Современные экологические проблемы Донецкого бассейна

Панов Б.С., Шевченко О.А., Дудик А.М., Дудик С.А., Селяков С.Ю.

Донецкий каменноугольный бассейн - крупнейший индустриальный регион Украины, промышленное развитие которого насчитывает более 200 лет. Подобно Рурскому бассейну в Германии или Пенсильванскому В США он сыграл выдающуюся роль в становлении угольной, металлургической и иных видов промышленности, развитии геологической, горной и других наук, основании университетов, институтов и колледжей. Основа существования региона - его минерально-сырьевые ресурсы; здесь геологами открыто и разведано свыше 800 месторождений более 50 видов минерального сырья. Их стоимость по оценкам зарубежных специалистов составляет свыше 3 триллионов долларов США. Однако систематическое нарушение и не соблюдение законов и правил Природы действующих независимо от воли людей, привело к тому, что Украина (о особенно Донбасс) стали регионами Европы, где сложилась весьма напряженная, а местами катастрофическая экологическая ситуация. В результате техногенного загрязнения окружающей среды Донбасса нарушено динамическое равновесие а опасность поражения человека стала одной из наиболее высоких в Украине и мире.

Здоровье жителей региона на 70% и более зависит от экологического состояния среды (в мире 21%). Так если в Донецкой области в 1991 г. число умерших и число родившихся составили соответственно 60,8 и 54,4 тыс. чел., то в 2000 г. умерло уже 80,1 тыс. чел., а родилось 29,5 тыс. чел. (1). Средняя продолжительность жизни мужчин в Украине по официальным данным составляет 58 лет, а в Донбассе - не более 53-55. Кроме того, загрязнение окружающей среды Донбасса пагубно влияет на генетический аппарат человека, и у нас год от года растет количество детей, родившихся с генетическими уродствами, а детская заболеваемость с 1996 по 1999гг. возросла на одну треть. По заключению специалистов, изучавших экологическую ситуацию в ряде городов Донбасса, причинами смерти на 95% явились болезни, обусловленные ухудшившейся средой обитания, а сам регион признан зоной экологического бедствия.

Весьма напряженную экологическую обстановку создало в Донбассе все возрастающее техногенное воздействие на среду обитания, связанное с разработкой углей и других полезных ископаемых, развитием металлургической, коксохимической, строительной и иных видов промышленности, работой ТЭЦ, сжигающих каменный уголь, и других производств. Техногенная нагрузка на геологическую среду в регионе превышает аналогичный показатель в соседних странах в 5-15 раз.

Одна из острейших проблем - загрязнение воздушного бассейна: данные показывают, что индекс загрязнения атмосферы в Донбассе один из самых высоких в Украине. Подобное загрязнение обусловлено, в первую очередь, высокой плотностью выбросов в атмосферу загрязняющих веществ, поставляемых более 1500 предприятиями. Количество выбросов по данным за 2001 г. выброшено более 1,8млн.т вредных для здоровья веществ, т.е. на 1км2 территории приходится 70т выбросов, что в 10 раз превышает этот показатель на Украине. Общий валовый выброс в Украине составляет 316,4 тыс. т/г. При этом вклад угольной отрасли, широко представленной в Донбассе,(горящие породные отвалы, работа шахтных котельных, вентиляционные выбросы), составляет 183,0 тыс.т/год, из этого обЪема 155,4тыс.т/год приходится на выбросы метана - опасного парникового газа, приводящего к глобальному потеплению. Кроме того, только 1т угля, сгорая, выделяет в атмосферу 60 кг пыли, 50кг сернистого ангидрида, 8кг окислов азота и других химических соединений, а также целый набор радионуклидов в виде радона-222, радия -226, тория -232 и др.

Особую опасность для здоровья человека и всей окружающей среды представляет повышенное содержание ртути в приземной атмосфере. поэтому были проведены работы по ее определению в городах Донецке, Горловке и в окрестностях Никитовского ртутного комбината. С помощью автоматического газоанализатора ИМГРЭ-8, расположенного на микроавтобусе, было определено количество паров ртути в воздушной среде указанных мест. В Донецке измерения проводились непрерывно при движении микроавтобуса на расстоянии 16км от западной границы города до его центра и в обратном направлении. В результате выявлено, что содержание ртути в воздухе Донецка в среднем составляет 25-30 пг/л (пг/л=1*10) при фоновых концентрациях за пределами промышленных регионов до 2,2 пг/л. Еще более значительные содержания паров ртути были выявлены в г.Горловка, особенно в районе Никитовского ртутного комбината: от 155-300 до 1427-1680 пг/л, что является причиной ртутной интоксикации жителей этого района, их повышенной заболеваемости и детской смертности. Ведь пары ртути при дыхании сорбируются белковыми молекулами и трансформируются в токсичную метилртуть. Она поражает все органы человека, отрицательно влияет на центральную нервную систему, нарушает иммунную систему, способна накапливаться в организме человека и вызывать возникновение злокачественных опухолей.

Почвы, являясь главным депонирующим компонентом природной среды, хранят в себе основной объем информации о физико-химических изменениях окружающей среды за весь период техногенеза. Они, как никакой другой компонент окружающей среды, требуют детального экологического обследования и постоянного наблюдения (мониторинга).

Методика эколого-геохимического картирования почв, проведенного в пределах Донецко-Макеевского района, занимающего площадь более 1000 км2 и являющегося одним из крупнейших горно-промышленных регионов не только Украины, но и Европы в целом, заключалясь в следующем: 1. Отбор проб из верхнего почвенного горизонта (А) с глубины до 5 см по сети 200*200-100*100м. Всего было отобрано около 20000 почвенных проб. 2. Определение с помощью спектрального метода 37 химических элементов (анализатор РGS-2): Ag,Mo,Pb,Ni,Cr,V,Sn,Be,Ga,Bi,Ge,Sc,Ta,In,B,Mn,Cu,W,Mg,Cd,Al,Fe,Co,Si,Nb,La,Y,Li,Ta,Zr,Ce,Sb,Hf,Sr, P,Th,U,Ti,As,Na,Ba,Ca,F. 3. Определение ртути с помощью атомно-абсорбционного метода (анализатор РАФ-1). 4. Определение с помощью атомно-абсорбционного (анализаторы AAS-I, AAS-3, Hitachi-7000) и спектрофотометрического методов (анализатор СФ-26)в пробах из очаов высокой степени загрязнения As,Cd,Sr,Sb,Zn,Cu,P,Mo,Ni,Cr,Mn,Mg,Ag,Bi,Sn. 5. В почвенных пробах, отобранных по сети 1000*1000 м, изучалось распределение аммоний-, нитрат-, нитрит-, хлор-иона. 6. Обработка аналитических данных и построение эколого-геохимических карт.

Эколого-геохимическое картирование района по двнным около 20000 проб, с исследованием распределения в почвах 44 химических элементов, а также соединений азота и хлоридов показали: 1.Изменения химического состава почв под воздействием многообразных техногенных процессов произошли практически на всей исследованной территории,что характерно также для всего региона в целогм.Почти на 50% ее площади химические изменения почв достигли средней,высокой и чрезвычайно высокой степени.В их загрязнении, равно как и других компонентов окружающей среды, участвуют 26 химических элементов,а также нитраты, нитриты, аммонийный азот и хлориды. 2. Наиболее высокой активностью среди металлов и техногенных физико-химических изменениях почв обладают ртуть, свинец, цинк, мышьяк, германий, молибден и серебро. 3. Результатгигиенической оценки свидетельствует, что на 15% урбанизированной части территории согласно нормативам Минздрава жизнедеятельность населения подвержена опасности в связи с высокой степенью загрязнения почв металлами (образованием опасных и чрезвычайно опасных очагов химического загрязнения). 4. Установлено, что основная роль впроисшедших химических измененияхпочв и других компонентов биосферы региона принадлежит угледобыче и углепотреблению (промышленному и бытовому) экологически "грязных" углей Донбасса (геохимически специализированных на ртуть, мышьяк, серу, германий, молибден, бериллий, а отдельные марки - также на литий и скандий), а такжечерной и цветной металлургии.

Оценка суммарных возможных зон подтопления в Донецкой области характеризуется площадью 400,4 км2, количество подтапливаемых населенных пунктов - 115 с населением 181,4 тыс.чел. Угрозаподтопления в регионе определяется также высокой гидродинамической нагрузкой, обусловленной наличием 1321 гидротехнических сооружений общим объемом 1810,7 млн м3, в том числе: 31 водохранилища объемом 1134,6 млн м3; 1004 пруда объемом 400,6 млн м3; 136 прудов шахтных вод объемом 32,1 млн м3; 150 шламонакопителей, хвостохранилищ предприятий угольной, металлургической, химической промышленности и энергетики.

Для дорабатываемых горными выработками городов Донбасса (особенно в районах распространения крутых (45-70) углов падения угольных пластов)-Горловка, Енакиево, Дзержинск, Углегорск - характерны специфические деформации земной коры: на фоне общего сравнительно плавного оседания в среднем на 10-15 см в год возникают сосредоточенные деформации - террасообразные уступы, вытянутые вдоль простирания пластов; максимальнаявысота уступов достигает 60 см при скорости роста 1-4 см в год. В связи с этим в 1987 г. в г. Горловка внезапно рухнули два подъезда жилого дома (погиб 1 человек). Подобные явления имели место и в г. Донецке (1982 г. и др).

Своеобразными непредвиденным католизатором активности экзогенных геологических процессов являются техногенные факторы. В Донбассе это прежде всего закрытие угольных шахт, так как эти работы проводятся, к сожалению, с нарушением законодательных и нормативных документов по охране окружающей природной среды и обеспечению техногенно- экологической безопасности населения и территорий. Все это сказывается на ухудшении инженерно-геологического состояния территории (проседание, обводнение и заболачивание земной поверхности и др.), что вызывает разрушение сооружений гражданского и промышленного строительства, коммуникационных и транспортных сетей, нарушение гидрологического режима, подъем уровня и загрязнение подземных вод,подтопление территорий шахтными водами. Так, в конце апреля 2001 г. в г.Макеевка произошла техногенная катастрофа - на месте грузового ствола шахты № 6/4, которая была закрыта еще в 1969г., ночью образовалась воронка диаметром 30-40 и глубиной 200 м. Существует также реальная опасность проявления шахтного газа- метана (86,7% угольных шахт области газообильны), связанного свытеснением метана на поверхность подземными водами закрытых шахт, что угрожает не только работающим на шахтах, но и проживающим на территориях, близлежащих к угледобывающим предприятиям. Уже сейчас в районах закрытых шахт Донецкой и Луганской областей шахтные воды "выносят" на поверхность легковоспламеняющийся метан, просачивающийся в подвалы и цокольные этажи жилых домов, коммунальные магистрали и др.

В связи с этим хотелось бы отметить, что многообразие развивающихся экзогенных геологических процессов вегионе требует не только комплексного изучения, но и действенных мер, так как уже сегодня в зонах потенциальной техногенной опасности проживает 3,8 млн.чел.

Список литературы

Атлас. Геологія і корисні копалини України. Київ, 2001, -168с.

Зборщик М.П., Осокин В.В. Предотвращение самовозгорания горных пород. К.: Техника, 1990, -176с.

Крайнов С.Р., Фойгт Г.Ю., Закутин В.П. Геохимические и экологические последствия изменения химического состава подземных вод под влиянием загрязняющих веществ//Геохимия, 1991, -№2. –С.169-182.

Национальный доклад о состоянии окружающей природной среды в Украине в 2000г. Министерство экологии и природных ресурсов Украины. Киев, 2001г.

Панов Б.С. Глубинные разломы и минерагения линеамента Карпинского с позиций синэргетического анализа. –Киев. Препринт ИГМР НАН Украины, 1994. –72с.

Панов Б.С., Шевченко О.А., Дудик А.М., Селяков С.Ю. К геоэкологии Донецкого каменноугольного бассейна//Известия ВУЗов, серия геология и разведка, 1998, -№5. –С.138- 145.

Панов Б.С., Проскурня Ю.А., Мельников В.С., Гречановская Е.Е. Неоминерализация горящих угольных отвалов Донбасса//Минералогический журнал, 2000, - №4, т.22. -С.37-46.