Обобщены данные о распространении массивов изучаемых фунтов на территории г. Москвы, а также содержании в них компонентов, нормируемых при инжепсрпо-экологических ишекапиях. Получены данные о составе, строении, сосюяпии и некоторых свойствах изучаемых фунтов Ондана типизация изучаемых грунтов На основе полученных данных дана инженерно-геологическая характеристика нескольким из выделенных типов грунтов несанкционированных строительных огвачов и свалок.

Ре*ультаты работы могут использоваться при разработке методики исследования массивов фунтов строительных отвалов и свалок, рекомендаций но рекультивации несанкционированных свалок и массивов строительных отвалов на территории города, в практике ипжеиерно-геологичсских изысканий; в научных целях при легальном изучении выделенных типов грунтов, а также проблем, связанных с условиями формирования и преобраюваиием во времени и$учаемых грунтов, в том числе под действием внешних факторов (температуры и др.).

Апробации рабош и публикации. Попученные данные и основные выводы рабош были изложены в 15 публикациях. Результаты исследовании докладывались на конференции «Пеф01епетические, историко-геологические и пространственные вопросы в инженерной геолоши», МГУ кафедра инженерной и экологической геологии (2002), конференции «Геологи XXI века», СГУ (¡.Саратов, 2002), конференции РУДН «Актуальные пробпемы эколо1 ии и природопользования» (г Москва, 2002,2003), па годичном собрании «к 25-летию секции инженерной геологии МОИМ» (г. Москва, 2003), XIV молодежной научной конференции, посвященной памяти чл.-корр. АН СССР К.О. Кратца, Карельскии ПЦ РАН (г. Петрозаводск, 2003), международной научной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов», МГУ (2003,2005), па годичных сессиях Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геоло1ии и I идрогеологии (6-8-е Сер1 еевские чтения, г. Москва, 2004-2006 11.).

Структура и объем рабош. Работа состоит из введения, шести 1лав, заключения и списка литературы; общим объемом 282 странице машинописною текста. Содержит 75 рисунков и 75 таблиц. Список использованной литературы включает 178 наименований, в том числе 140 опубликованных и 38 фондовых источников.

Автор блат одарен своему научному руководителю, доктору 1.-м.п., профессору В. Г. 1рофимову и доценту кафедры С.К. Николаевой за всестороннюю поддержку и помощь на всех этапах выполнения работы. Также выражает блаюдарпость всему коллективу кафедры инженерной и экологической 1еологии за внимание, рекомендации и советы при подготовке работы, в частности профессорам В.А.Королеву, В.П.Соколову, с.и.с. В.Г. Шлыкову, З.А. Кривошссвой.

Автор искренне признателен сотрудникам ЗАО «РРГ)Ц», в частности к.ф.-м.п. В.А. Балакину, к.г.-м.н. К.П. Груфмановой и д.г.-м.н. В.С.Лебедеву за предоставление возможности выбора участков исследования, изучения газового компонента грунтов, рабогы с фондовыми материалами; сотрудникам «ПФ «Мосгазгеофизика» ОАО «Газпромгеофизика», в частности кл.-м.н. Р.Н. Муроювой, за возможность проведения лабораторных опытов по термовакуумной дегазации и термогазовой хроматографии 1руптов. Руководству и сотрудникам НИиПИ ЭГ за предоставление фондовых материалов инженерно-экологических изысканий и консультации, в частности А.Б.Щербакову, Т.В. Решетиной и Е.В. Андреевой. Руководству и сотрудникам ГУН «Мосгор1еофсст», ОАО «Стройпроект», ПИиПИЭГ, СК «Креал», ООО «Геокон проект» за помощь при отборе образцов и предоставлении фондовых материалов инжсисрпо-геоло[ических исследований для характеристики участков исследований.

Заключение Диссертация по теме "Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение", Викторова, Мария Анатольевна

Выводы

Грунты несанкционированных строительных отвалов и свалок широко распространены па территории г. Москвы. Собранный материал и проведенные исследования позволили описать состав грунтов, их строение, состояние и некоторые свойства, провести типизацию и охарактеризовать четыре из семи выделенных типов грунтов, наиболее широко распространенных среди грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок. На основании проделанной работы можно сделать следующие выводы.

1. Крупные включения в грунтах представлены преимущественно антропогенным материалом, реже обломками пород; уменьшение содержания техногенного материала с ростом дисперсности наблюдается в песчаных фракциях; минеральный состав дисперсной массы в целом (частиц менее 2 мм) практически соответствует природным местным грунтам. В качестве техногенных примесей могут встречаться обломки цементного камня, кирпича, металлических предметов, стекла и др. В основной массе грунтов присутствуют карбонаты (разного генезиса) и рентгеноаморфпое вещество (до 27-62% и до 37% соответственно); почти на всех исследуемых участках встречаются новообразования: гетит, редко гипс и пирит, портландит и эггринг ит.

Кислотно-основные условия характеризуются преимущественно нейтральной или слабощелочной средой. Содержание водорастворимых солей не значительно - 70 % грунтов являются незасоленными, однако, встречаются средне- и сильпозасолепные грунты, проявляющие агрессивность по отношению к строительным материалам и располагающиеся как в приповерхностном слое, так и на глубинах 4,0-8,5 м. Зависимости изменения содержания водорастворимых солей от дисперсности не наблюдается. Для супесей и суглинков, содержащих 0,3-0,9% водорастворимых солей, характерен хлоридно-сульфатный и сульфатный тип засоления, а более 0,9 % - сульфатный и сульфатно-содовый.

2. Содержание органического вещества (в виде гнезд и липз или рассеянное) в техногенных грунтах изменяется от 0 до 11,7% и на разных участках в среднем составляет 0,3-3,0 %. Наличие органического вещества более 1 % наблюдается в абсолютном большинстве у супесей и песков, на долю песчаных фракций которых приходится более 6070%, что не характерно для природных местных отложений и объясняется более легким смешением несвязных компонентов при формировании техногенного массива. Содержание органического вещества 1,3-1,4 % уже может способствовать биогазообразованию.

3. В исследованных грунтах возможно развитие процессов гаюгенерации подобно грунтам полигонов 1БО, являющихся определяющими для состава газового компонента. При повышении температур до 50-100°С техногенные грунты могут генерировать газ в значительных объемах (за счет термодсструкции органического вещества); привнесение органических веществ (особенно бытовых отходов) при формировании массивов техногенных грунтов способствует снижению температур генерации газов, увеличению их общего объема и разнообразию состава.

4. Содержание включений размером более 2 мм в исследованных грунтах строительных отвалов и свалок изменяется от 0 до 59-66 %; почти 50 % из них содержат крупнообломочные включения в количестве более 15% и по ГОСТ 25100-95 являются: дресвяными грунтами с песчаным, супесчаным и суглинистым заполнителем; щебнистыми и дресвяными глинами, суглинками, супесями и песками; суглинками и супесями со щебнем и дресвой. Аналогов большинству таких грунтов среди местных природных отложений не встречено. Чем больше содержание крупнообломочных включений, тем большая их часть приходится на фракции крупнее 10 мм.

Взаимосвязи между содержанием крупнообломочных включений и дисперсностью основной массы (или заполнителя) не выявлено. При этом встречаемость техногенных грунтов с содержанием фракций крупнее 2 мм более 25 % с песчаным и супесчаным заполнителем в 2,3-2,6 раза больше, чем с суглинистым.

Смешение в результате переотложения природных ipymoB различной дисперсности между собой и со строительным мелким мусором приводит к изменению соотношения отдельных фракций грунтов, в том числе, к появлению глинистых частиц в песках, высокому содержанию песчаных частиц в глинистых грунтах, что отражается на колебании значений среднего диаметра (0,004-0,53 мм) и на высоких значениях коэффициента неоднородности грунтов (43-109 в среднем по участкам). Грунты строительных отвалов и свалок являются крайне неоднородными по дисперсности.

5. Большая часть глинистых частиц агрегирована; среди микроагрегатов в грунтах различной дисперсности преобладает фракция крупной пыли (0,01-0,05 мм). Макроагрегаты наблюдались во всех песчаных фракциях, однако, подавляющее их количество приходится па фракцию 0,5-1,0 мм в грунтах па глубинах 1-2,5 м (в 70 % исследованных проб). Образование макроагрегатов непосредственно в техногенной толще доказывается наличием техногенных включений в агрегатах; свидетельствует о процессах техногенного литогенеза, в том числе, об измеиеиии во времени вещественного состава (образования цемента) и строения грунтов.

6. Грунты строительных отвалов и свалок характеризуются заниженными значениями плотности частиц, могут иметь как рыхлое сложение, так и плотное. Показатели естественной плотности и плотности скелета варьируют в широких пределах, а их максимальные значения соответствуют природным местным грунтам. Консистенция грунтов меняется от твердой до текучей; преобладают твердые и пластичные супеси и полутвердые и тугонластичпые суглинки. Низкие значения показателей котлоидной активности и гидрофильности отражают особенности минерального состава грунтов строительных отвалов и свалок, тесно связанною с составом четвертичных отложений. Рассматриваемые фунты имеют, как правило, неудовлетворительные физико-механические свойства.

7. Неоднородность грунтов, наблюдаемая даже в образцах, является часто определяющим фактором характеристики массивов техногенных грунтов строительных отвалов и свалок. Иногда зго отражается только па составе включений, но чаще всего распространяется и на состав основной массы грунтов. Среди других факторов, определяющих особенности поведения массивов грунтов строительных отвалов и свалок, необходимо выделить их газонасыщенность, обводненность и температуру. Состав и соотношение концентраций газового компонента могут применяться для оценки степени преобразования массивов техногенных грунтов строительных отвалов и свалок.

8. Насыпные грунты строительных отвалов и свалок практически повсеместно загрязнены. Загрязнение может иметь как площадное, так и очаювое распространение, встречаемое на разных 1лубинах. Часто, уже после формирования массива, на нею накладывается поверхностное загрязнение, иногда превышающее начальное. Высокие значения показателей загрязнения могут быть обусловлены повышенным содержанием одною или нескольких загрязняющих веществ. Среди рассматриваемых 47 участков распространения насыпных грунтов только 11 % имеют допустимую/чистую степень загрязнения по всем осредненным используемым показателям. Для территории г. Москвы наиболее характерно загрязнение исследуемых техногенных грунтов 3,4-бенз(а)пирсном.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Викторова, Мария Анатольевна, Москва

1. Абелев Ю.М., Кругов В.И. Возведение зданий и сооружений па насыпных грунтах. М., Госстройиздат, 1962. 148 с.

2. Абрамов B.I I. Отходы лечебно-профилактических учреждений: состав, нормы, накопления, свойства, эпидемиологические и токсикологические аспекты (часть 1) // Чистый I ород. 2000. № 3(11 ). С. 34-38.

3. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М., МГУ, 1970.487 с.

4. Аристовская 1 .В. Микробиология процессов почвообразования. JI.: Паука. 1980. 187 с.

5. Армишева Г. Г., Вайсмап Я.П., Коротаев В.Н. Рециркуляции полигонов IБО // Сергеевские чтения. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной экологии и 1идро1еоло1ии. М., ГЕОС, 2003, вып. 5, С. 210213.

6. Аропсоп Г.А. Развитие системы экологического контроля при сборе, транспорте и обезвреживании промышленных отходов в Москве // Чистый город. 2000. №2(10). С. 13-17.

7. Афонии A.II., Дудлер И.В., Зианг иров P.C., Лычко Ю.М., Olородникова E.H., Спиридонов Д.В., Черпяк Э.Р., Дроздов Д.С. Классификация техног епных грунтов // Инженерная геология,№ 1, 1990. С. 115-121.

8. Бабак В.В. Геоэколог ия полиг онов ТБО Московского региона. Автореф. дисс. на соискание уч. степени к.г.-м.н. М., МГУ. 1991. 19 с.

9. Барац Н.И. Искусственные грунты на территории г. Омска // Вестник МГУ. Серия 4. Геология. 1974. №4. С. 104-110.

10. Барбашин И.В. Обращение с отходами в России // Экология производства. 2004. №5. С. 26-30.

11. Болотина И.Н., Хлебникова Г.М. Распространение микроорганизмов в некоторых грунтах // Вопросы инженерной геологии и грунтоведения. Вып. 5. М., МГУ. 1982. С. 59-68.

12. Вавилин В.А., Локшипа Л.Я., 11ожевникова A.I I., Калюжный C.B. Свалка как возбудимая среда// Природа. 2003. №5. С. 54-60.

13. Вадюпина А.Ф., Корчаг инаЗ.А. Меюды исследования физических свойств почв. М., Агропромиздат. 1986 г. 415 с.

14. Вайсман Я.И., Вайсмап О.Я., Максимова C.B. Управление меганогепезом па полигонах ТБО. Пермь, ЦПУ. 2003. 232 с.

15. Васильевский В.Е., Эйчис Б.Я. Опыт строительства многоэтажного дома на насыпных грунтах значительной толщи // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1978. №3. С. 12-13.

16. Водяницкий Ю.Н., Добровольский В.В. Железистые минералы и тяжелые металлы в почвах. М. 1998.216 с.

17. Водяницкий IO.H , Старцев Л.Д., Ipyxmi В.И., Кузьмин II.Р. Об образовании лепидокрокита в карбонатных почвах // Вестник МГУ. 11очвоведение. 1990. № 2. С. 32-38.

18. Войткевич Г.В., Кокин A.B., Мирошников А В., Прохоров В.Г. Справочник по геохимии. М., Недра, 1990.480 с.

19. Воронкевич С Д. Основы технической мелиорации грунтов. М., Научный мир, 2005. 504 с.

20. Временное положение о порядке работ по рекультивации несанкционированных свалок в г. Москве. ICH 11-301-97. М„ ЗАО «Прима-М». 1997.29 с.

21. Галицкая И.В., Путилина B.C., Югапова '1.И. Роль органического вещества в миграции тяжелых металлов на участках складирования твердых бытовых отходов // Геоэкология. 2005. №5. С. 411-422.

22. Гшгьперин A.M., Фестер В., Шеф Х.-10. Техногенные массивы и охрана окружающей среды. М.,МГГУ, 1997. 534 с.

23. Гальперин A.M., Фестер В., Шеф Х.-Ю. Техногенные массивы и охрана природных ресурсов: Уч. пособие для вузов в 2 т. Т. 2: Старые техног енные нагрузки и наземные сватки. М., МГГУ, 2006. 259 с.

24. Герасимова М.И. и др. Антропогенные почвы: Генезис, география, рекультивация / Под ред. Г.В. Добровольского. Смоленск: Ойкумена. 2002. 266 с.

25. Глушапкова И.С. Моделирование состава фильтрационных вод санитарных полиг онов захоронения ГБО // Геоэколог ия 2004. № 4. С. 334-341.

26. ГН 2.1.7.020-94. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах (Дополнение № 1 к перечню 11ДК и ОДК № 6229-91): Гигиенические нормативы. М.: Информационно-издательский центр Госкомсанэпиднадзора России, 1995. 8 с.

27. Го юдковская Г.А., Лебедева Н.И. Инженерно-геологическое районирование территории Москвы//Инженерная геология. 1984. №3. С 97-112.

28. Голубев И.Ф. Техника и методика ускоренного анализа почв. М., Министерство сельского хозяйства, 1963. 106 с.

29. Горбатюк О.В., Минько О.И., Лифшиц А.Б., Елютина Н.К). Ферментеры геологического масштаба //Природа. №9, 1989. С. 71-79.

30. Горькова И.М. Физико-химические исследования дисперсных осадочных пород в строительных целях. М., Стройи здаг. 1975. 151 с.

31. ГОС Г 12248-96 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.

32. ГОС1 20276-99. Методы полевого определения характеристик деформируемости.

33. ГОСТ 21.302-96 СПДС. Условные графические обозначения в документации но инженерно-гсологическим и зысканиям.

34. ГОС I 23740-79. Методы лабораторного определения содержания органических веществ.

35. Г0С1 25100-95 Грунты. Классификация. M.: ММ I КС. 1995. 29 с.

36. Грунтоведение/Под ред. Сергеева ILM. M., МГУ, 1983.392 с.

37. Грунтоведение / Под ред. 1рофимова B.I. М., МГУ, 2005. 1024 с.

38. Губин C.B. Диагенез почв зоны сухих степей, погребенных под искусственными насыпями //Почвоведение. 1984.№ 6. С. 84-92.

39. Гурбанов И.В. Эксперимент по селективному сбору вторичных ресурсов у населения //Чисгый юрод 2002.№1(17) С. 5-9.

40. Дашко Р.Э. Геоэкология подземного пространства Санкт-Петербурга: ропь микробиогы и физико-химических факторов в преобразовании грунтов и строительных материалов// Инфстрой. 2003.№6(12) С. 3-11.

41. Дашко Р.Э., Норова Л. П. Анализ геоэкологического состояния подземного пространства исторического центра Санкт-Петербурга // Мат. межд. симп. «Инженерно-геологические проблемы урбанизированных территории» Екатеринбург, «Аква-Пресс». 2001. С. 682-688.

42. Дашко Р.Э., Норова JI.П., Рудепко U.C. Эволюция геоэкологического состояния подземного пространства Санкг-Пегербурга// Разведка и охрана недр. 1998. №7-8. С. 57-59.

43. Иванов В В., Зрянин A.A. Развитие отрасли управления промышленными отходами в Москве // Чистый город. 2000. №2(10). С. 2-7.

44. Иванов Д В. Биогеохимическое образование и окисление биогаза в техногенных грунтах по данным изотопно-химических исследовании. Автореф. дисс. па соискание уч. степени к.г.-м.н. М.: ППГП «ВПИИЯГГ». 1998.25 с.

45. Инструктивно-методические указания по взиманию платы за загрязнение окружающей среды / В сб : Экономика природопользования. Аналитические и нормативно-методические материалы. М., Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ. 1994.419 с.

46. Каздым A.A. Геоэко югичеекие аспекты техногенных оигожений древних и современных урбанизированных территорий. Автореф. дисс. на соискание уч. степени к.г.-м. н. М.: РУДП. 2003.26 е.

47. Каздым A.A. Геоэкологические особенности техногенных отложений города / В сб. научных трудов: Актуальные проблемы экологии и природопользования (выпуск 3). М., РУДН, 2002. С. 370-375.

48. Каздым A.A. Древние техногенные отложения урбанизированных территорий как объекты геолог ической опасности / Мат-льг Международной конференции «Город и геологические опасности». СПб., ВПИИГ им. Б.Е. Веденеева, 2006. С. 78-83.

49. Каздьгм A.A. Техногенные минералы культурных слоев города// Материалы II семинара "Минераюгия техногепеза". Миас. 2001. С. 40-61.

50. Каздым A.A. Фосфаты качьция коллоидные минерачы культурных слоев юрода// Гр. Межд. совещ. "Некрисгачлическое состояние твердого минерачыгог о вещества. Сыктывкар. 2001.С. 129-131.

51. Каздым A.A. Фрамбоиды пирита в техногенных огложения юрода// Урачьский геол. ж. 2002. №4(28). С. 233-238.

52. Катачог несанкционированных сваток города Москвы //Приложение 2 к ПГ1М ог 3 мая 2005 г. № 313-ПП. 2005.47 с.

53. Климентьев Л.И., Ложкин И.В., I рубин А.П., Каверин С.А. Городские почвы: эколог о-функциональный подход к классификации (на примере к Оренбург и Орска) /Тр. Межд. копф. "Современные проблемы загрязнения почв". М.: Изд-во МГУ. 2004. С.312-313.

54. Конищев В.Н., Рогов В.В. Методы криолитологических исследований. М.: Изд-во МГУ. 1994. 136 с.

55. Коновалов H.A. Основания и фундаменты реконструируемых зданий. 4-е изд. М., ВНИИНТПИ, 2000.320 с.

56. Концепция обращения с отходами производства и потребления на территории города Самары на период до 2010 года, http://www.limansky.ru

57. Концепция обращения с твердыми бытовыми отходами в РФ. МДС 13-8. 2000 (утв. Постановлением коллегии Госстроя России от 22.12.1999 г. №7)

58. Королёв В.А. Очистка руптов от загрязнений. М., МАИК «Паука/Интерпериодика», 2001.365 с.

59. Коротаев В.Н. Минимизация эмиссии загрязняющих веществ при обращении с твердыми бытовыми отходами // Чистый город. 2000. № 3(11). С. 24-29.

60. Корте Ф., Бахадир М., Клайп В., Лай Я.П., Парлар Г., Шойперт И. Эколо1 ическая Химия. / Под ред. Ф. Корте. М., Мир, 1997,396 с.

61. Котлов Ф.В. Антропогенные геологические процессы и явления па территории города. М., Наука, 1977. 172 с.

62. Котлов Ф.В. Изменение геологической среды под влиянием деятельности человека. М., Недра. 1978. 263 с.

63. Котлов Ф.В. Изменения природных условий территории Москвы под влиянием деятельности человека и их инженерно-геологическое значение. М., АН СССР, 1962. 263 с.

64. Котлов Ф.В. Культурный слой г. Москвы и его инженерно-геологическая характеристика//Очерки гидрогеологии и инженерной геологии Москвы и ее окрестностей. М.: МОИП. 1947. 117 с.

65. Кофф ГЛ., ПетренкоС.И., Лихачева Э.А., Котлов В.Ф. Очерки но геоэкологии и инженерной геологии Московского столичного per иона /Под ред. H.A. Богданова и А.И. Шеко. М., РЭФИА, 1997. 185 с.

66. Кошелев А.Г. Техногенное изменение моренных грунтов в пределах жилой застройки г. Москвы. Автореф. дисс. па соискание уч. степени к.г.-м.н. М., МГУ. 2002. 24 с.

67. Крельман Э.Б., Маслов B.C. Проектирование мусоросоргировочпых цехов и станций // Чистый город. 2000. №2(10). С. 42-45.

68. Кругов В.И. Основания и фундаменты на насыпных грунтах. М., «Стройиздат», 1988. 224 с.

69. Кругов В.И., Ковалев A.C. Свайные фундаменты в неслежавшихся насыпных грунтах // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2002. № 6. С. 20-24.

70. Крылепков В.А., Власов Д.Ю., Дашко Р.Э., Старцев С.А. Проблемы сохранения жилой и производственной инфраструктуры городов от биоразрушепия // Инфстрой. 2003. №5(11). С. 3-13.

71. Крючков Л.Н., Маякова U.C., Борисова H.B. и др. Развитие на территории Москвы системы учега вторичных материальных ресурсов// Чистый город. 2000. №2(10). С. 21-25.

72. Кюн И., Никоюсов Х.Н. Опыт сбора вторичного сырья из 'IБО в Германии // Чистый юрод 2000. №3(11). С. 39-45.

73. Ларионов А.К. Инженерно-1еоло!ическос изучение структуры рыхлых осадочных пород. М., Недра, 19661.328 с.

74. Лебедев B.C. Экспериментальное обоснование использования газовых показателей при геоэкологических исследованиях грунтов, загрязненных нефтепродуктами // Геоинформатика. 2003. №3. С. 32-40.

75. Лебедев B.C., Балакин В.А., Иванов Д.В. Использование газовых показателей при геоэкологических исследованиях грунтов, загрязненных нефтепродуктами // Геоипформатика. 2005. №1. С. 54-61.

76. Лебедев B.C., Балакин В.А., Иванов Д.В., Соловьев A.B., Телешева С.Ю. 11римспепие изотопно-химических методов при геоэкологических исследованиях захороненных органических отходов // Разведка и охрана недр. 2005. №4. С. 76-79.

77. Лебедев B.C., Горбатюк О.В., Иванов Д.В., Ножевпикова А.Н., Некрасова В.К. Биогсохимичсские процессы образования и окисления биогаза на свалках бытовых отходов //Журнал экологической химии. 1993. №4, С. 323-334.

78. Лебедев B.C., Каменщиков А.Ф., Глаголев М.В., Иванов Д.В., Каменщикова А.К). Математическое моделирование изменения состава биогаза в процессе окисления па объектах захоронения бытовых отходов// Геоинформатика. 1996. №1 (4). С. 23-26.

79. Лебедев Л.М., Подушкина А.П., Сидоренко Г.А. О некоторых особенностях современного образования сульфидов железа па Чслскепе//Доклады АН СССР. 1971. Г. 197. №6. С 1413-1416.

80. Лифшиц А.Б., Гурвич В.И. Утилизация свалочного газа мировая практика, российские перспективы // Чистый юрод. 1999. № 2 (6). С. 8-17.

81. Лычко IO.M. Использование промышленных отходов для устройства оснований зданий и сооружений // Строительные конструкции (обзорная информация). Серия 8. М.: ВНИИИС Госстроя СССР. 1982. 67 с.

82. Максимова C.B., Глушанкова И.С. Методика определения объема и скорости образования метана на санитарных полигонах захоронения твердых бытовых отходов // Геоэколог ия. 2004. №5, С. 433-438.

83. Масленников А. Характеристика твердых бытовых отходов // Твердые бытовые отходы. Специализ. ипф. Бюллетень. 2005. №1(1). С. 1-3.

84. Материалы по проектированию зданий и сооружений в районах распространения газогенерир)ющих насыпных грунтов на территории г. Москвы. М., Моспроект, РРЭЦ, 1992. 15 с.

85. МГСН 2.07-01. Основания, ф)пдаменты и подземные сооружения. М., ГУН г. Москвы «ПИАЦ», 2003.

86. Мелконяп Р.Г. Участие Госкомэкологии России в реализации федеральной программы «Отходы»// Чистый юрод. 1999.№2. С. 36-37.

87. Мслкумов Ю.Л., Лифшиц A.b., Грибанова Л.П., Корнсев В.Г. Управление твердыми быювыми отходами в Московском pei ионе // Чистый юрод. 1999. № 3. С. 37-44.

88. Методика исчисления размера ущерба, вызываемою захламлением, загрязнением и деградацией земель на территории г. Москвы. №801-РМ от 27.07.99.

89. Минько О.И., Исидоров В.А., Измайлов А.Е. О составе летучих органических веществ свалочного газа//Доклады академии паук СССР. Геохимия. Г. 310. М., Наука. 1990. №1. С. 194-197.

90. Москва: геотогия и город / Гл. ред. Осипов В.И., Медведев O.11. М., АО "Московские учебники и картолитофафия", 1997,400 с.

91. Мурогова Р.Н. Распределение углеводородных газов в соленосных отложениях юго-запада Сибирской платформы в связи с геохимическими поисками месторождений нефти и 1аза. Автореферат дисс. на соискание ученой степени k.i.-m и. М., 1982.

92. Мурогова Р.Н., Труфанова С.Ф., Жуков П Д., Жуйкова Л.Т. Особенности состава углеводородных газов термодсструкции органического вещества осадочных пород// Доклады академии паук. Геохимия. 1. 332. М , Наука 1993. №5. С. 628-630.

93. Мурогова Р.Н., Труфанова С.Ф., Жуков П.Д., Жуйкова Т.Л. Патент 2102779 РФ. МКИ 6 Г 01 V 9/00. Способ определения палеотемпературы по газовой составляющей пород. Опубл. от 20.01.98.

94. Ножевникова А.Н. Мусорные залежи «метановые бомбы» планеты //Природа. №6, 1995. С. 25-34.

95. Ножевникова А.Н., Елютина П.10., Некрасова В.К., Труфмапова li.ll. Образование метана микрофлорой грунта полигона твердых бытовых отходов // Микробиология. 1989. Т. 58. Вып. 5. С. 859-863.

96. Ножевникова А.П., Лебедев B.C. Объекты захоронения юродских бытвых отходов как источник атмосферного метана// Экологическая химия. 1995. Т.4, вып.1. С. 49-60.

97. Огородникова E.H., Комиссарова H.H. Химический анализ грунтов М., МГУ. 1990. 160 с.

98. Огородникова E.H., Николаева С.К. Техногенные грушьг: Уч. пособие. М.: Изд-во МГУ, 2004. 250 с.

99. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Суханова П.И. Химия почв. М., Высш. шк., 2005. 558 с.

100. Основы теории геохимических нолей углеводородных скоплений / Старобипец И.С., Петухов А.В , Зубайраев СЛ. и др.; под ред. Петухова A.B. и Старобипца И.С. М.: Недра, 1993.332 с.

101. Отбор проб и анализ природных газов нефтегазоносных бассейнов/ Ванюшин В.А., Завьялова J1 М., Коробейник Г.С. и др ; под ред. Старобипца И.С., Калинко М К. М., Недра, 1985. 239 с.

102. Пашкин F M., Домарев O.B. Инженерно-геологическая стратификация техногенных накоплений как основа оценки дефицита несущей способности оснований памятников // Геоэкология. 1999. № 4. С. 328-332

103. Пашкин R.M. Инженерно-геологическая диагностика деформаций памятников архитектуры. М., Высш. шк., 1998. 255 с.

104. Положение о порядке проведения рабог но рекультивации несанкционированных свалок в городе Москве. МГСП (ТСП 11-301-2005) г. Москва. НИМ от 3 мая 2005 г. №313-1111.

105. Потапов П.А., Пупырей Е.И., Погаиов А.Д. Методы локализации и обработки фильтрата полигонов захоронения твердых бытовых отходов. Монография. M., ACH, 2004. 168 с.

106. Правила санитарного содержания территорий, организации уборки и обеспечения чистоты и порядка в г. Москве (постановление Правительства Москвы от 9.11.99 г. № 1018).

107. Практикум но грунтоведению / Под ред. Трофимова В.Т., Королева В.А. М., МГУ, 1993.390 с.

108. Пуляевский И.А. Проблемы обращения с отходами производства и потребления в Москве// Актуальные проблемы экологии и природопользования. Выи. 7. Ч. 1. M : РУДН 2005 С. 129-132.

109. Путилипа B.C., Галицкая И.В., Юганова Г.И. Влияние органического вещества па миграцию тяжелых металлов па участках складирования твердых бытовых отходов / Аналитический обзор Г11Н1H СО РАН, ИГЭ РАН. Сер. г)колог ия Вып. 76. Новосибирск. 2005. 100 с.

110. СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций ог коррозии. М., 1987.

111. Соколов В.II. Новые методы анализа микроструктуры грунтов. //Новые идеи в инженерной геологии. Труды научной конференции. М., МГУ, 1996. С. 104-108

112. Соколов В.Н., Коро ich В.А., Шлыков В.Г. Принципы моделирования и прогноза свойств глинистых пород на основе их состава и микростроения // Вестн. Моск.ун-га. Сер. 4. Геотогия. 1997. № 4. С. 59-67.

113. СП 11-102-97. Инженерно-экологические изыскания для строительства. Госстрой России. М., ПНИИИС Госстроя России, 1997.41 с.

114. СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть III. Правила производства рабог в районах распространения специфических грунтов. 2000. 76 с.

115. Труфманова H.H., Галицкая И.В. Геоэкологическая оценка территории бывших свалок (два аспекта) // Геоэкология. 1999. № 5. С. 480-485.

116. Турсина Т.В., Яммова И.Л. Диагностика минералов солей в почвах // Почвоведение. 1986. №5. С. 87-99.

117. Тюгюнова Ф.И., Сафохина H.A., Швецов П.Ф. Техногенный регрессивный литогенез. М., Паука, 1988. 239 с.

118. Утилизация твердых отходов / Под ред. Вилсона Д. Пер. с аник М., Стройиздат, 1985. Т. 1.336 с.

119. Фадеев II И. Методические рекомендации по изучению и использованию гранулометрии песчаных пород в инженерно-геолог ических целях. М., МГУ, 1974. 112 с.

120. Хазанов Л.Г. Полигон 1 НО как техногенный геологический объект//Сергеевские чтения. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной экологии и гидрогеологии. М., ГНОС, 2003, вып. 5, С. 195197.

121. Хазанов М.И. Искусственные грунты, их образование и свойства. М.: Наука, 1975. 135 с.

122. Худайбергенов A.M. Инженерная геология городов правобережья р. Чирчика (Ташкент, Чирчик, Янгиюль). Ташкент: ФАН, 1980. 192 с.

123. Черноусепко Г.И., Ямнова И.А., Каздым A.A. Техногенное засоление почв Москвы // Уральский геол. ж. 2002. № 4(28). С. 213-216.

124. Чуков С.Н. Структурно-функциональные параметры органического вещества почв в условиях антропогенного воздействия. СПб.: Изд-во С.-Г1етерб ун-та. 2001.216 с.

125. Шубов Л.Я., Ставровский М.Н., Шехирсв Д.В. Технологии отходов (Технологические процессы в сервисе). М., ГОУВПО «МГУС», 2006.410 с.

126. Щербаков А.Б. Состав и детальность проведения инженерно-эколог ических изысканий при подготовке раздела ООС // IV Научно-практ. конф. «3koRHAL-2004». Раздел «Охрана окружающей среды» новые подходы и требования к разработке. М., 2004. С. 55-58.

127. Экологические функции литосферы / Под ред. В.Т. Трофимова. М., МГУ, 2000. 432 с.

128. Экологический атлае Москвы / Рук. проекта И.Н. Ильина. М., «АБФ/ABF», 2000. 96 с.

129. Япаскурт О.В. Исследование осадочных горных пород при составлении средне- и мелкомасштабных геологических карт нового поколения: методические рекомендации. Часть I. Теоретические основы. М., МГУ, 1998. 167 с.

130. Arkesteyn G.J.W. Pyrite oxidation in acid sulfaten soils: the role of microorganismus // Plant and boil. 1978.54. 1. P. 119-134.

131. Rees J.Г. I he fate of carbon compounds in the landfill disposal of organic matter // J. of Chem. Technology and Biotechnology. 1980. Vol. 30, №4. P. 161-175.

132. Официальный сайт органов городского самоуправления Ярославля. http://city.yar.ru/home/city/municipaleconom)/accompIishment/TBO.html.1. Фондовая литература

133. Газогсохимическая оценка грунтов па территории проектируемой застройки (кв. 43 «Обручевского» района ЮЗАО). РРЭЦ. М., 2001. 19 с.

134. Газогеохимическая оценка насыпных свалочных грунтов на территории проектируемого строительства микрорайона 14 Марьинского парка. М., РРЭЦ. 2002. 12 с.

135. Газогеохимическая оценка территории проектируемою строительства торг ового комплекса ООО «Метро кэш энд кэрри» по ул. Дорожной, вл. 1. РРЭЦ, Москва, 2002. 23 с.

136. Газогеохимическая оценка территории проектируемого строительства микрорайона Митино 1 А. М., РРЭЦ. 1999.47 с.

137. Газогеохимические исследования па территории проектируемою строительства многофункционального жилого комплекса и рекомендации по биогазовой защите зданий по адресу: Севастопольский пр-т, кв. 32А, Новые Черемушки. М., РРЭЦ, 2003. 40 с.

138. Газогеохимические исследования па территории проектируемого строительства школы-новостройки № 1332 по адресу: ул. Б. Ордынка, 15. РРЭЦ. М., 2005. 7 с.

139. Газогеохимическое состояние насыпных грунтов на территории проектируемого строительства высотного жилого комплекса по адресу: ЗАО г. Москвы, ул. Нежинская (южнее больницы 1 ). РРЭ1 М., 2004. 17 е.

140. Дополнительное газогеохимическое обследование свалочных грунтов на участке проектируемого строительства мк. 1А Митино. М., РРЭЦ, 2001. 11 с.

141. Заключение о газогеохимическом состоянии участка проектируемого строительства жилого дома на пересечении ул. Енисейской и ул. Радужной. РРЭЦ, М., 2001.12 с.

142. Заключение о результатах обследования фундаментов здания ГАМТ по адресу: г. Москва, 1еатралыгая площадь, дом 1/6. СК KPEAJI. М., 2004. 11 с.

143. Заключение об инженерно-геологических условиях площадки изысканий по адресу: г. Москва, 3-я Фрунзенская ул., вл. 5. СК KPEAJI. M., 2004. 25 с.

144. Заключение но рез>льтатам изысканий проводившихся для обследования свалки на территории м/р 1-А Митино СЗАО г. Москвы. ГУП «Мосгоргеотрест», М., 2001.43 с.

145. Заключение по рез>льтатам предварительного обследования состояния элементов нижней части здания основной сцепы Государственного Академического Малого театра в условиях намокания. ПИИ Мосстрой, М., 1992.39 е.

146. Инженерно-экологические изыскания па территории проектируемого строительства высотного жилого комплекса и благоустройства по адресу: ул. Нежинская, южнее больницы № 1. М., НИи11И ЭГ. М., 2004.43 с.

147. Информационно-аналитические материалы: несанкционированные свалки на территории г. Москвы. ЗАО «Ирима-М», НИиПИ Генплана г. Москвы. М., 1996. 34 с.

148. Отчего НИР «Проведение комплексных инжеперпо-гсологических и геохимических исследований на территории бывших городских свалок с оценкой их влияния набезопасность эксплуатации существующей застройки». IIIHTI «ВНИИЯГГ». М., 1997. 48 с.

149. Огчето проведении испытании грунтов вертикальной статической нагрузкой штампами ira объекте: «Пристройка к основному зданию техцентра по адресу Варшавское ш., д. 156, стр. 1 ». ОАО «Строипроскт», М., 2003. 15 с.

150. Отчет об инженерно-геологических изысканиях для С1рои1ельана многофункциональною торгового комплекса ООО «Кэш энд кэрри» по адресу: ул. Дорожная, вл. 1, ЮАО i. Москвы. ГУ11 «Mocl I, IИСИЗ», Москва, 2002. 24 с.

151. Отчет по 1азогеохимическои оценке территории Люблинских полей фильтрации. НПГТ «ВПИИЯГГ». М. обл., Раменское, 1993.

152. Отчет по инженерно-геологическим изысканиям на объекте: «Строительство административно-жилою комплекса но адресу: Москва, ул. Ефремова, вл. 17 (3-я Фрунзенская, вл. 19)». ОАО «Стройпроскг». М., 2002.22 с.

153. Проведение инженерно-экологических изысканий на территории микрорайона 1А Митино и подготовка заключения по методам и объемам рекультивации. Том 1. ПИиПИЭГ, М., 2001.50 с.

154. Проект инженерной подготовки территории проектируемой застройки кв. 43 «Обручсвский». НИиНИ ЭГ, M , 2001. 51 с.

155. Результаты изысканий по теме: «Комплексное i еоэкологическое исследование на территории свачки в 14-ом микрорайоне Марьинского парка».

156. УП «Мосгоргеотрест». М., 2002. 62 с.

157. Сводные данные по начичию несанкционированных свалок в i. Москве. АО «ПримаМ». М., 2002. 26 с.

158. I ехиичеекое заключение о состоянии и во зможиости надстройки строения № 4 дома № 12 но Пятницкои улице в г. Москве. ГУП «Mociopieoгреет». М., 1978. 40 с.

159. Техническое заключение об ипжсисрно-геологических условиях на площадке 18-22 этажного жилого дома с подземным 1аражом-стоянкой по адресу: пересечениеул. Нписсиская и ул. Радужная в i. Москве. ООО «Геокон проект». М., 2001. 24 с.

160. Техническое заключение об ипжеперно-1еоло1 ических условиях на участке застройки кв 43 района «Обручевекий» ЮЗАО г. Москвы. ГУГ1 «Мосгоргеотрест», М., 2001.52 с.

161. Техническое заключение об инженерно-геолог ических условиях участка и условиях примыкания проектируемых фундаментов к фундаментам существующего здания школы по 3-ей Фрунзенской ул., дом 5 в i. Москве. ГУН «Мосгоргсотрест». М., 1995. 11с.

162. Техническое заключение об инженерно-! eojioi ических условиях участка проектируемою строительства школы-новостройки № 1332 по адресу: ул. Б. Ордынка, 15. ГУН «Мосюргсотрсст». M., 2005.41 с.

163. Характеристика уровня химическою и биологическою загрязнения грунтов на территории проектируемою строительства жилых домов, школ и детских садов по адресу: Марьинский парк, м-н 14. ПИиГШ ЭГ. М., 2002. 75 с.

164. Характеристика уровня химическою и биологическою зафязнения почв и фунтов, изымаемых нри строительстве многофункциональною комплекса по адресу:

165. Масштаб вертикальный горизонтальный -1 51. Пятницкое ш.

Информация о работе

Викторова, Мария Анатольевна
кандидата геолого-минералогических наук
Москва, 2007
ВАК 25.00.08

Диссертация

Грунты несанкционированных строительных отвалов и свалок - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы