Хлякина М.Г., Панов Ю.Б.
Новосибирский Государствнный университет - 2002.

Донбасс расположен в южной части Восточно - Европейской платформы, на территории восточной части Украины и Ростовской области России. Запасы углей здесь насчитывают примерно 96 млрд. тонн, из которых около 10 млрд. тонн извлечено за 200 лет горно-промышленного освоения этого региона.

Угли Донбасса содержат в том или ином количестве примеси различных химических элементов - серы, мышьяка, сурьмы, кадмия, хрома, бериллия, селена, ртути и др. Характерной особенностью углей Донецко- Макеевского и Центрального горнопромышленных районов Донбасса является повышенная концентрация в них мышьяка и, особенно, ртути. Это объясняется условиями угленакопления, происходившего на фоне дегазации мантии по зонам глубинных разломов и обогащением углей различными металлами при формировании в осадочной толще ртутных месторождений типа Никитовского.

Использование обогащенного ртутью угля в коксовой промышленности, металлургии, на ТЭЦ, а также в бытовых целях вело к широкому загрязнению окружающей среды ртутью и другими токсичными веществами.

Попадая в организм человека, атомы ртути поглощаются белковыми молекулами и образуют метилртуть, которая крайне негативно влияет на иммунную систему, вызывает развитие злокачественных опухолей, расстройства нервной системы, аллергические дерматозы и поражает многие внутренние органы человека.

Для определения средних содержаний ртути в угольных пластах действующих шахт были отобраны образцы угля. Бороздовые пробы были отобраны из угольных пластов трех шахтах - «Глубокая» и «Октябрьская» в Донецко- Макеевском районе и шахте «Артема» в Луганском районе, а также из пластов, обнажающихся в пределах заброшенных ртутных карьеров в районе г. Никитовка.

Элементный анализ углей был сделан в лаборатории Американской геологической службы (АГС). При этом уголь сжигался при температуре 525 С0 и зола анализировалась комбинированной индуктивной плазменно-атомной эмиссионной спектрометрией и комбинированной индуктивной плазменно-массовой спектрометрией. Для определения содержания ртути в углях использовался метод атомной абсорбции холодного пара.

Самые высокие концентрации ртути обнаружены в пробах из угольных пластов h6 и g2 в карьерах Никитовского месторождения. Они варьируют от 12.8 г/т до 25.5 г/т. В образцах угля из действующих забоев шахы "Глубокая" содержание ртути составило 0,06 г/т (пласт h4); 1,5 - 3,5 г/т (пласт h6); 0,31 – 0,35 г/т (пласт h10). В угле пласта m3 шахты «Октябрьская» содержание ртути составило 0,27 г/т, а наиболее низкие ее содержания отмечены в угле пластов k5 и k6 шахты им. Артема в Луганской области – 0,05 – 0,06 г/т. Согласно действующим стандартам США предельно допустимая концентрация ртути в битуминозных углях составляет 0.17 г/т (по данным Брегга и др., 1997).

Вариации содержания ртути во многом зависят от места отбора пробы. Например, в пробах из угольных пластов h6 и h10 шахты "Глубокая" наблюдается обогащение серой и ртутью в верхних частях этих пластов, в сравнении с образцами из средних или припочвенных частей пласта. В то время как обогащение металлами-примесями в региональном масштабе является результатом близости крупных разломов, возможно, что вариации в пределах шахтных полей объясняется также наличием зон менее значительных дизъюнктивов, которые также могли являться путями миграции гидротерм. Подобная закономерность установлена для обогащенных металлами угольных пластов штата Алабама, где повышенные концентрации токсичных металлов связаны с мелкоамплитудными тектоническими разрывами.

Электронная микроскопия образцов углей из шахт Украины позволила установить четкую корреляционную зависимость между содержанием ртути и количеством пирита в угольных пластах. Подобная зависимость отмечена в углях шахт штата Алабама (Diehl и др).

Изучение угольных пластов Донбасса в действующих шахтах проводилось для оценки степени обогащения металлами углей и потенциального воздействия их утилизации на окружающую среду. Некоторые пробы угля существенно обогащены токсичными металлами относительно действующих американских стандартов. Это обогащение в значительной степени имеет избирательный характер и широко варьирует как в пределах одного шахтного поля, так и среди различных шахт. Для контроля обогащения углей металлами необходимы более детальные исследования в обоих направлениях. Как ожидалось, угольные пласты, в оставленных ртутных карьерах Никитовки имеют чрезвычайные обогащение, и представляют потенциальную опасность при использовании для внутренних бытовых и промышленных целей.

График корреляционной зависимости содержания
ртути и количества пирита в угольных пластах Донбасса
(исключая образцы в пределах Никитовского рудного поля)

Если в незагрязненных заповедных ландшафтах юго-востока Украины, принятых за эталон доантропогенных почв среднее содержание ртути составляет 0,037 мг/кг, то в почвах многих жилых массивов, где происходит в значительном объеме бытовое сжигание угля, наблюдается концентрация ртути в количестве 0,15 – 0,37, а иногда до 0,74 мг/кг. В почвах же г. Горловки в районе Никитовского ртутного комбината и г. Енакиево, вблизи коксохимического завода, использующего местные угли, количество ртути достигает 10 – 20 мг/кг.

ЛИТЕРАТУРА

1. Панов Б.С., Шевченко О.А., Проскурня Ю.А. и др. К геоэкологии Донбасса//Проблемы экологии.-1999,№1,с.17-26

2. Дворников А.Г. Ртутоносность углей Донецкого бассейна.-М.: Недра,1987, 158с.

3. Никольский И.Л. Геология ртутных месторождений Центрального района Донецкого бассейна.- Донецк: Изд-во: Донецкий индустриальный институт,1959, 89с.

4. Национальный доклад о состоянии окружающей природной среды в Украине в 2000г. Министерство экологии и природных ресурсов Украины. Киев, 2001г.