Доклады IX Всеукраинской научной конференции "Охрана окружающей
среды и рациональное использование ресурсов", г. Донецк, 1999 г.
Проскурня Ю.А., Тарасова В.А.
ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ТОКСИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В УГЛЯХ ДОНЕЦКО-
МАКЕЕВСКОГО ПРОМЫШЛЕННОГО РАЙОНА ДОНБАССА
В углях и породах угленосной толщи постоянно встречаются элементы-примеси
цветных,редких,благородных и радиоактивных металлов.Токсичными элементами
S,As,Hg,Be,F,Pb при концентрациях выше ПДК, эти же элементы при концентрациях
ниже ПДК, а также W,Ni,Cr,Mn отнесены к потенциально токсичным.
Для изучения распределения в углях токсичных элементов первого класса
опасности (Hg,As,Pb,Be) было проведено керновое и бороздовое опробование
угольных пластов некоторых шахт Донецко-Макеевского промышленного района - имени
Горького, "Кировской", имени Засядько, "Октябрьской", имени Абакумова и другие.
Данные опробрвания изучались с помощью химического (As), спектрального
полуколичественного (Hg,As,Pb) и атомно-абсорбционного (Hg) анализов,которые
были проведены в лаборатории ПГО "Донбассгеология".Обработка данных анализов
проводилась на ПЭВМ с помощью пакетов прикладных программ STATGRAF,SURFER. Были
установлены основные статистические характеристики, корреляционные связи между
отдельными элементами, а также связи между элементами и качественными
показателями угля:зональностью,содержанием серы,выходом летучих. Исследованы
особенности пространственного распределения элементов в угольном пласте с
помощью построения карт изоконцентраций.
В результате исследований получены следующие данные.Концентрации ртути в
пределах шахтных полей принимают значения от 0,001 г/т до 2 г/т, в среднем
составляя 0,15 г/т.Содержания мышьяка изменяются от 1 до 65 г/т, составляя в
среднем 17 г/т.Содержание свинца варьирует от 1 до 30 г/т в среднем 7 г/т.
Бериллий в угольном пласте содержится в пределах от 1 до 30 г/т в среднем 7
г/т.Содержание ртути,превышающее среднее содержание в углях Донецкого бассейна,
установлены по пластам h10,m3,мышьяка-по пластам h8,h10,k8, бериллия и свинца
практически по всем пластам.
Сравнение концентраций исследуемых элементов с ПДК для почв показало,что по
отдельным пробам концентрации мышьяка превышают ПДК в среднем в 8-9 раз (иногда
- до 32 раз), ртути - до 8-10 раз,свинца-до 15 раз.
При определении основных статистических характеристик были выявлены значимые
корреляционные связи между мышьяком и ртутью (положительная) и бериллием и
мышьяком (отрицательная).Установлена тесная положительная связь содержаний ртути
и мышьяка с содержанием общей серы в угле, что свидетелшьствует о накоплении
этих элементов в условиях восстановительной среды и подтверждает возможность их
нахождения в сульфидной форме.Установлены значимые корреляционные связи между
ртутью и мышьяком и выходом летучих веществ (положительная),и бериллием и
выходом летучих (отрицательная).
Анализ площадного распределения четырех токсичных элементов в пределах
шахтных полей показал,что ртуть и мышьяк имеют сходное распределение.К полям
высоких содержаний ртути и мышьяка в целом тяготеют и высокие концентрации
свинца.В то же время пространственное распределение бериллия отличается от
распределения мышьяка,ртути,свинца.При этом повышенные содержания бериллия
фиксируются в пределах полей относительно низких концентраций ртути,мышьяка и
свинца в угольном пласте.В целом пространственные поля всех элементов сложно
дифференцированны.
По результатам исследований можно сделать следующие предварительные выводы.
Наиболее сложным распределением в угле характеризуется ртуть.Положительная
корреляционная связь ее с содержанием серы в угле предполагает концентрацию
ртути в пирите.Так как в результате обогащения угля пирит уходит в хвосты,
следует ожидать интенсивное накопление ртути в хвостохранилищах обогатительных
фабрик.Вероятно, аналогичным образом ведут себя мышьяк и свинец.Полученные
данные следует учитывать при потреблении углей с высоким содержанием ртути,
мышьяка,свинца,а также при использовании отходов углеобогащения (изготовлении
кирпича,керамзита,аглопорита и т.д.).При использовании углей,обогащенных
Beнеобходимо иметь в виду,что при сжигании угля бериллий,находящийся в
органической части, образует тонкодисперсную пыль окисла,которая не улавливается
электрофильтрами.Сжигание таких углей может представлять потенциальную опасность
для окружающей среды.