Инженерно-экологические изыскания для экологического обоснования градостроительных проектов

Инженерно-экологические исследования для проектов градостро­ительства имеют свою специфику, которая состоит в том, что в пер­вую очередь оценивается качество городской среды и различные виды воздействия на нее с точки зрения жизнедеятнльности населения. Экогеохимические исследования городской среды или территории под застройку ставят своей целью выявление ареалов загрязнения, анализ миграционных особенностей загрязнителей, оценку природных по­тенциалов загрязнения, чтобы определить возможность использова­ния территорий под градостроительство.

При маршрутном геоэкологическом обследовании застроенных тер­риторий рекомендуют: обход города (совместно, со специалистами природоохранных служб) и составление схемы расположения пред­приятий, уточнение местоположения свалок, полигонов твердых бытовых отходов (ТБО), шлако- и хвостохранилищ, отстойников, неф­техранилищ и других источников антропогенного воздействия. Про­водят опрос местных жителей об использовании территории в последние 40-50 лет для фиксирования участков размещения ныне ликвидиронанных промышленных предприятий, утечек из коммуникаций,прорывов свалок и коллекторов сточных вод, аварийных выбросов,захоронения радиоактивных отходов. Выявленные сведения наносят на карты. Собирают фактический материал визуальных признаков загрязнения (пятен мазута, химикатов, нефтепродуктов, мест храненияудобрений, несанкционированных сваток пищевых и бытовых отходов, источников резкого химического запаха, метанопроявления, источников шума, вибрации и других физических воздействий). Цель маршрутных экологических наблюдений — получение количественных и качественных показателей и характеристик состояния всех компонентов и элементов ландшафтов, а также ландшафта в целом (ландшафтно-экологические исследования).

Геоэкологическое опробование атмосферы, почв, грунтов, поверхностных и подземных вод на селитебных территориях и в зонах влиянияхозяйственных объектов осуществляют методами экологического тестирования и химических анализов. Показатели качества окружаю­щейсреды контролируются согласно действующим нормативам для промышленного и гражданского строительства. Для выявления ареаалов загрязнений проводят гидрохимическое опробование снежного покрова. Снег оценивается как депонирующая среда загрязнений, прежде всего атмосферных. В ареалах загрязнения определяются их источники, спектр загрязнителей, пути миграции, потоки рассеяния и аккумуляция веществ.

Вторая депонирующая среда городских загрязнений — это почвы и грунты, чаше всего урбаноземы. Химическое загрязнение почв и грунтов оценивается по суммарному показателю загрязнения (Z_c), кото­рый характеризует санитарно-гигиеническое состояние среды.

Суммарный показатель химического загрязнения (Z_c), разработан­ныйИМГРЭ, представляет собой сумму коэффициентов концентра­ции отдельных химических элементов различных классов опасности и вычисляется по формуле:

К_с1+К_с2+Кс_n-(n-1)

где n — число определяемых компонентов, К_с — коэффициент кон­центрации 1-го загрязняющего компонента, равный кратности превышения содержания данного компонента над фоновым значением, Экологическое состояние почв селитебных территорий также оцени­вается генотоксичностью: ростом числа мутаций по сравнению с контрольным (число раз) и показателями биологического загрязнения, а также числом патогенных микроорганизмов, коли-титром, наимень­шей массой почвы в г, в которой содержится 1 кишечная палочка, и содержанием яицгельминтов. Экологическое состояние почв селитебных территорий считается удовлетворительным при значениях сум­марного показателя химического загрязнения (Z_c) — не более 16; причисле патогенных микроорганизмов в 1 г почвы — менее 10⁴; значени­ях коли-титра — более 1,0. Если яйца гельминтов в 1 кг почвы отсут­ствуют, то генотоксичность почвы достигает значения 2.

Загрязнение атмосферы в динамике оценивается по результатам наблюдений стационарной сети Роскомгидромета и по результатам из­мерений произведенных при гидрометеорологических изысканиях. Сте­пень загрязнения оценивается индексом (ИЗА), который рассчитывается как сумма кратностей превышения над ПДК с учетом класса опасности вещества и суммарного биологического действия загрязнителей воздуха.

Оценку загрязненности поверхностных и подземных вод произво­дят с целью определения качества воды источников водоснабжения и проверки соблюдения режима зон санитарной охраны водозаборов, а также воды в водных объектах, которые являются путями миграции загрязнений и элементами экологического каркаса города.

К основным контролируемым показателям относятся эпидемичес­кая опасность воды (наличие патогенных микроорганизмов, коли-титр), содержание токсических веществ 1-го и 2-го классов опасности и наличие возбудителей паразитарных болезней и микозов человека. Показатели, характеризующие загрязнение водоисточников и пи­тьевой воды веществами 3-го и 4-го классов опасности, а также физико-химические и органолептические характеристики воды, относится к дополнительным. Классификация веществ по классам опасности и критерии санитарно-гигиеническойоценкиопасности загрязнения питьевой воды и источников питьевого водоснабжения приведены в Приложениях.

В число определяемых химических элементов и соединений в воде входят: тяжелые металлы, мышьяк, фтор, бром, сера, аммоний, цианиды, фосфаты, ароматические соединения (бензол, толуол, ксилол, фенолы), полициклические углеводороды (бенз(а)пирен), хлорированные углеводороды (алифатические, полихлорбифенилы, полиароматические), хлорорганические и фосфорорганические соединения (пестициды), нефть и нефтепродукты, минеральные масла.

Эколого-гидрогеологические исследования чаще всего выполняй в составе инженерно-геологических изысканий. При этом устанавливают наличие водоносных горизонтов, испытывающих негативное влияние в процессе строительства и эксплуатации объекта и подле­жащих защите от загрязнения и истощения; условия залегания, распространения и естественную защищенность этих горизонтов (в особенности первого от поверхности); состав, фильтрационные и сорбционные свойства грунтов зоны аэрации и водовмещающих пород; наличие верховодки; глубину залегания первого от поверхности водоупора; закономерности движения грунтовых вод, условия их пита­ния и разгрузки, режим, наличие гидравлической взаимосвязи меж­ду горизонтами и с поверхностными водами; химический состав грун­товых вод, их загрязненность вредными компонентами и возможность влияния на условия проживания населения; возможность влияния техногенных факторов на изменение гидрогеологических условий; на­личие лечебных вод (ресурсов).

Цель гидрохимических исследований при инженерно-экологичес­ких изысканиях — оценка загрязненности поверхностных вод, выяв­ление ареала загрязнения грунтовых вод, определения состава и кон­центрации загрязнителей, источников загрязнения и оценка влия­ния этого загрязнения на состояние экосистем и здоровье населения.

Степень санитарно-экологического неблагополучия определяет­ся при отклонении от нормы по нескольким критериям, которые наблюдаются в течение одного года, за исключением загрязнения источников питьевых вод патогенными микроорганизмами и возбу­дителями паразитарных заболеваний, а также особо токсичными ве­ществами. Особое значение имеет контроль качества воды поверхно­стных водотоков (реки, ручьи), водоемов (пруды, озера, водохрани­лища), накопителей сточных вод, коллекторов стока и т.д.

При геоэкологическом опробовании грунтовых вод исследуется вер­ховодка и первый от поверхности водоносный горизонт в зонах влия­ния хозяйственных объектов с целью определения необходимости их санирования. В табл. 4 приведены критерии оценки степени загрязнения подземных вод, иногда используют зарубежные нормативы.

Радиоэкологические исследования проводятся;, в соответствии с нормами радиационной безопасности населения (НРБ-1999). Основ­ные источники радиоактивного загрязнения окружающей среды — ядерно-технические установки, предприятия, работающие с радио­нуклидами, хранилища радиоактивных отходов, следы ядерных взры­вов и др. Радиоактивными загрязнителями являются техногенные радионуклиды (ТРН), аккумулирующиеся на участках захоронений, сан­кционированных и несанкционированных свалках, поступающие в почвы, грунты и грунтовые воды в результате аварий, неконтролиру­емых протечек. Глубина проникновения радионуклидов с поверхности на песчаных грунтах условно принята до 50—100 см, причем основ­ное количество техногенных радионуклидов исследуется в верхнем 10-сантиметровом слое почвы. В радиационно-экологические исследо­вания рекомендуют включать:

· оценку гамма-фона на территории застройки;

· определение радиационных характеристик источников водо­снабжения;

· оценку радоноопасности территории.

Степень радиоэкологической безопасности человека, проживаю­щего на загрязненной территории, определяется годовой эффектив­ной дозой радиоактивного облучения от природных и техногенных

источников, доза от техногенных источников не должна превышать 1 мЗв/год (или 0,1 бэр/год). Территории, в пределах которых средне годовые значения эффективной дозы облучения (сверх естественного фона) находятся в диапазоне 5—10мЗв/год, относят к районах чрезвычайной экологической ситуации, а более 10 мЗв/год — к зонам экологического бедствия. Нормальный естественный уровень мощности эквивалентной дозы (МЭД) внешнего гамма-излучение на открытых территориях в средней полосе России составляет от 0,1 до 0,2 мЗв/час, а в отдельных, например, в предгорных и горных районах — до 0,3 мЗв/час.

При предварительной опенке радиационной обстановки исполь­зуют данные специальных служб Росгидромета, осуществляющих об­щий контроль за радиоактивным загрязнением окружающей среды, и центров СЭН (Санитарно-эпидемиологический надзор) Минздрава России, проводящих контроль за уровнем радиационной безопаснос­ти населения.

Выявляют и оценивают опасность источников внешнего гамма-излучения с помощью радиационной съемки (определение мощности эквивалентной дозы внешнего гамма-излучения) и радиометричес­кого опробования с последующим гамма-спектрометрическим или ра­диохимическим анализом проб в лаборатории (определение радионуклидного состава загрязнений и их активности).

Маршрутную гамму-съемку территории следует проводить с одно­временным использованием поисковых гамма-радиометров и дозимет­ров. Поисковые радиометры используются в режиме прослушивания звукового сигнала для обнаружения зон с повышенным гамма-фоном. При этом территория должна быть подвергнута, по возможности, сплошному прослушиванию при перемещениях радиометра по пря­молинейным или 2-образным маршрутам. Дозиметры используются для измерения МЭД внешнего гамма-излучения в контрольных точ­ках по сетке, шаг которой определяется в зависимости от масштаба съемки и местных условий. Измерения проводятся на высоте 0,1 м над поверхностью почвы, а также в скважинах, вскрывающих насыпные грунты.

Усредненное, характерное для данной территории числовое зна­чение МЭД, обусловленное естественным фоном, устанавливается местными органами СЭН. Участки, на которых фактический уровень МЭД превышает обусловленный естественным гамма-фоном, рассмат­риваются как аномальные. В зонах выявленных аномалий гамма-фона интервалы между контрольными точками должны последовательно сокращаться до размера, необходимого для оконтуривания зон с уров­нем МЭД > 0,3 мЗв/час.

На таких участках для оценки величины годовой эффективной дозы должны быть определены удельные активности техногенных ра­дионуклидов в почве и по согласованию с СЭН решен вопрос о необ- ходимости проведения дополнительных исследований или дезактивационных мероприятий. Масштабы и характер защитных мероприятий определяются с учетом интенсивности радиационного воздействия загрязнений на население.

Объектами радиометрического опробования также являются почвы и грунты различных ландшафтов, поверхностные и подземные воды (в первую очередь в зоне действующих водозаборов), донные осадки водоемов и техногенные объекты (карьеры, терриконы, свалки, поли­гоны промышленных и бытовых отходов, склады строительных материа-лов,а также консервируемые объекты с повышенной радиоактивностью).

Радоноопасность территории определяется плотностью потока радона с поверхности грунта и содержанием радона в воздухе построенных зданийи сооружений. Оценка потенциальной радоноопасности территорииопределяется по геологическим и геофизическим признакам. К геогологическим признакам относятся: наличие определенных петрогра­фических типов пород, разрывных нарушений; сейсмическая активность территории, присутствие радона в подземных водах и выходы радоновых источников на поверхность. Геофизические признаки включают высо­ко удельную активность радия в породах, слагающих геологический рарез. Измеряются уровни объемной активности (ОА) радона (концентрация) в почвенном воздухе, ЭРОА радона в зданиях и сооружениях,эксплуатируемых на исследуемой территории и в прилегающей зоне.

Наличие данных о зарегистрированных значениях эквивалентной равновесной объемной активности (ЭРОА) радона, превышающих 100 Бк/м, в эксплуатируемых в исследуемом районе зданиях служитоснованием для классификации территории как потенциально радоноопасной. На предпроектных стадиях должна быть выполнена предварительная оценка потенциальной радоноопасности территории. Настадии проекта производится уточнение радоноопасности площадкии определение класса требуемой противорадоновой защиты зданий.

Все измерения физических характеристик среды, определяющих рлдиационно-экологическую обстановку, должны заноситься в банки мнных территориальных изыскательских организаций, территориаль­ныхподразделений по охране окружающей среды и СЭН.

Газо-геохимические исследования выполняют на участках насып­ныхгрунтов с примесью строительного, промышленного мусора и бытовых отходов (участках несанкционированных бытовых свалок) мощностью более 2,0-2,5 м, использование которых для строительства требует проведения работ по рекультивации территории. Основ­ная опасность использования насыпных грунтов в качестве основания сооружений связана с их способностью генерировать биогаз, состоя­щий из горючих и токсичных компонентов.

Главные из них — метан (до 40-60% объема) и двуокись углерода. В качестве примесей присутствуют: тяжелые углеводородные газы, окислы азота, аммиак, угарный газ, сероводород, молекулярный водороди др. Биогаз образуется при разложении «бытовой» органики в резуль­тате жизнедеятельности анаэробной микрофлоры в грунтовой толще на глубине более 2,0—2,5м. В верхних аэрируемых слоях грунтовых толщ происходит аэробное окисление органики и продуктов биогазо­образования. Биогаз сорбируется вмещающими насыпными грунтами и отложениями естественного генезиса, растворяется в грунтовых водах и верховодке и диссипирует в приземную атмосферу.

При строительстве на насыпных грунтах возникает опасность накопления биогаза в технических подпольях зданий и инженерных коммуникациях до пожаро- и взрывоопасных концентраций по мета­ну (5-15% при О₂> 12,1%)* или до токсичных содержаний (выше ПДК) отдельных компонентов. Потенциально опасными в газо-геохимическом отношении считаются грунты с содержанием метана >0,1%и СО₂> 0,5%; в опасных грунтах содержание метана > 1,0% и СО₂ до 10%; пожаро- и взрывоопасные грунты содержат метана > 5,0%, при этом содержание СО₂ —n—10%.

В связи с этим необходимо проводить различные виды поверхностных газовых съемок (шпуровую, эмиссионную), которые сопровож­даются отбором проб грунтового воздуха и приземной атмосферы; скважинные газо-геохимические исследования (с послойным отбором проб грунтового воздуха, грунтов, подземных вод) и лабораторные исследования компонентного состава свободного грунтового воз­духа, газовой фазы грунтов, растворенных газов и биогаза, диссипи-рующего в приземную атмосферу.

Экологически опасные зоны (при содержании СН₄> 1,0% и СО₂> 10%), из которых грунты полностью удаляются с территории строительства и заменяются на газогеохимически инертные, а также потенциально опасные зоны, в которых здания и инженерные сети обустраиваются газодренажными системами или газонепроницаемы­ми экранами, должны быть показаны на картах и разрезах.

Исследование вредных физических воздействий (электромагнитного излучения, шума, вибрации, тепловых полей и др.) проводятся при разработке градостроительных проектов на освоенных территориях. Фиксируются основные источники вредных физических воздействий, его интенсивность и зоны дискомфорта. Для оценки физических воз­действий специально измеряют компонент электромагнитного поля в различных диапазонах частот, амплитудного уровня и частотного со­става вибраций от различных промышленных, транспортных и быто­вых источников, шумов и др.

Оценка воздействия электромагнитного излучения на организм человека включает оценку влияния электрического и магнитного по­лей, создаваемых высоковольтными линиями электропередачи пере-

* Здесь и далее концентрации газа приведены в объемных процентах.

менного тока промышленной частоты (ЛЭП), а также высоковольтными установками постоянного тока (электростатическое поле) для ромагнитных полей радиочастот, включая метровый и дециметровый диапазоны волн телевизионных станций.

Санитарными нормами устанавливаются допустимые значения обычного шума, инфра- и ультразвука на территории жилой застройки и в помещениях, нормируются показатели виброускорения, виброскорости и вибросмешения в жилой застройке и на промышленных объектах. Расположение источников и зон дискомфорта, обусловленных физическим воздействием (радиационным загрязнением, элекромагнитным излучением, шумом, тепловыми полями), фиксируется на экологических картах.

Геоботанические исследования начинают с изучения карт растительности и дешифрирования аэрокосмических снимков. Раститель­ность рассматривается в качестве индикатора уровня антропогенной нагрузки на природную среду (вырубки, гари, перевыпас скота, механическое нарушение при рекреации, повреждение техногенными выбросами, антропогенные сукцессии, изменение видового состава, уменьшение проективного покрытия и продуктивности). Дается характеристика типов зональной и интразональной растительности в соответствии с ландшафтной структурой территории, распростране­ния основных растительных сообществ; лесотаксационные характеристики и использование лесов; использование и состояние естественной травянистой и болотной растительности, встречаемости редких и исчезающих видов, режим их охраны, характеристика агроценозов и их продуктивность.

Прогнозируемые изменения в растительном покрове даются при сравнении с естественными растительными сообществами, биоразнообразием, присущим тому или иному зональному типу ландшафтов. Ареалы негативных нарушений растительности отражаются на тематических экологических картах.

Исследования животного мира проводятся на основе опубликованных и фондовых материалов. При необходимости проектируются полевые наблюдения, включая экологический мониторинг. Определяются виды животных по типам ландшафтов в зоне воздействия объекта, подлежащие прежде всего охране. Устанавливаются особо ценные виды, места обитания (для рыб — места нереста, нагула и др.). Производят оценку состояния функционально значимых популяций типичных и миграционных видов животных, пути их миграции, запасы промысловых животных и рыб, мест размножения, пастбищ и т.д.

Прогнозируемые изменения животного мира-аналога должны бытьобоснованы и опираться на статистическую обработку.

Социально-экономические исследования рассматриваются как самостоятельный раздел инженерно-экологических изысканий для строительства, обеспечивающий перспективы социально-экономического развития региона, сохранение его ресурсного потенциала, соблюдение исторических, культурных, этнических и других интересовместного населения. Они включают изучение социальной сферы (численности, этнического состава населения, занятости, системы расселения и динамики населения, демографической ситуации, уровня жизни); медико-биологические и санитарно-эпидемиологические следования; обследование и оценку состояния памятников архитектуры, истории, культуры.

Медико-биологические и санитарно-эпидемиологические исследова­ния проводят для оценки экологической обстановки и современного состояния, прогноза возможных изменений здоровья населения под влияниямэкологического и санитарно-эпидемиологического состоя­ниятерритории при реализации проектов строительства.

Оценка экологических условий должна включать покомпонентную оценку воздействия состояния среды обитания (воздуха, питьевой воды, почв, продуктов питания, объектов рекреации и других факторов) на здоровье человека на основе установленной системы санитарно-гигиенических критериев. Состояние и степень ухудшения здоровья населе­ниядолжны оцениваться на основе установленных медико-демографи­ческих критериев: рождаемость, смертность, заболеваемость и т.д.

Стационарные наблюдения при инженерно-экологических изысканиях (локальный экологический мониторинг или мониторинг при­годно-технических систем) выявляют тенденции количественного и качественного изменения состояния окружающей среды в пространстве и во времени в зоне воздействия объектов. Стационарные экологические наблюдения должны включать:

· систематическую регистрацию и контроль показателей состояния окружающей среды в сферах воздействия источников влияния;

· прогноз возможных изменений состояния компонентов окру­жающей среды на основе выявленных тенденций;

· разработку рекомендаций и предложений по снижению и исклю­чению негативного влияния объектов на окружающую среду;

· контроль за использованием и эффективностью принятых ре­комендаций по нормализации экологической обстановки.

Стационарные экологические наблюдения проводят:

· при проектировании и строительстве объектов повышенной эко­логической опасности (предприятий нефтехимической, горно­добывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, чер­ной и цветной металлургии, микробиологических производств,ТЭЦ, АЭС, установок по обогащению ядерного топлива, нефте- и газопроводов и др.);

· при проектировании и строительстве жилищных объектов и ком­плексов в районах с неблагоприятной экологической ситуацией,

· при проектировании и строительстве объектов в районах с по­вышенной экологической чувствительностью природной среды к внешним воздействиям (на территориях, подверженных дей­ствию опасных геологических и гидрометеорологических про­цессов, в районах распространения многолетнемерзлых грун­тов, вблизи особо охраняемых территорий, заповедных и водо-охранных зон и т.п.).

Оптимальная организация стационарных наблюдений (локального экологического мониторинга) предваряется обследованием с целью выявления основных компонентов природной среды, нуждающихся в мониторинге, определения системы наблюдаемых показателей, изме­рения фоновых значений; ландшафтного обоснования сети.

Следующий этап — проектирование постоянно действующей сис­темы экологического мониторинга, оборудование и функциональное обеспечение, организация взаимодействия с аналогичными система­ми других ведомств. Основной этап — проведение стационарных на­блюдений с целью определения тенденций изменения показателей состояния природной среды, отслеживания и моделирования эколо­гической ситуации для краткосрочных и долгосрочных прогнозов.

Программа мониторинга устаналивает:

· виды мониторинга (инженерно-геологический, гидрогеологи­ческий и гидрологический, мониторинг атмосферного возду­ха, почвенно-геохимический, ландшафтный, фитомониторинг, мониторинг обитателей наземной и водной среды);

· перечень наблюдаемых параметров;

· обоснование сети наблюдений в пространстве;

· методику проведения всех видов наблюдений;

· частоту, временной режим и продолжительность наблюдений;

· нормативно-техническое и метрологическое обеспечение на­блюдений.

Виды мониторинга и перечень наблюдаемых параметров обуслов­лены механизмом техногенного воздействия (физическое, химичес­кое, биологическое) и компонентами природной среды, на которые распространяется воздействие (атмосфера, литосфера, почвы, поверх­ностные и подземные воды, растительность, животный мир, назем­ные и водные экосистемы и ландшафты в целом и т.п.).

Дата добавления: 2014-11-07