Хозяйственная деятельность человека приводит к накоплению на дневной поверхности огромного количества отходов горного производства, отходов металлургических, химических заводов, углеобогатительных фабрик, энергетических предприятий и других производств. На территории Украины в результате деятельности 500 промышленных предприятий только твердых отходов накоплено около 25 млрд.т. Эти отходы негативно влияют на природные ландшафты и экологические условия, занимая площадь около 150 тыс. га плодородных земель и ухудшая среду обитания человека. В Донбассе образуется более 20% отходов Украины, в том числе 45% доменных и 50% сталеплавильных шлаков, 35% золо- и шлаковых отходов тепловых электростанций, огромное количество отходов горного производства, обогащения и т.д. В регионе в настоящее время накоплено свыше 4 млрд.т крупнотоннажных отходов.

В черной металлургии Украины суммарное количество ежегодно теряемого железа составляет 35 млн.т, половина его потерь приходится на горнорудную промышленность, где оно, в основном, содержится в отходах, представляющих слабомагнитные окисленные руды, не поддающиеся обогащению применяемыми способами обработки железорудного сырья. На металлургических предприятиях накоплено более 70 млн.т шламов, из которых только 21 млн.т пригодны для использования в металлургии, а остальные - разубожены отходами коксохимических и других производств.

Полежаковские шлаковые отвалы Донецкого металлургического завода расположены в Ленинском районе г. Донецка и предназначены для складирования неутилизированных промышленных отходов металлургического производства. Территория, на которой расположены отвалы, приурочена к Крынско-Нагольчанскому физико-географическому району, расположенному на южных склонах Донецкого кряжа в верхнем течении реки Кальмиус. Подземные воды исследуемой территории заключены в рыхлых плейстоценовых отложениях и подстилающих в различной степени выветрелых и трещиноватых породах карбона. Существующие водоносные горизонты образуют единый комплекс водоносных пород, имеющий практически единую, свободную поверхность. Подземные воды являются незащищенными от химического и микробного загрязнения. Поток подземных вод направлен в сторону р. Кальмиус, уровенная поверхность в основном повторяет современный рельеф, осложненный антропогенным преобразованием. Тело отвалов расположено на правом борту балки, отсыпано в различное время и имеет сложное строение. На востоке и западе откосы отвалов представляют собой террасы, на которых растут кустарник и отдельные деревья. Здесь хранятся давно отсыпанные отходы. Южная часть отвалов отсыпана недавно, представляет собой ровный откос высотой до 33 м с углом 28-33°. Поверхность тела отвалов имеет неровную поверхность с отметками 153-158 м.

Для проведения мониторинга состояния гидросферы в зоне влияния Полежаковских отвалов сотрудниками производственно-геологического предприятия «Артемовская гидрогеологическая партия» были пробурены одноразовые скважины с заглублением не менее 2 м ниже появившегося уровня воды. Пробы воды отбирались после предварительной откачки для удаления застоявшейся воды, прокачки фильтра и осветления воды во вновь пробуренных скважинах. Объем откачиваемой воды составлял не менее 2-х объемов воды в скважине. Пробы воды отбирались в соответствии с ГОСТ 24481-80. По данным химико-аналитических исследований проб поверхностных и подземных вод, выполненных в центральной лаборатории ГРГП «Донецкгеология», в соответствии с СанПиН № 4630-88, ГОСТ 2874-82 и СанПиН №136/1940-97 определялась степень их загрязнения. Анализ и обработка полученных данных осуществлялась авторами с помощью компьютерных программ SPSS и Surfer.

Качество подземных вод сравнивалось с качеством воды, применяемой для хозяйственно-бытовых целей. Оценка степени загрязнения вод по санитарно-токсикологическому и органолептическому признакам вредности выполнялось по принятой в СанПиН 4630-88 шкале, и определялась автором работы по формуле:

где СПК – суммарный показатель концентраций элементов с одинаковым лимитирующим признаком вредности;

С₁, С₂ – обнаруженные концентрации элементов, мг/дм³;

ПДК₁, ПДК₂ – предельно-допустимые концентрации в воде этих же элементов, мг/дм³.

Как показали проведенные исследования, суммарное загрязнение подземных и поверхностных вод компонентами санитарно-токсикологического лимитирующего признака характеризуется умеренной и высокой степенью. Аномальная зона выделяется с северо-запада к юго-востоку, полностью охватывая восточную часть территории. В пределах образовавшегося ореола располагаются шламонакопитель, шламоотвал и участок несанкционированной свалки, которых находится между ними. Основными компонентами, влияющими на СПК, являются свинец, кадмий и ртуть. По всей территории опробования превышение ПДК для ртути составляет 1,2-1,6 раз. Именно на этой территории располагается участок несанкционированной свалки.

Суммарное загрязнение компонентами, влияющими на органолептические показатели воды, на большей части исследуемой территории соответствует высокой степени. Выделяется локальная точечная аномалия чрезвычайно-высокой степени загрязнения, расположенная с севера-запада от шломанакопителя. Масштабный ореол высокой степени загрязнения распространяется с северо-запада на юго-восток, охватывая в свои границы шламонакопитель, несанкционированную свалку бытовых отходов, а так же шламоотвалы. Основными загрязнителями, определяющими уровень суммарного загрязнения на исследуемой территории, являются сульфаты (превышение ПДК достигает 3,5 раз), железо (превышение ПДК до 2 раз), хлориды (превышение ПДК до 1,5 раз) и в минимальной степени марганец.

В результате проведенных исследований можно утверждать, что основным источником загрязнения гидросферы на данной территории является шламонакопитель, так как основными элементами, которые составляют суммарный показатель загрязнения, являются сульфаты, хлориды, железо марганец, свинец, кадмий, которые характерны для отходов черной металлургии. Кроме этого, воды данного района имеют повышенную минерализацию и жесткость. Посторонние источники воздействия на подземные воды на исследуемой территории – это несанкционированные свалки различных отходов и мусора, расположенные по всей периферии отвалов. Т.о., установлено негативное влияние отходов Донецкого металлургического завода на поверхностные и подземные воды, что вызывает необходимость постоянного мониторинга состояния гидросферы в зоне их влияния.