Угольные месторождения содержат широкий спектр различных химических элементов, которые заключены как в самих углях, так и во вмещающих породах. Такие элементы могут являться сопутствующими полезными ископаемыми (источник промышленного получения германия), сырьём для производства урана, серосодержащих продуктов, горного воска, гуминовых удобрений и т. д., а могут оказаться токсичными. В данной работе речь пойдёт о токсичных элементах, находящихся в углях и шахтных водах Донецко-Макеевского углепромышленного района, которые будут рассмотрены на примере шахты им. В.М. Бажанова.

Угли и вмещающие их породы в пределах чувствительности анализов содержат около 50 малых элементов, из которых постоянно присутствуют 16-20 элементов, иногда называемых ведущими или типоморфными. К токсичным относятся элементы, образующие при добыче и переработке твёрдых топлив токсичные соединения, представляющие опасность с позиции загрязнения окружающей среды – атмосферы, поверхностных или подземных вод, почв. В угольных пластах Донецко-Макеевского района встречаются следующие токсичные элементы - S, Hg, As, Be, F, Se, Zn, Li, Mo, Со и др., фоновые содержания которых приведены в табл. 1.

Эти элементы, а также Pb, V, Ni, Cr, Mn и другие при концентрациях, ниже пределов, относят к потенциально токсичным.

На шахте им. В.М. Бажанова были проведены керновое опробование угля и вмещающих пород методом спектрального полуколичественного анализа, а также спектральный анализ проб воды из скважин, в ходе которых исследовались содержания следующих химических элементов: Rb, Sr, Cs, Ce, Hg, Pb, Cu, Ti, As, V, Mn, Ni, Ga, Cr, Co, Bi, Ba, Nb, Mo, Sn, Li, Y, Zr, Ag, La, Zn, Sc, F, Be, Yb. Как видно из табл. 1,- токсичными, превышающими концентрации в углях, являются As, Co, Mo, Li, Zn, F, Be, а в воде (табл. 2) – Mn (в 10 раз), Ti, Cr, Ba. Во вмещающих породах шахты им. В.М. Бажанова, содержания Mn, Ti, Cr и Ba превышают ПДК, как показано в табл. 2. Вероятно, при взаимодействии подземных вод с вмещающими породами происходит частичное высвобождение этих элементов, вследствие чего и наблюдаются повышения концентраций в водной среде.
        Таблица 2 Содержания «малых» элементов во вмещающих породах (г/т) и воде (мг/л)

Элемент
	Mn	Ti	Cr	Ba
Кларк в осадочных породах по Виноградову	670	4500	100	800
Максимальные содержания во вмещающих породах ш. им. В.М.Бажанова	2000	5000	110	10000
Средние содержания в шахтных водах ш. им. В.М. Бажанова	2,25	1,23	2,1	0,97
Средние содержания в воде	0,1	-	0,5	-

При использовании твёрдых топлив с содержаниями таких элементов как As, Co, Mo, Li, Zn, F, Be, возможно образование в окружающей среде (атмосфере, почве, воде) концентраций токсичных соединений, превышающих ПДК, что может привести к негативному влиянию не только на природную среду, но и на жителей, проживающих в ней. Превышения ПДК этих элементов могут приводить к различным серьёзным заболеваниям у населения (заболевания органов дыхания, ЦНС, онкология…) и снижать качество и продолжительность жизни.

Следовательно, при изучении токсичных и потенциально токсичных элементов (компонентов) при разведке месторождений твёрдых топлив должны быть поставлены следующие задачи:

1 выявление в углях (горючих сланцах), вмещающих их породах, подземных и шахтных водах токсичных и потенциально токсичных элементов;

2 оконтуривание площади распространения углей (горючих сланцев) с концентрациями токсичных элементов, представляющими реальную опасность для загрязнения окружающей среды с детальностью, обеспечивающей отдельный учёт таких углей, а также оценку устойчивости состава вод с содержанием вредных компонентов выше ПДК;

3 изучение и оценка условий загрязнения атмосферы, почв, подземных и поверхностных вод токсичными элементами в объёме, необходимом для разработки мероприятий по предотвращению загрязнения.

Если все выше перечисленные задачи будут выполнены то, очевидно, загрязнение окружающей среды будет минимальным, и жизнедеятельность населенных пунктов, находящихся в непосредственной близости от таких предприятий будет протекать в нормальных (оптимальных) условиях.