Экологические особенности шахтных вод Донбасса
О.И. Мельник, О.А. Олексенко, Ю.Б. Панов
Донецкий национальный технический университет
Проведение оценки состояния окружающей среды, загрязнение которой оказывает негативное влияние на условия существования биологических организмов, является, в настоящее время, одной из наиболее актуальных задач. В Донбассе - одним из основных загрязнителей природной среды является угольная промышленность. В этой связи наиболее важным представляется изучение качества угля, отходов угледобычи и шахтных вод района. Эта проблема имеет два аспекта. Во-первых, изучаются элементы и соединения, повышенные концентрации которых представляют угрозу для здоровья человека. И, во-вторых, решаются вопросы рационального использование природных ресурсов, одним из направлений которых является попутное извлечение ценных компонентов из углей, отходов и шахтных вод.
В данной статье представлены новые результаты геохимического изучения шахтных вод Донецкого бассейна.
Гидрогеохимнческие исследования включали отбор более 50 проб шахтных вод из угольных шахт Донецко-Макеевского и Центрального районов Донбасса и их лабораторное исследование с помощью химического и спектрального полуколичественного анализов, проведенных в лабораториях Национальной геологической службы США (г.Рестон) и лаборатории ПГО «Укруглегеология» (г.Донецк).
Для шахтных вод Донецкого бассейна, характеризующихся преимущественно сульфатно-хлоридно-натриевым составом и высокой минерализацией, наиболее типичными элементами являются: Li, Ва, Mn, Ti, Pb, Sr, Ni, Mo, Cu, Cr, V, B, Br, F, выявленные практически во всех пробах. Меньшей встречаемостью характеризуются Zn, Bi, Zr, Co, La, Ag. В шахтных водах районов не установлены ТI, Та, Нf.
Поскольку сброс шахтных вод, содержащих химические элементы в концентрациях, превышающих предельно допустимые, представляет потенциальную опасность для окружающей среды, необходимо изучение распределения химических элементов всех классов опасности.
В пробах шахтных вод вышеперечисленных районов Донбасса наблюдается следующие закономерности распределения токсичных элементов.
Из элементов I класса опасности повсеместно превышают ПДК концентрации свинца (до 3 раз).
Наиболее часто в концентрациях, превышающих ПДК, в шахтных водах района встречаются элементы II класса опасности: литий, бор, никель, молибден, сурьма. Содержания лития превышают ПДК (0,03мг/л) по всем изученным шахтам. Наиболее высокие концентрации лития зафиксированы в водах шахты «Октябрьский рудник» (0,183 мг/л), им. Горького (0,097 мг/л), «Лидиевка» (0,154 мг/л), им. Орджоникидзе (0,127 мг/л), нм. Баженова (0,105 мг/л). Превышения ПДК по этим шахтам составляют 2-6 раз. Часто превышают ПДК содержания в йодах никеля (ПДК 0,1 мг/л): им. Горького (0,17 мг/л), им. Челюскинцев (0,12 мг/л), «Лидиевка» (0,12 мг/л), «Орджоникидзе» (0,13 мг/л); бора (ПДК 0,5 мг/л): «Мушкетовская» (0,59 мг/л), ш/у «Донбасс» (0,84 мг/л), № 9 «Капитальная» (0,59 мг/л), № 6 «Красная звезда» (0,59 мг/л), им. газеты «Правда» (0,71 мг/л). В единичных пробах отмечены концентрации сурьмы, превышающие ПДК, - «Лидиевка» - 0,116 мг/л (ПДК 0,05 мг/л); а также молибдена им. Горького - 0,56 мг/л (ПДК 0,25 мг/л).
Из элементов III класса опасности превышают ПДК содержания бария и марганца, в редких случаях - стронция и ванадия. Превышения ПДК (0.1 мг/л) по барию составляют 6-60 раз. Наиболее высокие концентрации характерны для вод шахт им. Челюскинцев (4,32 мг/л), «Лидиевка» (3,85 мг/л), им. Орджоникидзе (4,22 мг/л). «Октябрьский рудник» (3,7 мг/л), «Иловайская» (6,21 мг/л). По этим же шахтам зафиксированы наиболее высокие содержания марганца, превышающие ПДК в 2-40 раз. Следует также обратить внимание на характерное для района превышающее ПДК содержание титана, достигающее 3,7 мг/л (шахта «Октябрьский рудник»).
Данные исследований шахтных вод, сделанные в лабораториях «Укруглегеология» были дополнены результатами анализов, проведенными американской Геологической службой. Эта анализы показали следующее. Из элементов I класса опасности содержание Se почти повсеместно превышает ПДК. Из элементов ІІ класса опасности зафиксированы превышения ПДК по литию – до 5 раз. Из элементов ІІІ класса опасности по единичным пробам превышают ПДК до 2 раз содержание марганца. Содержание SO 2-4 и CI- превышает стандарт в 3-4 раза. По всему исследуемому району наблюдается превышение содержаний Вr- до 10 ПДК.
Полученнные данные показывают, что необходимо проведение дальнейших исследований с целью изучения токсичных компонентов, попутно решая вопросы, связанные с очисткой шахтных вод района, что должно улучшить экологическую ситуацию в регионе.