Газовая компонента грунтов

Содержание

Слайд 3

Происхождение и состав газов в грунтах

природного
антропогенного (техногенного)

Происхождение и состав газов в грунтах природного антропогенного (техногенного)

Слайд 4

Газы природного происхождения

А. Газы геологического происхождения
Б. Газы атмосферного происхождения
В. Газы биологического

Газы природного происхождения А. Газы геологического происхождения Б. Газы атмосферного происхождения В. Газы биологического происхождения
происхождения

Слайд 5

А. Газы геологического происхождения

вулканические,
катагенетические,
метаморфические
радиогенные

А. Газы геологического происхождения вулканические, катагенетические, метаморфические радиогенные

Слайд 6

Вулканические

Условия формирования:
Поступают вместе с магмой из глубоких недр Земли. Выделяются в

Вулканические Условия формирования: Поступают вместе с магмой из глубоких недр Земли. Выделяются
атмосферу при дегазации мантии.
Состав:
Преобладают пары воды (до 90—95%).
В меньшей степени содержатся СО2, Н2, SO2, H2S, HCl, HF.
В виде примесей содержатся СО, N2, NH3, Ar, He, органические соединения.

Слайд 7

Катагенетические

Условия формирования:
Возникают в результате катагенетического преобразования органического вещества в уголь, которое

Катагенетические Условия формирования: Возникают в результате катагенетического преобразования органического вещества в уголь,
сопровожда­ется выделением газа.
Состав:
Преобладает метан (СН4).
В меньшей степени — другие горючие углеводороды, в том числе тяжелые углеводо­родные газы, N, и СО2.
В качестве примесей содержатся H2S, H2 и благородные газы.

Слайд 8

Метаморфические

Условия формирования:
Образуются на посткатагенетических стадиях метаморфизма вплоть до их расплавления, при

Метаморфические Условия формирования: Образуются на посткатагенетических стадиях метаморфизма вплоть до их расплавления,
котором выделяются так называемые газы возрождения. Дегазация недр планеты происходит по всей ее поверхности, но наиболее интенсивно по бесчисленным разломам коры.
Состав:
пары воды (Н2О), СО2, N2, H2S и Н2.

Слайд 9

Радиогенные

Условия формирования:
Являются продуктами распада естественных радиоактивных элементов (урана, тория, калия). Наибольшие

Радиогенные Условия формирования: Являются продуктами распада естественных радиоактивных элементов (урана, тория, калия).
концентрации приурочены к зонам тектонических разломов.
Состав:
Преобладают гелий, радон и аргон-40.
В меньшей степени — благородные газы (гелий, ксе­нон, аргон, радон и др.).

Слайд 10

Б. Газы атмосферного происхождения

Образуются в основном за счет газообмена с атмосферой
К

Б. Газы атмосферного происхождения Образуются в основном за счет газообмена с атмосферой
ней относятся газы почв и пород зоны аэрации.
Эти газы располагаются в приповерхностных условиях и наиболее активно участвуют в газообмене.
Их состав близок к атмосферному воздуху

Слайд 11

Химический состав сухого атмосферного воздуха в приземной части

Химический состав сухого атмосферного воздуха в приземной части

Слайд 12

В. Газы биологического происхождения

образуются за счет ж/д организмов в грунтах (дыхание,

В. Газы биологического происхождения образуются за счет ж/д организмов в грунтах (дыхание,
выброс отходов метаболизма и т.п.)
Г.О. представлены органическими соединениями
По объему преобладает метан (СН4) и его гомологи
Реже: СО2, H2S и Н2

Слайд 13

В. Газы биологического происхождения

Содержание зависит от многих факторов, главными из которых являются:

В. Газы биологического происхождения Содержание зависит от многих факторов, главными из которых
количество органического вещества в грунте
скорость его разложения, температура и физико-химические условия среды.

Слайд 14

Распределение концентрации СО2 по профилю дерново-подзолистой почвы под смешанным лесом

Распределение концентрации СО2 по профилю дерново-подзолистой почвы под смешанным лесом

Слайд 15

Газы техногенного происхождения

Источники:
промышленное производство
выбросы предприятий химической и нефтехимической промышленности
коммунальное

Газы техногенного происхождения Источники: промышленное производство выбросы предприятий химической и нефтехимической промышленности
и сельское хозяйство
Полигоны ТБО

Слайд 16

Газы техногенного происхождения

Состав:
метилпропан и бутан - триметилбензол и ундекан
радон
Прочие в

Газы техногенного происхождения Состав: метилпропан и бутан - триметилбензол и ундекан радон Прочие в меньшей степени
меньшей степени

Слайд 17

Изменение во времени состава и количества газов в грунтах, выделяемых в ходе

Изменение во времени состава и количества газов в грунтах, выделяемых в ходе газогенерации на свалке
газогенерации на свалке

Слайд 18

По химическому составу все газы в грунтах делятся на три основные группы

По химическому составу все газы в грунтах делятся на три основные группы
по преобладающему компоненту:

1) углеводородные,
2) азотные,
3) углекислотные.

«Чистые» газы в грунтах практически никогда не встречаются

Слайд 19

Состояние газов в грунтах

Газы в порах грунтов могут находиться:
в свободном,
адсорбированном,

Состояние газов в грунтах Газы в порах грунтов могут находиться: в свободном, адсорбированном, защемленном растворённом состоянии.

защемленном
растворённом состоянии.

Слайд 20

Свободные газы

содержатся в сообщающихся порах грунта,
их количество зависит от открытой

Свободные газы содержатся в сообщающихся порах грунта, их количество зависит от открытой
пористости грунта и степени его водонасыщения Sr.
могут находиться в грунтах лишь при степени влажности Sг < 0,5-0,6.
При увеличении Sг до 0,8-0,9 свободные газы постепенно замещаются в порах капиллярной водой и переходят в категорию защемленных.

Слайд 21

Адсорбированные газы

удерживаются на поверхности грунтовых частиц под воздействием молекулярных сил притяжения

Адсорбированные газы удерживаются на поверхности грунтовых частиц под воздействием молекулярных сил притяжения

в сухом грунте на поверхности частиц образуются полимолекулярные газовые «пленки»

Слайд 22

Адсорбированные газы

Количество адсорбированных газов в грунтах зависит от:
минерального состава,
присутствия гумуса и других

Адсорбированные газы Количество адсорбированных газов в грунтах зависит от: минерального состава, присутствия
органических веществ,
дисперсности
величины пористости.

Слайд 23

Адсорбированные газы

Интенсивность адсорбции элементов:
Поэтому адсорбированные газы по составу отличаются от газов, находящихся

Адсорбированные газы Интенсивность адсорбции элементов: Поэтому адсорбированные газы по составу отличаются от
в свободном состоянии
При увлажнении грунта происходит вытеснение адсорбированных газов водной пленкой.

СО2 > N2 > О2 > Н2

Слайд 24

Защемлённые газы

образуются при одновременном избыточном увлажнении грунта снизу и сверху.
Защемленные

Защемлённые газы образуются при одновременном избыточном увлажнении грунта снизу и сверху. Защемленные
газы могут занимать значительные участки внутри грунта или находиться только в небольших количествах в тончайших микропорах.

Слайд 25

Защемлённые газы

Защемлённые газы

Слайд 26

Защемлённые газы

Защемлённые газы

Слайд 27

Защемлённые газы

Защемлённые газы

Слайд 28

Растворенные газы

Образуются за счет растворения в поровом растворе.
В зависимости от

Растворенные газы Образуются за счет растворения в поровом растворе. В зависимости от
состава газа и растворителя могут обладать химической агрессивностью (углекислотная,серно­кислая и др.)
С увеличением давления растворимость большинства газов возрастает.
С увеличением температуры количество растворенного газа уменьшается.

Слайд 29

Показатели содержания газов в грунтах

Показатели содержания газов в грунтах

Слайд 30

Газоносность

Общее количество свободных и адсорбированных газов, содержащихся в единице массы или

Газоносность Общее количество свободных и адсорбированных газов, содержащихся в единице массы или
объема грунта в природных условиях.
Зависит:
от пористости
сорбционной способности грунта,
от вида газа,
от внешнего давления (с повышением давления газоносность пород возрастает).

Слайд 31

Объемная газоносность (ГV)

Характеризует общее содержание свободных и адсорбированных газов в единице

Объемная газоносность (ГV) Характеризует общее содержание свободных и адсорбированных газов в единице
объема грунта (V) и численно равна объему газа, содержащемуся в 1 см3 грунта при данных условиях

Слайд 32

Объемная газоносность (ГV)
где Vг — объем газа, содержащегося в грунте; V —

Объемная газоносность (ГV) где Vг — объем газа, содержащегося в грунте; V
объем грунта. Величина Г измеряется в см3/см3 или м3/м3.

Слайд 33

Массовая газоносность (Гт)

характеризует общее содержание свободных и адсорбированных газов в единице

Массовая газоносность (Гт) характеризует общее содержание свободных и адсорбированных газов в единице
массы грунта (т) и численно равна объему газа, содержащемуся в 1 г грунта при данных условиях:

Слайд 34

Массовая газоносность (Гт)
где Г — объем газа, содержащегося в грунте, т —

Массовая газоносность (Гт) где Г — объем газа, содержащегося в грунте, т
масса грунта. Величина Г измеряется в см3/г или м3/т.

Слайд 35

Газосодержание грунта (Г)

относительный объем газа, содержащийся в порах грунта. Оно численно равно

Газосодержание грунта (Г) относительный объем газа, содержащийся в порах грунта. Оно численно
отношению объема газа за­нимаемого в порах грунта к объему всего грунта

Слайд 36

Газосодержание грунта (Г)

где Vг — объем газа, занимаемый в порах грунта;
V—

Газосодержание грунта (Г) где Vг — объем газа, занимаемый в порах грунта;
объем грунта.
Величина Г измеряется в %, она зависит от влажности и меняется от нуля (при отсутствии газов и полном водонасыщении) до величины, соответствующей пористости данного грунта (при полном заполнении пор воздухом)

Слайд 37

Воздухоемкость грунта (В)

величина максимального газосодержания данного грунта, соответствующая его пористости и

Воздухоемкость грунта (В) величина максимального газосодержания данного грунта, соответствующая его пористости и
определяемая при полном заполнении всех пор газом (отсутствии влаги). Воздухоёмкость измеряется в %, она численно равна пористости грунта