Про техногенному вплив на геологічне середовище на
прикладі Донецького басейну
Панов Б.С., Альохін В.І., Леось О.Ю.
Розвиток
сучасної цивілізації визначається все зростаючою роллю мінерально-сировинних
ресурсів. Видобувають корисні копалини на 90-100% забезпечують роботу
нафтогазової, вугільної, металургійної та інших галузей індустрії.
Техногенний вплив на геологічне середовище, пов'язане з постійно зростаючим
об'ємом неперерабативаемой гірничої маси/близько 100 млр. т. щорічно/створило в
ряді регіонів світу дуже напружену екологічну обстановку. Одним з таких
регіонів є Україна, що займає близько 0,4% поверхні Землі і
виробляла до недавнього часу близько 5% світового видобутку корисних копалин.
Особливо складна екологічна ситуація, пов'язана з техногенним впливом на
середовище проживання, склалася в такому найбільшому гірничодобувному регіоні, як
Донецький басейн. Численні шахти, рудники, кар'єри, металургійні,
коксохімічні та інші заводи протягом майже двох століть постійно
забруднюють грунтовий шар, підземні води та атмосферу Донбасу токсичними
хімічними сполуками, металами, пилом і т. д. Порушення природних
ландшафтів, все збільшуються, забруднення підземних вод і атмосферного
повітря досить негативно позначаються на здоров'я населення Донбасу. У цьому
регіоні від старості практично вже не вмирають: у 1993 р. причинами смерті на
95% з'явилися хвороби, пов'язані з погіршенням середовища проживання. З 1990 р.
природний приріст населення в Донбасі відсутній. Навіть рослини починають
випробовувати тератогінез, тобто потворність: виявлена трава щириця діаметром 1 см
з шипами, як у шипшини, у ряді місць зафіксовано всього 20-30% придатної
чоловічий пилку рослин замість 95 - 97%. Більше тисячі промислових підприємств
тільки в Донецькій області викидають у повітряне середовище понад 3 млн. т. на рік
шкідливих домішок і газоутворення, рідкої і твердої фазах. У багатьох містах
/ Маріуполь, Макіївка, Донецьк та ін/забруднення водного та повітряного середовища
нітратами, миш'яком, ртуттю, іншими токсичними елементами в 10-30 і більше/до
45 - 50 разів вище гранично допустимих концентрацій/ГДК /.
За
висновку підкомітету економічних проблем колишнього СРСР, що вивчала в 1991 р.
екологічну ситуацію в ряді міст Донецької області, цей регіон є
зоною екологічного лиха. У ряді населених пунктів населення
токсіціровано. Наприклад, в Горлівці/Микитівський ртутний комбінат/відзначені підвищена
збудженість і не аргументована агресивність людей. У Єнакієвому загальне
настрій людей характеризується пригніченістю, пригніченістю і
малоконтактностью. Не краще йдуть справи, на думку комісії, в Костянтинівці,
Краматорську та інших місцях. Значною мірою екологічний стан
Донецького басейну визначається величезною кількістю відходів гірського
виробництва. За період розробки вугілля тільки в Донецькій області накопичено
відходів видобутку і збагачення близько 1,5 млрд. т.
Для
ДДВ характерні процеси самозаймання вугілля; тонна вугілля, згораючи, виділяє в
атмосферу 60 кг пилу, 50 кг сірчистого ангідриду, 6 кг окислів азоту та інших
хімічних сполук, а також цілий набір радіонуклідів у вигляді радону-222,
радію-226, торію-232, полонію-207 та інших. Вивчення мінералогічних
особливостей вугленосних порід, схильних до самозаймання, показало, що цьому
сприяє їх висока зольність, обумовлена наявністю у вугіллі глинистих
включень з сульфідами заліза, і підвищена пористість. Розкладання піриту і
інших сульфідів відбувається на териконах не тільки в результаті їх окислення,
але і за широкої участі постійно присутніх в поверхневій зоні
вільного водообміну тіонових бактерій, особливо Thiobacillus ferrooxidance.
Ці бактерії викликають деструкцію сульфідів, особливо піриту, і окислюють
сульфідну сірку до сульфат-іонів на кожну тонну H2SO4, що утворюється хімічним
шляхом при розкладанні піриту, виникає 4 т цієї ж кислоти під дією
бактерій. Виділення тепла внаслідок цих екзотермічні реакцій, що протікають,
а пірітосодержащіх вугленосних породах, призводить до їх розігріву. При нагріванні
гірських порід до температур 250-2600С виділяються пари сірки і сірководень можуть
самозаймається. Самонагрівання порід переходить в їх загоряння. Температура
в зоні горіння териконів, особливо на глибині, сягає 800-12000С, при цьому
породи відчувають термальний метаморфізм аж до їх спікання і часткового
плавлення з утворенням при охолодженні своєрідного "базальту".
В
місцях викиду газових струменів на поверхні териконів утворюються різні
техногенні мінерали. Найбільш поширені сірка і нашатир у вигляді корок,
нальотів, кристалів і їх зростків. Крім сірки і нашатирю на негайних відвалах
деяких вугільних шахт Донецько-Макіївського та Центрального
геолого-промислових районів вперше виявлені новостворені техногенні
мінеральні види: реальгар, гплотріхіт, Піккерінг, Масканьї. Повсюдне
освіта на негайних териконах нашатирю, а також інших нітратів, наприклад
аммоністой селітри, утворює легко рухомий іон NO3, сприяє забрудненню
поверхневих і підземних вод зони гіпергезена токсичними сполуками азоту.
Найвищі концентрації нітратів у підземних водах до 2180,0 мг/л при
ГДК-45, 0 мг/л встановлені захід від Донецька у водах четвертинних алювіальних
відкладень. Крім палаючих териконів джерелами нітратів у регіоні є
сільськогосподарські добрива, продукти життєдіяльності людини, а також
процеси дегазації вугленосної товщі, активно протікають по дрібним і великим
розломів.
В
вугіллі Донецького басейну нерідко фіксуються підвищені вмісту ртуті/до
0,1-0,2 г/т/і миш'яку/до 1000 г/т /. При спалюванні вугілля ртуть і миш'як
спочатку випаровуються, а потім осідають і проникають в грунтовий покрив і
підземні води. Тому в підземних водах Донецько-Макіївського
геолого-промислового району відзначена концентрація миш'яку, в 24 рази
що перевищує ГДК, а в Центральному районі забруднення підземних вод ртуттю
перевищує ГДК в 20-30 разів.
Велику
навантаження надає гірничодобувні підприємства Донбасу і на повітряний басейн
регіону. Щороку найбільш метанообільнимі шахтами Української частини басейну з
надр витягується до 2,2-2,5 млрд. м3 метану. При цьому через дегазаційних мережа
надходить до 1,9 млрд. м3 повітряно-газової суміші, що використовується лише на 15-20% у
як котельного палива. Основний же обсяг видобутих з надр газів
викидається в атмосферу. В умовах кризової ситуації, що створилася на
Україні з енергоносіями, слід приступити до реалізації програми
промислового освоєння метану надр Донецького басейну, що дозволить вирішити
триєдине завдання в регіоні: поліпшити безпеку праці гірників, заповнити
недолік в газовому сировину і знизити негативний вплив вугільних шахт на
повітряний басейн.
Щорічний
збиток від забруднення навколишнього середовища в Україні складає більше 15% валового
національного продукту і є одним з найвищих у світі. Для Донецького
басейну характерна ще більш висока техногенне навантаження на природу, тому
необхідні радикальні зміни в природокористуванні Донбасу.
Вивчення
техногенного впливу на геологічне середовище Донбасу, а також інших великих
гірничо-промислових районів світу стає все більш актуальним, і ці
дослідження доцільно проводити спільно колективами фахівців різних
країн за узгодженими програмами.
Список літератури
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://masters.donntu.edu.ua/
