Эколого-геохимические особенности Украины и Донецкого бассейна

Панов Б.С.

Украина является одним из 40 государств Европы и занимает площадь 603,7тыс.км2 (0,4% суши мира). Она является геологическим и географическим центром Европы. Вблизи г.Рахова в Закарпатье установлен еще в XIXв обелиск, символизирующий географический центр Европы. Украина – уникальный геологический регион мира, формирование которого происходило более 3,5 млр.лет. Тут зафиксированы в Западном Приазовье реликты древнейшей на Евро-Азиатском континенте архейской земной коры возрастом 3650млн.лет .

Минерально-сырьевой потенциал Украины может обеспечить около 5% мировой продукции минерального сырья, в том числе 20% марганцевых и 10% железных руд, 3% угля. Геологами открыто и изучено около 8 тыс. месторождений 97 видов минерального сырья, половина из которых разрабатывается. Наибольшее значение имеют железные, марганцевые, урановые, ртутные, титан-цирконовые руды, уголь, газ, нефть и конденсат, сера, каолин, графит, нерудное сырье для металлургии, облицовочные камни, минеральные воды и др. Выявлены промышленные месторождения золота, меди, бериллия, редких земель, лития, скандия, флюорита, фосфоритов, ставролита, горючих сланцев, освоение которых предполагается в ближайшее время и в будущем. Установлены перспективы нахождения и разработки платиноидов, молибдена, олова, тантала, ниобия, ванадия, полиметаллов, а также возможность использования техногенных месторождений Украины для получения цветных, редких и благородных металлов. Приблизительная стоимость разведанных запасов основных видов полезных ископаемых превышает 7трл. долларов США. 48% промышленного потенциала Украины было связано с разведкой, добычей, переработкой и использованием минерального сырья. Работало около 400 шахт, 1500 карьеров, десятки горно- обогатительных предприятий, нефте-газовых комплексов. Все это обеспечивало около 25% валового национального продукта (ВНП) и более 30% валютных поступлений от экспорта.

Однако систематическое нарушение и несоблюдение законов природы, действующих независимо от воли людей, привело к тому, что Украина и, особенно, Донбасс стали регионами Европы, где сложилась весьма напряженная, а местами катастрофическая экологическая ситуация. Не принимались, например, во внимание:

– закон ограниченной эксплуатации природных систем, выход за пределы которого приводит к экологическим и социально-экономическим потерям, т.е. деятельность человека не должна приводить к нарушению динамического равновесия в природе;

– золотое праксеологическое правило Т.Котарбинского: каждое доброе дело, которое начинается в границах порочной системы рано или поздно нейтрализуется этой системой.

Иллюстрацией правила являются все предыдущие попытки создать в Украине демократическую, справедливую, экономически развитую и социально ориентированную страну.

В настоящее время в Украине осталось лишь 6% территорий с нормальными природными условиями проживания людей (Закарпатье, Ивано-Франковская, Черновицкая и частично некоторые другие западные и северные области). Загрязненными и очень загрязненными зонами, где жизнедеятельность населения значительно ухудшена из-за сложных экологических условий являются 70% территории Украины, а 1% - это территории экологических катастроф, куда входят зона Чернобыльской АЭС, а также большинство районов Донецкой, Днепропетровской, Луганской и некоторых других областей. Регионы с кризисной или катастрофической экологической ситуацией имеют наибольшую плотность населения (Донбасс, Кривбасс и др.), где проживает более 25% населения Украины. Его здоровье на 70% и более зависит от экологического состояния среды (в мире 21%). Средняя продолжительность жизни мужчин в Украине по официальным данным составляет 58 лет, а в Донбассе – не более 55-53. По статистике (май, 2002г), в Украине лишь 6% детей рождаются здоровыми. Все остальные к началу своей жизни уже имеют различные патологии разной степени тяжести. В 2000г в Украине умерло 738тыс. человек, родилось 385тыс., так что при сохранении этой тенденции население страны через полвека будет 29млн.

По данным Государственного комитета статистики в течение января-февраля 2003г продолжалось сокращение населения Украины, которое уменьшилось до 47,8млн. человек. Наибольший объем этого сокращения приходится на Донецкую область. Основными причинами смертности являются возросшее количество болезней системы кровообращения (63,6%), опухолей и болезней органов дыхания (15,7%) и другие. Академик НАН Украины, зав.отделом института генетики профессор Виталий Кордюм писал еще в 1995г: «анализ показывает, что население Украины перешло в стадию ускоренного вырождения, а в некоторых регионах – терминальную, т.е. конечную». Т.е. проблема достигла такого масштаба, что еще немного и управлять правительству будет некем.

Техногенная нагрузка на геологическую среду превышает аналогичный показатель в соседних странах в 5-15 раз. Донбасс, например, погряз в токсичных отходах производства, здесь только в 2001г образовалось их 23,5млн.т, а всех их более 560млн.т. Обезврежено или уничтожено всего 7%.

Несмотря на очень сложные экологические условия инвестиции на природоохранную деятельность сокращаются. В 1996-1998г.г ассигнования составили 0,3-0,4% ВВП, т.е. имели беспрецедентно низкий уровень. В большинстве стран Восточной Европы этот показатель составляет 1,5-4% ВВП, а на душу населения превышает украинский до 10 и более раз.

Сегодня Украина идет по пути рыночной экономики и вступления в ЕС, однако, исходя из рекомендаций Всемирного банка, МВФ и др. финансовых организаций правительство страны нацелено на увеличение объемов производств в горно-добывающем, топливно- энергетическом, металлургическом комплексах, на увеличение макроэкономических показателей ВВП, а не на то, чтобы сделать жизнь в Украине экономически безопасной, стабильной, духовно богатой, удовлетворяющей потребности людей с наименьшими потерями для окружающей среды. Например, если в Дании или Швеции плата за выброс 1т SO2 в окружающую среду при промышленном производстве электроэнергии, удобрений, стали и т.д. составляет, соответственно, 5400 и 6940 евро, то в Украине всего 9,63. Это неизбежно приводит к еще большей деградации окружающей среды и негативным изменениям для экологии структуры производства. В 1998г тяжелая промышленность составляла 56% всей продукции Украины, а легкая и машиностроительная 44%. В 1991г это соотношение было 23 и 77%. Следует добавить, что многомиллиардный внешний долг вынуждает правительство страны продавать национальные ресурсы, изготавливать экологически вредную продукцию. Украина официально признана страной с катастрофическим состоянием окружающей среды. Здесь давно нарушен принцип устойчивого равновесия, когда человек должен использовать только те ресурсы, которые можно восстановить – это главное правило выживания в XXI веке. Это можно видеть на состоянии почв и воды в стране.

Украина – одна из самых распаханных стран мира. У нас распахано более 55% территории, тогда как в США – 15%, Англии – 18%, Германии и Франции – до 33%. Леса у нас занимают 14%, луга – 9%, болота – 3%, а степи – 1% территории (раньше их было 35%). По мировым стандартам лугов должно быть не менее 2/3 площади сельхозугодий, только тогда луга способны сдержать эрозию почвы. Помогают в этом и леса, но у нас на одного жителя всего 0,2 га леса, тогда как в Европе – 1,3 га при среднеевропейском показателе 41,3% леса от всей площади. Наши безжалостные вырубки вековых лесов, в Карпатах, например, уже приводят к катастрофическим наводнениям.

Деградация почв в Украине из-за распашки степей и лугов, защищающих почву от эрозии, достигла угрожающих размеров. Ежегодны потери почвы в Украине около 600млн.т, из них до 20млн. теряется гумуса, т.е. каждый год со «станции» Украина в никуда уходят более 100 тысяч полноценных составов с нашей землей… . А ведь еще в 1941-43г.г гитлеровцы увозили украинские черноземы эшелонами. Чтобы компенсировать потерю гумуса на поля надо вносить 400млн.т удобрений, на что Украина не способна. Поэтому мы все больше травим землю нитратами, а ведь, кроме азота, необходимы фосфор и калий. Через 100 лет такого хозяйствования украинцы будут жить на нитратных солончаках и рассказывать своим детям о том, что здесь был украинский чернозем, почва, которую можно было резать лопатой как масло.

Примером региона Украины, где наиболее негативно проявились все последствия забвения законов Природы и экологии, является Донбасс или Донецкий каменноугольный бассейн. Он является одним из крупнейших горнорудных районов Европы и всего мира, где за более чем 200 лет промышленной разработки добыто свыше 8млр.т каменных углей и антрацитов. Подобно Рурскому бассейну в Германии или Пенсильванскому в США он сыграл выдающуюся роль в становлении угольной, металлургической, иных видов промышленности, развитии геологической, горной и других наук, основании университетов, институтов и колледжей. Основой существования региона являются 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 трех триллионов долларов США. Однако все возраставшее техногенное воздействие на природную 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 создало в Донбассе весьма напряженную экологическую обстановку . Она негативно сказывается не только на природных ландшафтах, водной и воздушной среде, но и здоровье, а также продолжительности жизни человека. В Донбассе уже от старости практически не умирают, с 1993-94г.г. причинами смерти на 95% являются болезни, связанные с ухудшением среды обитания. Все это является следствием грубого нарушения законов учения В.И.Вернадского о биосфере с её возможностями саморегуляции. В своем безудержном стремлении как можно больше взять «милостей от природы» человек нарушил основополагающее правило гармоничного существования биосферы, и только теперь мы начинаем понимать содеянное и бороться с его последствиями. Здесь уместно вспомнить, что еще в доисторическое время древние мудрецы понимали негативные последствия неконтролируемого вмешательства человека в природную среду. На пирамиде Хеопса в Египте, возведенной за 3тыс. лет до н.э., выбито изречение: «Люди погибнут от неумения пользоваться силами природы и от незнания истинного мира». Это изречение актуально и в наше время.

По заключению подкомитета экологических проблем бывшего СССР, изучавшего в 1991г экологическую ситуацию в ряде городов Донецкой области, этот регион является зоной экологического бедствия. В ряде населенных пунктов население явно токсицировано. Например, в Горловке, где расположен Никитовский ртутный комбинат, отмечена повышенная возбужденность и неаргументированная агрессивность людей. Удручающее впечатление на членов комиссии произвело Енакиево, где общее настроение людей характеризуется подавленностью, угнетенностью и малоконтактностью. Константиновка характеризуется наиболее негативной экологической ситуацией в Донбассе. Здесь показатель онкологических заболеваний превышает обычный более чем на 20%, а по легочным заболеваниям в 4-5 раза выше обычного при постоянной динамике роста. Наиболее интенсивным токсикантом здесь является завод «Укрцинк» с его многочисленными (более 100) свалками негодных автомобильных аккумуляторов, свозившихся сюда прежде со всего бывшего СССР. Не лучше обстоят дела, по мнению комиссии в Краматорске, где 30% жителей из 100тыс. населения больны туберкулезом.

В значительной мере эколого-геохимическое состояние Донецкого бассейна определяется огромным количеством отходов горного производства. За период разработки углей только в Донецкой области накоплено отходов добычи и обогащения свыше 2млр.т, к настоящему времени в Донбассе имеется 1257 терриконов, из них для 355 характерны процессы самовозгорания угля. Практически все терриконы и отвалы шахт и обогатительных фабрик содержат определенное количество угля и рассеянного углистого вещества. Под действием атмосферных агентов и биохимических процессов с участием тионовых бактерий Thiobacillus ferroxidaus этот материал интенсивно окисляется вплоть до самовозгорания [2]. При сгорании 1т угля в атмосферу выделяется 50кг сернистого ангидрида, 8кг окислов азота и других химических соединений, а также радионуклидов, поэтому каждый отвал создает зону радиусом до 3хкм негативного воздействия на окружающую среду. Очаги горения являются источниками газовыделений, иногда достаточно интенсивных (таблица 1). При этом в местах выхода газовых струй на поверхности терриконов образуются различные техногенные минералы. Наиболее распространены налеты, корки, кристаллы и их сростки, а также дендриты и выделения другой формы самородной серы и нашатыря.

Кроме серы и нашатыря на терриконах Донбасса впервые обнаружены такие минералы, как: реальгар (AsS), пиккерингит (MgAl2[SO4]4·22H2O), галотрихит (FeAl2[SO4]4·22H2O), чермигит (NH4Al[SO4]4·12H2O), масканьит ((NH4)2[SO4]), сомольнокит (FeSO4·H2O), эпсомит (MgSO4·7H2O), халькантит (CuSO4·5H2O), алуноген (Al2[SO4]3·18H2O) и другие [5].

В углях и породах угленосной толщи постоянно присутствуют элементы-примеси цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов. Их содержание, как правило, значительно превышает кларковые, составляя от 0,1 до 1% и более на золу, так что отходы угольной промышленности, в частности, терриконы следует рассматривать как техногенные месторождения. Неизбежны и экологические последствия использования углей. Токсичными и экологически опасными элементами являются ртуть, мышьяк и другие элементы. При сжигании углей они вначале улетучиваются, а затем частично осаждаются и проникают в почвенный покров и водоносные слои зоны гипергенеза.

Для оценки распространения тяжелых металлов в биосфере Донбасса было проведено эколого-геохимическое картирование почв Донецко-Макеевского района [5] занимающего площадь более 1000км2 и являющегося одним из крупнейших горно-промышленных регионов Европы. Здесь расположено 114 терриконов отработанных и действующих угольных шахт. В результате установлено, что из 44 изученных химических элементов 26 являются элементами-загрязнителями почв и других компонентов окружающей среды региона. Они образуют в почвах различные по масштабам и интенсивности очаги загрязнения, которые, как правило, носят комплексный характер. Ртуть, мышьяк и свинец – элементы первого класса опасности, входят в группу наиболее активных загрязнителей почв и других компонентов окружающей среды. Известно, что ртуть имеет высокие миграционные свойства. Она может принимать участие в процессах формирования рудных, нефтегазовых и угольных месторождений благодаря ртутной дегазации Земли по зонам глубинных разломов, особенно линеаментным структурам планетарного масштаба. Одной из таких глобальных структур является выделенный нами линеамент Карпинского, в центральной части которого расположен Донецкий каменноугольный бассейн [4]. В периоды тектонической активизации ртуть поступала из мантии и образовывала не только ртутные месторождения, известные в Донецком бассейне (Никитовское, Дружковско- Константиновское и др.), но и рассеивалась в породах угленосной толщи. Неслучайно в углях Донбасса содержание ртути достигает 0,5г/т и более, а в районе Никитовских месторождений свыше 20г/т, что существенно превышает кларковые величины, а также содержание ртути в углях других месторождений [7]. По имеющимся данным ртуть в углях и породах карбона Донбасса встречается в виде сульфидной, самородной, калий- хлоридной и металлоорганической форм. При сжигании углей в промышленности, в быту, при горении терриконов ртуть вначале улетучивается, а затем осаждается осадками и проникает в почвы. Наличие аномальных концентраций ртути в почвах порождает её аномалии в поверхностных и подземных водах, а также атмосфере. Среднее содержание ртути в почвах незагрязненных заповедных ландшафтов юго-востока Украины (Каменные Могилы, Хомутовская степь), принятых за эталон доантропогенных почв Донбасса, составляет 0,037мг/кг. Среднее значение техногенного фона в почвах Донецко-Макеевского района – 0,165мг/кг. Во многих случаях в г.Донецке выявлены значительно большие её концентрации вплоть до 9,0мг/кг (рис.3а). Техногенные аномалии ртути различной контрастности покрывают около 90% почв г.Донецка. Анализ распределения загрязнения почв ртутью показывает, что основную роль в загрязнении окружающей среды этим металлом играют угледобывающие (шахты), углеперерабатывающие и углепотребляющие предприятия, а также бытовое сжигание угля. Среднее содержание ртути в перегоревших отвалах угольных шахт и обогатительных фабрик составляет 0,185мг/кг. В горящих же отвалах оно в десять раз больше (1,85мг/кг). Вокруг терриконов угольных шахт количество ртути намного больше фона. В шламах коксохимических заводов количество ртути 1,12- 1,18мг/кг, а в золе и шлаках тепловых электростанций, работающих на Донецком угле содержание ртути – от 0,17 до 1,55мг/кг. В почвах многих жилых массивов, где происходит в значительном объеме бытовое сжигание угля, произошло накопление ртути в концентрациях 0,15-0,37, а иногда до 0,74мг/кг и более. Аномальные концентрации ртути в почвах установлены и в других районах Донбасса, например, Центральном. Здесь более 100 лет добывались и перерабатывались ртутные руды Никитовского месторождения, а также расположено несколько крупных коксохимических заводов. Количество ртути в почвах г.Горловки в районе Никитовского ртутного комбината достигает 15-20мг/кг, а в г.Енакиево вблизи коксохимического и металлургического заводов доходит до 10-15мг/кг.

Высокие концентрации ртути в почвах г.Донецка и других городов Донбасса, а также породах горящих терриконов угольных шахт, неизбежно негативно сказываются на состоянии воздушной среды. С помощью передвижного газоанализатора ИМГРЭ-8 впервые было определено количество паров ртути в гг.Донецк, Горловка и в районе Никитовского ртутного комбината (аналитик Фурсов В.З.). В г.Донецке измерения проводились на расстоянии 16км от западной границы города до его центра и обратно. Среднее содержание паров ртути здесь составляет 27пг/л (пг/л=1·10-12г) при фоновых концентрациях за пределами промышленных регионов до 2,2пг/л. Еще более значительные содержания паров ртути были выявлены в г.Горловка, особенно вблизи Никитовского ртутного комбината: от 155-300 до 1427-1680пг/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, нарушает иммунную систему и способна накапливаться в плоде беременных женщин.

Помимо ртути Донецкая область занимает первое место в Украине по объему выбросов в атмосферу загрязняющих веществ, количество которых по данным за 2001г превысила 40% от общегосударственного. Содержание диоксидов серы и азота, оксида углерода, фенола, аммиака и других химических соединений, а также тяжелых металлов и пыли в воздухе, которым мы дышим, превышают в городах Донецке, Макеевке, Горловке, Енакиево, Дзержинске, Мариуполе предельно допустимых концентраций (ПДК) до 3-4 раз (данные за январь 2002г согласно экологическому бюллетеню от 05.03.2002г). А ведь даже превышение ПДК до 1,5-2 раза приводит по заключению медиков к необратимым негативным изменениям в окружающей среде, пагубным для здоровья. В атмосферу за 2001г выброшено свыше 1500 предприятиями 1,8млн.т вредных для здоровья веществ, т.е. на 1км2 территории области приходится 70т выбросов, что в 6-10 раз превышает этот показатель на Украине и составляет (до 40% всех выбросов страны).

На территории г.Донецка из 89 очагов загрязнения почв мышьяком в 12 содержание мышьяка в почвах достигает 85-250мг/кг, что в 40-100 раз больше ПДК. Многие очаги загрязнения связаны с шахтами, обогатительными фабриками, коксохимическими заводами. Присутствуют также техногенные аномалии мышьяка и в зонах воздействий на окружающую среду металлургических, металлообрабатывающих и транспортных предприятий. Наибольше количество очагов загрязнения почв мышьяком обнаружено на территории жилых массивов города, особенно в районах одноэтажной застройки.

Практически на 90% площади городской застройки в различной степени произошло загрязнение почв свинцом до сотых и десятых долей процента. Таких очагов загрязнения лишь на территории г.Донецка более 150. Составленная карта рассеяния свинца в почвах г.Донецка показывает, что основными его источниками являются металлургические, горнодобывающие и другие предприятия.

Помимо ртути, мышьяка и свинца почвы г.Донецка содержат повышенные количества цинка, кадмия и других токсичных элементов. Содержание цинка в почвах составляет от 32 до 1000мг/кг при ПДК=23мг/кг. Очаги загрязнения цинком распространены на 60% городской территории и приурочены к заводам черной и цветной металлургии, горящим терриконам угольных шахт, различным промышленным предприятиям. Кадмий обнаружен в пробах почв в количестве 50-500мг/кг (среднее его содержание в почвах мира 0,5мг/кг). Исследования показали, что 50% почв г.Донецка содержат 26 элементов-загрязнителей в средней, высокой и чрезвычайно высокой концентрации, а 15% городской территории опасно для проживания в соответствии с существующими на Украине санитарными нормами.

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки