О ТЕХНОГЕННОМ ВЛИЯНИИ НА ГЕОЛОГИЧЕСКУЮ СРЕДУ
НА ПРИМЕРЕ ДОНЕЦКОГО БАССЕЙНА
Панов Б.С., Алехин В.И., Леось О.Ю.
''Геоекологічні дослідження. Стан і перспективи,
" Збірка наукових праць міжнародної науково-практичної
конференції, Київ; Знання 1995 р. II частина, стор. 98-101. г.Донецк
Развитие современной цивилизации определяется все возрастающей
ролью минерально-сырьевых ресурсов. Добываемые полезные ископаемые
на 90-100% обеспечивают работу нефтегазовой, угольной, металлургической
и других отраслей индустрии. Техногенное воздействие на геологическую
среду, связанное с постоянно растущим объемом неперерабатываемой
горной массы / около 100 млр. т. ежегодно/ создало в ряде регионов мира
весьма напряженную экологическую обстановку. Одним из таких регионов
является Украина, занимающая около 0,4% поверхности Земли и
производившая до недавнего времени около 5% мировой добычи полезных
ископаемых. Особенно сложная экологическая ситуация, связанная с
техногенным влиянием на среду обитания, сложилась в таком крупнейшем
горнодобывающем регионе, как Донецкий бассейн. Многочисленные шахты,
рудники, карьеры, металлургические, коксохимические и другие заводы на
протяжении почти двух столетий постоянно загрязняют почвенный слой,
подземные воды и атмосферу Донбасса токсичными химическими
соединениями, металлами, пылью и т. д. Нарушение природных ландшафтов,
все увеличивающиеся загрязнения подземных вод и атмосферного воздуха
весьма негативно сказываются на здоровье населения Донбасса. В этом
регионе от старости практически уже не умирают: в 1993 г. причинами
смерти на 95% явились болезни, связанные с ухудшением среды обитания. С
1990 г. естественный прирост населения в Донбассе отсутствует. Даже
растения начинают испытывать тератогинез, то есть уродство: выявлена
трава щирица диаметром 1 см с шипами, как у шиповника, в ряде мест
зафиксировано всего 20-30% годной мужской пыльцы растений вместо 95-
97%. Более тысячи промышленных предприятий только в Донецкой области
выбрасывают в воздушную среду свыше 3 млн. т. в год вредных примесей и
газообразований, жидкой и твердой фазах. Во многих городах /Мариуполь,
Макеевка, Донецк и др./ загрязнения водной и воздушной среды нитратами,
мышьяком, ртутью, другими токсичными элементами в 10-30 и более /до 45-
50 раз/ выше предельно допустимых концентраций /ПДК/.
По заключению подкомитета экономических проблем бывшего СССР,
изучавших в 1991 г. экологическую ситуацию в ряде городов Донецкой
области, этот регион является зоной экологического бедствия. В ряде
населенных пунктов население токсицировано. Например, в Горловке
/Никитовский ртутный комбинат/ отмечены повышенная возбужденность и
не аргументированная агрессивность людей. В Енакиево общее настроение
людей характеризуется подавленностью, угнетенностью и
малоконтактностью. Не лучше обстоят дела, по мнению комиссии, в
Константиновке, Краматорске и других местах. В значительной степени
экологическое состояние Донецкого бассейна определяется огромным
количеством отходов горного производства. За период разработки углей
только в Донецкой области накоплено отходов добычи и обогащения около
1,5 млрд. т.
Для ДДВ характерны процессы самовозгорания угля; тонна угля,
сгорая, выделяет в атмосферу 60 кг пыли, 50 кг сернистого ангидрида, 6 кг
окислов азота и других химических соединений, а также целый набор
радионуклидов в виде радона-222, радия-226, тория-232, полония-207 и
других. Изучение минералогических особенностей угленосных пород,
склонных к самовозгоранию, показало, что этому способствует их высокая
зольность, обусловленная наличием в углях глинистых включений с
сульфидами железа, и повышенная пористость. Разложение пирита и других
сульфидов происходит на терриконах не только в результате их окисления,
но и при широком участии постоянно присутствующих в поверхностной зоне
свободного водообмена тионовых бактерий, особенно Thiobacillus
ferrooxidance. Эти бактерии вызывают деструкцию сульфидов, особенно
пирита, и окисляют сульфидную серу до сульфат-ионов на каждую тонну
H2SO4, образующуюся химическим путем при разложении пирита, возникает
4 т этой же кислоты под действием бактерий. Выделение тепла вследствие
этих экзотермических реакций, протекающих, а пиритосодержащих
угленосных породах, приводит к их разогреву. При нагревании горных
пород до температур 250-2600С выделяющиеся пары серы и сероводород
могут самовоспламеняться. Самонагревание пород переходит в их
возгорание. Температура в зоне горения терриконов, особенно на глубине,
доходит до 800-12000С, при этом породы испытывают термальный
метаморфизм вплоть до их спекания и частичного плавления с образованием
при остывании своеобразного " базальта".
В местах выброса газовых струй на поверхности терриконов
образуются различные техногенные минералы. Наиболее распространены
сера и нашатырь в виде корок, налетов, кристаллов и их сростков. Помимо
серы и нашатыря на горящих отвалах некоторых угольных шахт Донецко-
Макеевского и Центрального геолого-промышленных районов впервые
выявлены новообразованные техногенные минеральные виды: реальгар,
гплотрихит, пиккерингит, масканьит. Повсеместное образование на горящих
терриконах нашатыря, а также других нитратов, например аммонистой
селитры, образует легко подвижный ион NO3, способствует загрязнению
поверхностных и подземных вод зоны гипергезена токсичными
соединениями азота. Самые высокие концентрации нитратов в подземных
водах до 2180,0 мг/л при ПДК-45,0 мг/л установлены западнее Донецка в
водах четвертичных аллювиальных отложений. Кроме горящих терриконов
источниками нитратов в регионе являются сельскохозяйственные удобрения,
продукты жизнедеятельности человека, а также процессы дегазации
угленосной толщи, активно протекающие по мелким и крупным разломам.
В углях Донецкого бассейна нередко фиксируются повышенные
содержания ртути /до 0,1-0,2 г/т / и мышьяка /до 1000 г/т/. При сжигании
углей ртуть и мышьяк вначале улетучиваются, а затем осаждаются и
проникают в почвенный покров и подземные воды. Поэтому в подземных
водах Донецко-Макеевского геолого-промышленного района отмечена
концентрация мышьяка, в 24 раза превышающая ПДК, а в Центральном
районе загрязнение подземных вод ртутью превышает ПДК в 20-30 раз.
Большую нагрузку оказывает горнодобывающие предприятия
Донбасса и на воздушный бассейн региона. Ежегодно наиболее
метанообильными шахтами Украинской части бассейна из недр извлекается
до 2,2-2,5 млрд. м3 метана. При этом через дегазационную сеть поступает до
1,9 млрд. м3 воздушно-газовой смеси, используемой лишь на 15-20% в
качестве котельного топлива. Основной же объем извлекаемых из недр газов
выбрасывается в атмосферу. В условиях кризисной ситуации, создавшейся на
Украине с энергоносителями, следует приступить к реализации программы
промышленного освоения метана недр Донецкого бассейна, что позволит
решить триединую задачу в регионе: улучшить безопасность труда горняков,
восполнить недостаток в газовом сырье и снизить негативное воздействие
угольных шахт на воздушный бассейн.
Ежегодный ущерб от загрязнения окружающей среды в Украине
составляет более 15% валового национального продукта и является одним из
самых высоких в мире. Для Донецкого бассейна характерна еще более
высокая техногенная нагрузка на природу, поэтому необходимы
радикальные изменения в природопользовании Донбасса.
Изучение техногенного влияния на геологическую среду Донбасса, а
также других крупных горно-промышленных районов мира становится все
более актуальным, и эти исследования целесообразно проводить совместно
коллективами специалистов разных стран по согласованным программам.
|