CC BY
10
ИЗ ПРАКТИКИ
А. А. ПАВЛОВ (Куйбышев)
Случай проникновения нефти в водоносный горизонт и сеть водопровода в Куйбышеве
Из Куйбышевского санитарно-эпидемического института
5.1.1936 г. в 9 часов утра на насосной станции старого водопровода и из водоразборных колонок (в ближайшем радиусе от нее) в Куйбышеве появилась необыкновенная вода густотемного цвета с запахом керосина. При отстаивании этой воды в сосуде на ее поверхность всплывала темная жирная масса, похожая на мазут. При исследовании этого мазута оказалось, что это нефть той марки, которой пользуется городская электростанция для своих нужд.
С момента обнаружения нефти в воде на насосной станции прошло не менее 20—25 минут до остановки насосов и прекращения работы станции. Таким образом, точно установить время подачи насосами воды с нефтью оказалось невозможным.
Старый водопровод работает с 1886 г. и забирает .грунтовую воду из 2 приемных шахтных колодцев глубиной 8 м, расположенных на берегу Волги. Вода по физико-химическим свойствам и бактериальной флоре безупречна; единственный ее недостаток — жесткость 53—55 немецких градусов. Так как старый водопровод дает предельную мощность 10 ООО м' в сутки, что составляет 25% фактически потребляемого городом количества воды, то он теперь является лишь вспомогательным источником питьевого водоснабжения. Основным источником является новый водопровод, питающийся также из Волги. Зона строгого режима старого водопровода занимает очень ограниченную площадь береговой полосы. На площади водоохранной зоны расположены приемные колодцы, шахта и над ней насосная станция, кроме того, здесь размещено нефтяное хозяйство электростанции и сама станция, снабжающая электроэнергией город и его промышленность.
Работами Неуструева и Прасолова доказано, что «мыс между Волгой и Са-маркой, на котором расположен город, образован исключительно отложениями казанского .и татарского ярусов Пермской системы». Коренные породы, слагающие площадь города, состоят из мощных толщ мергелей и глин пестрого цвета с подчиненными прослойками гипса, сменяющихся ниже мергелистыми известняками.
Отложения казанского яруса были обнаружены при постройке нового водопровода. В штольне, приблизительно в 86 м от рекц, были пройдены чистые и песчаные глины, затем слой разного вида и толщины светлосерого марающего мергелистого известняка, на глубине 7—8 м темносерый крепкий кристаллический известняк и на глубцне 12 м от поверхности и на 3 м ниже уровня Волги встречены были слои неоднородного буроватотемного известняка с ископаемыми, относящимися к среднему Цехштейну.
Старый водопровод берет воду, по утверждению Неуструева, циркулирующую в этих гипсоносных цехштейновых известняка^, чем и объясняется значительная жесткость воды этого водопровода.
Для более точной характеристики геологического разреза почвы береговой полосы в радиусе водоохранной зоны приводим данные бурения скважин, водой которых питается старый водопровод.
Северный колодец: кремень до 1,5 м, известняк с кремнем до 3,1 м, рыхлый известняк до 8,5 м.
Южный колодец: кремень до 1,27 м, известняк с кремнем до 2,87 м, рыхлый известняк до 8,5 м.
Схематический геологический разрез колодцев городского водопровода дан на рис. 1.
Продолжительными наблюдениями установлено, что чем выше Волга, тем жесткость воды в Колодцах меньше, и чем больше откачка воды, тем жесткость выше.
Во время весеннего паводка северный и южный колодцы (герметически закрытые чугунными крышками с резиновой прокладкой) заливаются водой, которая, фильтруясь через толщину грунта по трещинам известняков, проникает в водоносные горизонты и в самые колодцы. Этим и объясняется изменение фи-зико-химических свойств воды в колодцах в период весеннего разлива Волги.
Энергокомбинат в 1936 г. не был достаточно обеспечен нефтью для нужд районной электростанции. Не получив нефти летом 1935 г. в навигационный период водным транспортом из Баку, Энергокомбинат вынужден был использовать для этих целей железнодорожный транспорт. Он провел железнодорожную ветку параллельно берегу Волги и через площадку зоны строгого режима на расстоянии 100 м от береговых приемных колодцев водопровода. Для экономии времени и полного опорожнения цистерн Энергокомбинат запроектировал и построил временное сооружение по перекачке нефти из цистерн в свои нефтяные баки.
Это сооружение состояло: 1) из деревянного лотка протяжением 110 м (идущего возле железнодорожной ветки, параллельно ей,, и углубленного |в землю на 0,5 м), куда посредством рукава выпускается нефть снизу из-под цистерн, 2) приемника нефти с лотка в виде канала 'из кирпича глубиной в 1 м и длиной ¡в 3 м), 3) подземного ¡нефтехранилища глубиной в 3,2 м для временного слива нефти с деревянного лотка и кирпичного канала, откуда нефть перекачивается на нефтяное хозяйство, и 4) паровой станции для подачи пара в трубу, проходящую по деревянному лотку,, для подогревания нефти и ¡приведения ее в жидкую и (подвижную массу, чтобы нефть могла шегко стекать по лотку в подземное нефтехранилище.
Строить это сооружение Энергокомбинат начал в ноябре при заморозках; проект этого сооружения, как и сама стройка, не были согласованы с Городской госсанинспекцией, которой была обнаружена эта стройка ,в порядке текущего надзора, когда были построены подземное нефтяное хранилище и кирпичный канал Для слива нефти. Городская госсанинспекция сообщила об этом в Краевую госсанинспекцию. Краевая госсанинспекция созвала совещание из представителей Энергокомбината, Крайкоммунотдела, Водоканала и Городской госсанинспекции. На совещании была заслушана информация Энергокомбината о проводимой им стройке сооружения. Рассмотрев проект сооружения, инспекция приняла следующее постановление, о котором поставила в известность крайисполком, горсовет и Энергокомбинат:
«1) Энергокомбинатом начата самовольно и вопреки закону стройка сооружения по перекачке нефти на площадке зоны строгого режима;
2) за самовольное действие по возведению сооружений в зоне строгого режима инженера Резняк оштрафовать на 100 рублей;
3) принимая во внимание тяжелое положение Энергокомбината в отношении запасов нефти и самый факт выполненного уже на половину сооружения по перекачке нефти, согласиться со стройкой его как временного сооружения с эксплоатацией до весеннего паводка при выполнении условий: а) ложе по всей трассе деревянного лотка
5 Гигиена и санитария, № 4
обложить и утрамбовать глиной толщиной по бокам и дну в 0,3 м; б) принять к сведению заявление строительства, что стенки подземного нефтехранилища сложены из железобетона и покрыты изнутри жидким стеклом, что вся эта работа проводилась тщательно и в тепляках; в) Энергокомбинату обеспечить полностью санитарные условия во время перекачки нефти из цистерн в лотки, не допуская разлива нефти помимо лотка на землю».
3 января железная дорога подала по специально проложенной ветке 9 цистерн с нефтью, которые нужно было в суточный срок разгрузить, между тем сооружение по перекачке нефти из цистерн еще не было закончено: деревянные лотки изнутри не были обиты железом, стенки кирпичного каналоприемника нефти с лотка не были утрамбованы глиной и засыпаны землей; дирекция Энергокомбината, несмотря на протест инженера-строителя, дала распоряжение немедленно пустить в экснлоатацию сооружение по перекачке нефти и разгрузить цистерны.
Работа проводилась ночью крайне небрежно: во время пуска нефти из цистерны по рукаву в деревянный лоток нефть разливалась по пути еще до лотка, лоток переполнялся и нефть через край проходила по ложу лотка; с конца лотка нефть частично попадала не в приемник, ,а между его стенками и грунтом котлована.
5 января по обнаружении на насосной станции (в контрольном кране) воды с нефтью немедленно прибывшие на место происшествия краевой и городской госсанинспекторы, главный инженер Водоканала, инженер Энергокомбината и заведующий насосной станцией вскрыли северный и южный колодец и обнаружили в последнем нефть, покрывшую сплощь все зеркало воды. Северный же колодец, находившийся от южного на расстоянии 100 м и от берега Волги на таком же расстоянии, как и южный, был вне всяких подозрений.
Обследование по всей трассе деревянного лотка, кирпичного канала и подземного нефтяного резервуара показало, что земля возле лотка по всей его трассе и возле кирпичного канала имела следы разлитой нефти; в подземном резервуаре нефти не оказалось. По мере наполнения этого резервуара нефтью она перекачивалась в соответствующие баки нефтяного хозяйства, расположенные на площадке электростанции — гораздо выше железнодорожной ветки и сооружения по перекачке нефти по рельефу местности.
Так как центральная часть города снабжалась водой старого водопровода, а новый водопровод не мог подать воды из-за пониженного давления в этой части магистрали, решено было соответствующим регулятором в специальном «сухом колодце», к которому шли ветки от северного и южного колодца, перекрыть задвижкой загрязненный южный колодец и пользоваться водой только из северного колодца, предварительно спустив воду из напорного надземного резервуара и промыв водой из северного колодца всасывающую часть магистрали. Одновременно на некоторое время была спущена вода из водоразборных колонок.
В то же время предложено было немедленно измерить толщину слоя нефти в южном колодце, поставить насос и откачивать воду с нефтью, ведя лабораторные наблюдения ежедневно 3 раза за изменениями качества воды в этом колодце.
Для выяснения причины проникновения нефти в приемные колодцы водопровода был привлечен к работе Волжский геологический трест. В результате проведенной последним работы было обнаружено следующее:
«Шурфом № 1, вскрывшим северо-западную стену нефтяного резервуара, пройдены сильно трещиноватые известняки; в нижней части известняки пропитаны нефтью; на обнаженной стене резервуара, на глубине 2—3 м, наблюдается
горизонтальная линия, ниже которой стена покрыта нефтью; на этом же горизонте в ¡самом резервуаре проходит линия, ниже которой стена более сильно пропитана нефтью, чем вверху, вследствие чего можно предполагать, что резервуар пропускает нефть и что просачивание нефти происходило ниже этой линии»;
„ «шурф № 2 вскрыл северо-западную стену каменной кирпичной трубы, соединяющей деревянный желоб с нефтяным резервуаром, при этом из нижней части трубы наблюдалось просачивание нефти по швам кирпичной кладки; кроме того, в северо-восточной стенке шурфа, на глубине 0,5 м, в месте присло-нения породы к кирпичной стене трубы, некоторое время просачивалась нефть, а на глубине 1,40 м из юго-западной стенки протекала вода с нефтью, которая залила выработку до глубины 1,15 м; при дальнейшем углублении вода быстро ушла в нижележащий песчаный грунт».
«Из описания пройденных выработок совершенно ясно, — заключает инженер-геолог Зяблицкий, — что площадка водопровода загрязнена нефтью, вытекавшей из железо-бетонного резервуара, кирпичной трубы и из деревянного желоба, в который сливалась нефть из цистерн. Не исключается возможность, что в грунт под желоб нефть попала из цистерн вследствие неосторожности при переливании ее в желоб, так как глиняного замка у желоба устроено не было».
Данная нами выше характеристика грунта площадки зоны строгого режима и заключение геолога взаимно подтверждают друг друга. Если считать установленным направление грунтового потока воды, питающего приемные колодцы, диагонально от построенных временных сооружений по перекачке нефти к Волге, то, очевидно, нуть проникновения нефти идет от указанных сооружений через трещиноватые известняки в водоносный горизонт и приемные колодцы. Замеры специальной лентой наличия нефти в южно1л колодце показали следующие колебания ее количества: 5.1—10,0 ¡мм нефти, 6.1 — 60,0 мм, 7.1 — 205,0 мм, 8.1 — 250,0 мм, 9.1 — 25,0 мм, 10.1 — 5,0 мм, 11.1 — 3,0 мм, 12.1—16,0 мм, 13.1 — 6,0 мм, 14.1 — 4,0 мм.
Нефть в первые 2 дня (5.1 и 6.1) поднималась с водоносного горизонта в колодец незначительными количествами; в последующие дни (7.1 и 8.1) нефть, накопившись в грунте, бурным потоком хлынула в колодец. После 2 суток откачки воды с нефтью из колодца с помощью специального электронасоса нефть продолжала поступать незначительными количествами.
Последующая откачка давала уже совершенно прозрачную воду без каких-либо следов нефти и запаха. Уровень воды в колодце не изменился. Насосная станция не приостанавливала своей работы ни на один день и, пользуясь исключительно одним северным колодцем, подавала городу 3 000 — 5 000 м3 воды. По своему качеству вода в этом колодце не подверглась никаким изменениям и была безупречна как по физико-химическим свойствам, так и по бактериальной флоре.
Так как вода в южном колодце после последней откачки в течение 10 дней не вызывала никаких подозрений на свежее поступление нефти и какие-либо другие загрязнения, стенки колодца были обеззаражены раствором хлорной извести, вода в самом колодце прохло-рирована, после чего он был включен во всасывающую линию. В течение 2 недель насосная станция бесперебойно брала воду из упомянутых 2 колодцев и подавала ее в сеть водопровода. ЗЛИ из контрольного крана насосной станции и водоразборов в сети вновь появилась нефть в воде в таких количествах, что вода, как и в первый раз, представляла собой совершенно непрозрачную черного цвета жидкость. Срочно приостановив работу насосной станции и вскрыв южный колодец, вновь обнаружили в нем в больших количествах всплывшую на поверхность воды нефть. Северный же колодец вел себя попрежнему безупречно. Водопровод бездействовал около 8 часов, пока не промыли всасывающую магистраль, водонапорный бак и часть водопроводной сети, питающейся водой этих колодцев.
Во всасывающую линию был включен северный колодец, южный перекрыт задвижкой. За 3 суток из южного колодца сняли 114 ведер нефти, затем в течение 10 суток была произведена откачка воды в количестве 69 ООО м3, после чего вода опять стала чистой. Колодец был закрыт герметически и не включался во всасывающую линию.
Какими путями проникла нефть вторично, неясно. Перекачка нефти из цистерн посредством описанного сооружения была прекращена после проникновения нефти в грунт в первый раз. Однако совсем отказаться от перекачки цистерн Энергокомбинату было невозможно, и перекачка проводилась путем непосредственного включения в цистерну шланга к нефтебакам нефтяного хозяйства. Цистерны с нефтью подавались на площадку зоны строгого режима и перекачка проходила все же на этой площадке. Потери нефти во время этих операций—'явление, повидимому, неизбежное, и на поверхности почвы площадки можно было видеть следы пролитой свежей нефти.
Предположить, что проливаемая во время перекачки свежими порциями нефть по промерзшему грунту земли проникала вглубь более чем на 10 м, нет веских оснований. Более вероятно предположение, что нефть в последнем случае есть результат накопления от первой аварии, что пуск в эксплоатацию южного колодца после перерыва в течение 2 недель повлек засасывание вместе с водой и той нефти, которая задерживалась где-либо в складках и трещинах в толще грунта.
То, что нефть не проникла в северный колодец, объясняется, по-видимому, тем, что пути просачивания нефти по направлению к южному колодцу представляются замкнутым непроницаемым ложем в виде трещин в известковых породах грунта, ведущих к южному колодцу и разобщенных от северного колодца.
После этого случая попадания «нефти в колодец по повторному категорическому предложению госсанинспекции и постановлению горсовета временные сооружения по перекачке нефти снесены, все нарушения покрова почвы утрамбованы жирной глиной и вся площадь в границах зоны строгого режима снивеллирована и благоустроена. Зона строгого режима в целом передана Энергокомбинатом Водоканалу, который несет всю ответственность за санитарный режим водоохранной зоны. Краевой прокурор, собрав следственный материал по загрязнению водопроводной воды нефтью, привлек к ответственности директора и технического директора Энергокомбината и начальника огдеяа капитального строительства.
Инж. А. И. ЖУРАВЛЕВ (Москва)
О случаях допустимости применения дренажных труб для канализационных целей
Существенная разница между каменно-керамическими (гончарными) трубами, предназначенными для канализационных в одном случае и для дренажных целей в другом, заключается в том, что трубы для канализации обязательно покрываются изнутри и снаружи соляной глазурью (отсюда происходит и дополнительное название их — «соляно-гаазурованные канализационные трубы»), а трубы для дренирования (осушения) площадей не глазируются. Поэтому поры стенок канализационных труб полностью закрывают глазурью, которая не пропускает жидкости ни наружу, ни внутрь, поры же дренажных труб от-
