Справка об исследованиях полигона "Красный бор"

Гликман А.Г.
НТФ "ГЕОФИЗПРОГНОЗ"

Среди многочисленных проблем, связанных с экологией, особняком стоят проблемы экологической безопасности, связанные с проблемой захоронения отходов химического и ядерного производства. Проблема заключается в обеспечении полной герметичности хранилищ, с тем, чтобы исключить малейшую возможность проникновения жидких фракций отходов в окружающую среду. Такие случаи разгерметизации хранилищ являются, по сути, экологическими катастрофами, на ликвидацию которых приходится затрачивать огромные денежные средства. К сожалению, чаще всего, ликвидация подобных катастроф просто невозможна, и происходит загрязнение окружающей природной среды на многие десятилетия. По этой причине выбор места строительства подобных хранилищ является весьма ответственной задачей. Существует общее представление о том, что наиболее благоприятными местами расположения подобных хранилищ являются галогенные породы (каменная соль), скальные породы либо мощные залежи глин.

Однако, как оказалось, эти представления далеко не всегда оправдываются. Это в полной мере можно проследить на судьбе полигона "Красный Бор".

Для захоронений высокотоксичных отходов химического производства были использованы мощные залежи кембрийских глин под Колпино. Считается [1], что глины являются прекрасным гидроизолятором благодаря своей пластичности, так как обладают свойством самозалечивания, которое устраняет любые разрывы в толще глин, обусловленные тектоническими подвижками. Благодаря этому свойству, глины всегда считались идеальной средой для размещения в них хранилищ различных токсичных отходов.

При заложении хранилища в Красном Бору опирались на геологические данные, полученные с помощью бурения. Технология размещения отходов проста: делаются большие котлованы - так называемые, карты, большой площади и глубиной 12-20 м, их заполняют отходами, а потом засыпают.

По прошествии тридцати лет существования и эксплуатации хранилища, то есть к середине 90-х годов возникли две проблемы. Первая состоит в том, что карты оказались негерметичными, что проявилось в том, что следы захороненных веществ обнаруживаются на соседних с полигоном полях и верховьях рек. Вторая проблема - площадь, занятая под полигон, почти полностью использована и существует необходимость строительства нового хранилища.

При решении этих проблем было необходимо выяснить причины нарушения герметичности картов, чтобы попытаться избежать этого при проектировании и строительстве новых хранилищ.

Для решения этих задач специалистами ГГП "Севзапгеология" проводились специальные наблюдения с использованием методов химического анализа грунтовых вод и грунта, а также ряда геофизических методов - аэрофотосъемка, эманационная съемка на радон, использование биолокации. Однако причины, по которым происходили утечки, выявить не удалось.

Для выявления причин утечек был привлечен метод спектрально-сейсморазведочного профилирования (ССП). Этот метод позволяет выявлять зоны, в которых горные породы имеют повышенную нарушенность, а следовательно, повышенную проницаемость /2/.

Основным объектом, выявляемым с помощью метода ССП, являются зоны тектонических нарушений. Как удалось доказать за несколько лет эксплуатации этого метода, горные породы в зонах тектонических нарушений находятся в тиксотропном состоянии и обладают в силу этого повышенной проницаемостью для жидкостей и газов. При этом совершенно никакого значения не имеет, чем представлены породы и грунты в этих зонах.

С помощью метода ССП задача решалась по двум направлениям: для выявления мест и причин нарушения герметичности картов, а также для выбора места заложения новых хранилищ.

В ходе проведения ССП было отснято 16 км профилей с шагом 5 м. Из них непосредственно на территории полигона и примыкающей к ней площади - 7,9 км, а остальные - на территории, выделенной под строительство нового хранилища, в лесном массиве общей площадью 1,4 квадратных километров.

Большинство профилей, отснятых на полигоне и территории, к нему примыкающей, расположены вдоль полигона с запада на восток. Четыре профиля (10, 14, 27, 28) выполнены по периметру полигона, а два профиля (4, 12) пересекают полигон. Профиля 1, 3, 16 примыкают к территории полигона с юга и севера.

Профиля 12, 14, 16, 18 и 20, предназначенные для изучения площади, отведенной под строительство нового полигона, пройдены в лесу, с запада на восток, параллельно асфальтовой дороге, ведущей на полигон, профиль 16 был пройден по обочине дороги.

Все материалы по использованию метода ССП публиковались в журнале "Жизнь и безопасность".

Главным результатом применения метода ССП было обнаружение зон, в которых захороненное вещество проникает за пределы полигона. Одна из таких зон - участок 300-450 м на профиле N 27. Это очень важный результат, так как он доказывает, что в зонах тектонических нарушений имеет место высокая проницаемость в любых породах. В том числе, и в глинах. Этот результат очень не понравился геологам, в том числе, и геологам Севзапгеологии. Несмотря на то, что этот результат был подтвержден радоновой съемкой и пробами грунта в зонах тектонических нарушений, влияния на дальнейшие события он не оказал.

Подводя итоги, можно сделать следующие выводы.

1. Разгерметизация картов на ныне действующем полигоне происходит в местах наличия в породной толще тектонических нарушений. Отсюда следует, что одного наличия мощных залежей кембрийских глин недостаточно для обеспечения герметичности хранилищ химических отходов. Для обеспечения герметичности хранилища необходимо убедиться в отсутствии в данном месте тектонического нарушения.

2. Обследование площади действующего полигона и прилегающего к нему лесного массива позволило выявить площадь, лежащую вне зоны мощного тектонического разлома и пригодную для строительства нового хранилища. Таковой является площадь лесного массива, расположенная к северу от дороги ведущей на полигон.

3. Из-за выявленных на пригодной для строительства площади систем тектонических нарушений при строительстве отдельных картов необходима тщательная доразведка мест их заложения. Такие работы не проводились, из чего можно ожидать неприятностей с разгерметизацией будущих картов.

4. Полученные результаты заставляют усомниться в существующем мнении о пригодности мощных залежей кембрийских глин для строительства различных могильников. По всей видимости, можно говорить о возможности строительства только при осуществлении детальной доразведки выбранных под строительство мест методом ССП. Это необходимо учесть в связи с появившейся информацией о строительстве в западной части территории Ленинградской области новых могильников расположенных в кембрийских глинах /3/.

Литература.

1. Лапочкин Б.К., Еремина О.Н. Критерии пригодности геологических формаций для строительства могильников твердых высокоактивных отходов.// Разведка и охрана недр. - 1996. - N 4-5. - с.39-42.

2. Гликман А.Г. Физика и практика спектральной сейсморазведки. www.newgeophys.spb.ru

3. Довгуша В.В., Тихонов М.Н. Россия. ВМФ. Радиационные отходы.// Жизнь и безопасность. - 1996. - N 4. - с.156-167.

P.S. За последние несколько лет исследований нам удалось понять, что большинство самых различных хранилищ во всем Мире теряют герметичность из-за того, что оказываются в зонах тектонических нарушений. Если этот факт принять к сведению, а также имеющуюся на сегодняшний день возможность выявлять эти зоны, можно было бы радикально улучшить экологическую обстановку на Земле. К сожалению, в этом оказались не заинтересованы никакие организации, включая также и экологические.

Перечень публикаций по ситуации на полигоне "Красный Бор" в журнале "Жизнь и Безопасность":

Гликман А.Г. Проблемы экологической безопасности, рожденные недрами земли.// "Жизнь и Безопасность".- 1997.- N 1.- с. 198-199.

Гликман А.Г., Стародубцев А.А. Решение проблем безопасности при освоении подземного пространства.// "Жизнь и Безопасность".- 1997.- N 2-3.- с. 152-156.

Гликман А.Г., Стародубцев А.А. О роли геофизических методов при решении инженерно-геологических задач.// "Жизнь и Безопасность".- 1998.- N 2-3.- с. 518-524.

Источник: http://www.newgeophys.spb.ru