Другой момент интересен с точки зрения экологической геохимии, который может быть интерпретирован с точки зрения парагенезиса мышьяка с природными процессами. Это сульфидная свинцовая и медная минерализация, обнаруженная в меловых породах в одном из оврагов возле п. Костенки. Как известно, рудная минерализация меди, свинца и мышьяка в природе – дело обычное. Однако, чтобы подтвердить данную гипотезу требуется проведение в этом районе геохимической съемки. В качестве рабочей гипотезы не опровергается и версия мышьякового загрязнения, источником которого может оказаться полигон «Погоново».
Негативная сторона функционирования полигона может быть связана и с техногенным инициированием эрозионных процессов на участках, где плотно сгруженные воронки группируются в узкие зоны, вытянутые по склону. В весеннее половодье, когда воронки переполняются вешними водами, могут быть прорывы стенок воронок с формированием ложбин стока, что более вероятно именно на восточном склоне, где развиты легко размываемые лессовидные суглинки.Профиль, вдоль которого возможно образование овражно-балочной системы, показан на рисунке 18.
Рис. 18. Поверхностный сток с участка с взрывными воронками может быть направлен к циркумменту, от которого начинается водоток Карпичихиного Лога на север в сторону водохранилища
Средний уклон к рекам Воронеж и Дон равен 1°. Площадь прямоугольника авиационной части 1500м х 400м = 60 га, главная ось бомбометания при этом расположена практически перпендикулярно водоразделу и совпадает с глиссадой взлета самолетов с аэродрома «Балтимор». Изначально полигон был создан в интересах аэродрома государственной авиации «Балтимор-Б» и предназначался для применения неуправляемых авиационных средств поражения калибром до 500 кг (рисунок 19).
Рис. 19. Воронки от авиационных снарядов на учебном полигоне
Впоследствии полигон стал использоваться как место проведения российского этапа состязаний «Авиадартс», масштабных учений стрельбе артиллерии, танков и БТР. А с весны 2010 г. на полигоне велась утилизация 164 тысячи железнодорожных вагонов снарядов, в том числе снарядов, полученных по ленд-лизу еще в годы Великой Отечественной войны. Стрельбы на полигоне в 2018 г. стали причиной возгорания на 443 га леса (это больше половины от общей площади лесных пожаров в Воронежской области).
В сентябре 2010 г. последствия от взрывов утилизируемых боеприпасов ощутили на себе жители Воронежа и пригорода, находящиеся в десятках километров от полигона. Первыми забили тревогу жители поселков правого берега р. Дон (Малышево, Гремячье, Рудкино, Костенки, Борщево). Глава администрации поселка Дзержинского сообщил, что из-за взрывов в доме № 30 по улице Тельмана осыпался потолок, а на Железнодорожной-114 обвалился угол дома. Взрывной волной выбивало стекла, в комнатах, падали люстры и сдвигало мебель, где-то обрушился погреб. В школе № 104 выбило стекла, дети лишь случайно не пострадали [94].
В Интернете появились сообщения: «Я живу на проспекте Патриотов. Когда в Погоново бабахает, во дворе срабатывает сигнализация у машин, чуть стекла не вылетают. В открытых окнах рамы от взрыва хлопают. А каково тем, кто живет напротив полигона?» «У меня на Комиссаржевской (исторический центр Воронежа, прим.) то ли гроза, то ли эхо какой-то войны. Регулярно и ежедневно. На Лидии Рябцевой – то же самое». «В поселке Дзержинском дети, вернувшись из школы, плачут от страха, долго не могут успокоиться и просыпались по ночам». «Грохот ужасный (живу у ДК Кирова), окна дрожат, ребенок плачет…». В 3 км от полигона в селе Костенки, где расположен уникальный государственный археологический музей-заповедник, от вибрации пострадала церковь. В прокуратуру посыпались жалобы, так взрывы были слышны даже на расстоянии 30 км от полигона, утилизация боеприпасов велась с раннего утра и до глубокой ночи.
Военная прокуратура все доводы опровергала, утверждая, что мощность взрывов уменьшили вдвое благодаря новым технологиям утилизации боеприпасов. Летом 2011 г. на полигоне «Погоново» погибли двое солдат, а в огород жителя села Гремячье прилетел снаряд от установки «Град». Гарнизонная прокуратура, проверив работу полигона, сообщила, что нарушений нет, закладки боеприпасов для взрывов в норме, а доказательств, что разрушения в домах причинили взрывы, нет, и ни о какой компенсации жителям за разбитые стекла, обвалившиеся потолки и трещины в стенах речь идти не может. На карте представлена зона ощутимого воздействия подрывов снарядов на полигоне «Погоново» (рисунок 20). Ее радиус составил около 32 км.
Рис. 20. Зона ощутимого воздействия подрывов снарядов на полигоне «Погоново»
Для изучения воздействия взрывов в «Погоново» на территории площадки Нововоронежской атомной станции (НВ АЭС) воронежскими учеными были проведены дополнительные исследования, в которых использовались сейсмические станции стационарной локальной и временной сетей. На рисунке 21 представлена схема расположения полигона «Погоново» и сейсмических станций локальной сети [72].
Рис. 21. Схема расположение полигона, НВ АЭС и сейсмических станций локальной сети [72]
На рисунке 22 представлены 8-минутные фрагменты записей вертикальных составляющих взрывов на полигоне «Погоново» и карьерах «Лебединский» и «Павловский» по открытому каналу и в диапазоне частот 0,4–0,8 Гц на сейсмических станциях стационарной и временной сети. За небольшой интервал времени площадка станции подверглась массированному воздействию техногенной сейсмичности: восемь взрывов на полигоне «Погоново», два взрыва в карьере «Лебединский» и один – в «Павловском». Сравнивая эффект, созданный взрывами в карьерах, видно, что взрывы в «Погоново» оказывают на площадку НВ АЭС большее сейсмическое воздействие. Более детальный анализ взрывов на полигоне «Погоново» показал, что в 2010 г. с конца апреля было зафиксировано 63 массовых подрыва боеприпасов, в большинстве случаев состоящих из нескольких блоков с интервалом подрыва меньше минуты. Общее количество подорванных блоков составляет 444 штуки.
Распределение количества взрывов на полигоне по времени суток показало, что взрывы производились с 5 утра до 6 часов вечера, основное их количество приходится на первую половину дня, а максимальное – на 6 часов утра. Анализ распределения количества взрывов по дням недели показал, что взрывы производятся даже в выходные дни: субботу и воскресенье, но их количество не превышает 10 % от общего. Максимальное количество взрывов производится в четверг и пятницу.
1–8 – полигон «Погоново»; 9–10 – карьер «Лебединский», 11 – карьер «Павловский»
Рис. 22. Вертикальные составляющие взрывов, зарегистрированных сейсмическими станциями [72]
Анализ взрывов по энергетическому классу показал, что большинство их относится к событиям с К23. Но фиксировали и более мощные взрывы, вплоть до 5 класса (рисунок 23).
Рис. 23. Распределение взрывов в «Погоново» по коэффициенту мощности, 2010 г. [72]
Взрывы регистрировали не только станциями локальной, но и региональной сети (рисунок 24).
Рис. 24. Расположение эпицентров взрыва на полигоне «Погоново» и сейсмических станций локальной и региональной сетей
Зафиксированные случаи регистрации взрывов на расстоянии 180 км вызвали некоторое недоумение ученых. Ими было установлено, что скорость регистрируемой от взрыва в «Погоново» волны близка к скорости звука. Таким образом, регистрируемая волна по своим свойствам одновременно является сейсмической (регистрируется сейсмоприемниками) и акустической (распространяется со скоростью звука).
В результате расчетов получены осредненные скорости по всем станциям в диапазоне от 326–330 м/с. Скорость хорошо согласуется со скоростью звука в воздухе при соответствующей его температуре (около –6 С). На удалении 20 км от вибратора на записях трехкомпонентных сейсмоприемников были зарегистрированы поверхностные сейсмические волны, индуцированные приходящей акустической волной. Такие волны называются сейсмоакустическими. Процесс их образования включает взаимосвязанные процессы: 1) излучение источником акустических волн; 2) распространение акустических волн вдоль поверхности Земли; 3) возбуждение сейсмических волн акустическими волнами, приходящими в точку регистрации.
Проведенные эксперименты по локации источников инфразвука при помощи сети сейсмоинфразвуковых комплексов (СИЗК) «Апатиты» показали, что инфразвуковые сигналы от взрывов, зарегистрированные барографами СИЗК, видны также и на сейсмических записях. По записям барографов также обнаружен эффект повторного прихода инфразвуковых волн в пункт регистрации через тропосферу и стратосферу. Это можно также наблюдать на записи сейсмостанции «Новохоперск». Этот эффект может быть связан и с отражением инфразвуковой волны от высокого берега реки западнее полигона. В зависимости от наличия температурной инверсии в приповерхностном слое образуется канал (волновод), который может захватить от 13 до 20 % (вместо 2%) всей акустической мощности поверхностного взрыва. Мощные инфразвуковые волны могут вызывать разрушения и повреждения конструкций, оборудования, а также влиять на здоровье людей.
Для инфразвуковой волны заметное рассеяние и отражение создают лишь очень крупные объекты – холмы, горы, высокие здания. Если рассмотреть изменение уровней высот по трассам на сейсмические станции от эпицентра взрыва, то видно, что только в сторону сейсмических станций «Сторожевое», «Дивногорье» и «Галичья Гора» наблюдается повышение высот, а в сторону сейсмостанции «Новохоперск» повышение отсутствует. Таким образом, наиболее эффективной мерой снижения воздействия взрывов на жилые постройки близлежащих населенных пунктов может быть рассеивание инфразвуковой волны на элементах рельефа местности.