CC BY
80
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
NATURAL SCIENCE. 2018. No. 2
УДК 504.064 DOI 10.23683/0321-3005-2018-2-75-83
УГЛЕДОБЫВАЮЩИЕ РАЙОНЫ КАК ОЧАГ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НАПРЯЖЕННОСТИ
© 2018 г. В.Е. Закруткин1, Е.В. Гибкое1, Г.Ю. Скляренко1, О.С. Решетняк1
1Южный федеральный университет, Ростов на-Дону, Россия
COAL-MINING AREAS AS SEATS OF ECOLOGICAL TENSION
V.E. Zakrutkin1, E.V. Gibkov1, G.Yu. Sklyarenko1, O.S. Reshetnyak1
1Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russia
Закруткин Владимир Евгеньевич - доктор геолого-мине- Vladimir E. Zakrutkin - Doctor of Geology and Mineralogy,
ралогических наук, профессор, заведующий кафедрой Professor, Head of the Department of Geoecology and Ap-
геоэкологии и прикладной геохимии, Институт наук о plied Geochemistry, Institute of Earth Sciences, Southern
Земле, Южный федеральный университет, ул. Зорге, 40, Federal University, Zorge St., 40, Rostov-on-Don, 344090,
г. Ростов н/Д, 344090, Россия, e-mail: vezak@list.ru Russia, е-mail: vezak@list.ru
Гибков Евгений Викторович - кандидат географических Eugeny V. Gibkov - Candidate of Geography, Senior Lec-
наук, старший преподаватель, кафедра геоэкологии и turer, Department of Geoecology and Applied Geochemistry,
прикладной геохимии, Институт наук о Земле, Южный Institute of Earth Sciences, Southern Federal University,
федеральный университет, ул. Зорге, 40, г. Ростов н/Д, Zorge St., 40, Rostov-on-Don, 344090, Russia, е-mail: ir-
344090, Россия, e-mail: irvict@mail.ru vict@mail.ru
Скляренко Григорий Юрьевич - кандидат геолого-мине- Grigory Yu. Sklyarenko - Candidate of Geology and Miner-
ралогических наук, доцент, кафедра геоэкологии и при- alogy, Associate Professor, Department of Geoecology and
кладной геохимии, Институт наук о Земле, Южный фе- Applied Geochemistry, Institute of Earth Sciences, Southern
деральный университет, ул. Зорге, 40, г. Ростов н/Д, Federal University, Zorge St., 40, Rostov-on-Don, 344090,
344090, Россия, e-mail: gysklyarenko@sfedu.ru Russia, е-mail: gysklyarenko@sfedu.ru
Решетняк Ольга Сергеевна - кандидат географических Olga S. Reshetnyak - Candidate of Geography, Associate
наук, доцент, кафедра геоэкологии и прикладной геохи- Professor, Department of Geoecology and Applied Geo-
мии, Институт наук о Земле, Южный федеральный уни- chemistry, Institute of Earth Sciences, Southern Federal Uni-
верситет, ул. Зорге, 40, г. Ростов н/Д, 344090, Россия, e- versity, Zorge St., 40, Rostov-on-Don, 344090, Russia, е-
mail: olgare1@rambler.ru mail: olgare1@rambler.ru
Рассмотрены углепромышленные территории Российской Федерации как источник формирования экологической напряженности. Проанализированы изменения, происходящие в основных компонентах окружающей среды - атмосферном воздухе, почвенном покрове, поверхностных и подземных водах - в результате воздействия на них угледобывающей отрасли. Выявлено, что максимальное по масштабам воздействие в регионах такого типа производится на поверхностные и подземные воды. Сравнительный анализ природных вод угледобывающих регионов показал, что вне зависимости от региональных особенностей они отличаются низким качеством и малопригодны для питьевых и хозяйственных целей местного населения.
Ключевые слова: углепромышленные территории, породные отвалы, подземные воды, поверхностные воды, загрязнение окружающей среды
The coal-mining territories of the Russian Federation as a source of formation of ecological tension are considered in article. The changes happening in key environmental components - air, soils, surface and underground waters - as a result of impact on them of coal-mining branch of industry are analysed. It is revealed that the influence, maximal on scales, is made on the surface and underground water. The comparative analysis of natural waters of coal-mining regions showed that they differ in poor quality and are of little use for the drinking and economic purposes.
Keywords: coal-mining territories, coal dumps, underground waters, surface water, environmental pollution.
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
NATURAL SCIENCE.
2018. No. 2
Топливно-энергетический комплекс России играет важную роль в экономике страны. Этому способствуют богатые природные топливно-энергетические ресурсы страны: на территории России сосредоточена треть мировых запасов, в том числе 20 % мировых запасов угля. Начиная с 1995 г. наметился последовательный рост угледобычи, который будет продолжаться и в ближайшей перспективе [1, 2]. Очевидно, что подобная тенденция неизбежно приведет к обострению экологической ситуации в пределах углепромышленных территорий, поскольку хорошо известно, что угледобывающая промышленность традиционно считается одним из наиболее мощных факторов антропогенного преобразования окружающей среды. Так, в частности, подсчитано, что извлечение из недр 1 млн т угля в среднем сопровождается сбросом в открытые водоёмы 3,22 млн м3 загрязненных сточных вод, выбросом в атмосферу 2,93 тыс. т вредных веществ, перемещением на дневную поверхность и размещением на ней 1,48 млн м3 вскрышных и вмещающих пород, нарушением 10-30 га земель [1].
Наиболее типичными для углепромышленных территорий экологическими проблемами являются подъем уровня подземных вод, подтопление и заболачивание территории, ухудшение качества воды поверхностных и подземных водных объектов, выделение из выработок токсичных и взрывоопасных газов, активизация микросейсмических явлений,
вывод из хозяйственного использования значительных площадей вследствие размещения на них отходов горнорудного производства и их негативное воздействие на окружающую среду.
Важно подчеркнуть, что перечисленные выше экологические проблемы резко обострились в последние 20 лет в связи с реструктуризацией угольной промышленности, которая предусматривала ликвидацию нерентабельных шахт, в основном путем их затопления.
Серьезную экологическую опасность в пределах углепромышленных территорий представляют собой твердые отходы - отвалы угольных шахт, хвостохранилища обогатительных фабрик, зо-лошлаковые отходы, складируемые на поверхности в виде терриконов высотой до 80-100 м, отвалов хребтовой формы, реже - плоских отвалов. Только на территории Донбасса находится 1 257 терриконов общим объемом 1 056 519,9 тыс. м3, которые занимают площадь 5 526,3 га [3]. Наибольший же объем извлекаемой породы, как видно из рис. 1, приходится на Кузнецкий бассейн [4], где за время разработки угольных месторождений изъято из оборота около 91 тыс. га плодородных сельскохозяйственных земель [5].
В литологическом отношении отвалы представлены аргиллитами, алевролитами, песчаниками, углем и другими породами. Обломки отвальных пород неоднородны по гранулометрическому составу, имеют размер от глинистых частиц до глыб.
1998
2003
¡Я Кузнецкий бассейн □ Урал
^месторождения Дальнего Востока
П Южно-Якутский
^N Восточная Сибирь
И Канско-Ачинский □ .Подмосковный
Рис. 1. Распределение объемов образования пород и отходов обогащения по угольным бассейнам и месторождениям / Fig. 1. Volume distribution of rock formation and dump breeds of coal basins and fields
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
NATURAL SCIENCE.
2018. No. 2
20 j-КК
15
10
Их геохимическая специфика обу- <- КК словлена рядом факторов [6]. В первую очередь она определяется региональными особенностями угленосной провинции (структурно-тектоническая позиция, возраст угленосной толщи, палеогеографические условия угленакопления и др.), что хорошо видно на рис. 2, где демонстрируются существенные различия в геохимических спектрах микроэлементов вскрышных пород Донецкого и Кизеловского (Пермский край РФ) угольных бассейнов.
Эти различия проявляются, прежде всего, в относительной обо-гащенности большинством элементов отвальных пород Донбасса.
На рис. 3 демонстрируется сравнительная оценка геохимических спектров пород, из обломков которых в основном состоят эти отвалы. Как и следовало ожидать, большинство из рассматриваемых элементов проявляют склонность к накоплению в аргиллитах и алевролитах, особенно в их пи-ритизированных разностях. Таким образом, надо полагать, что чем большую роль в составе отвалов будут играть отмеченные разности пород, тем более существенное влияние они будут оказывать на компоненты окружающей среды.
Так, в частности, в результате самовозгорания терриконов в результате окисления пиритизированных обломков формируется мощный источник загрязнения атмосферного воздуха. Подсчитано, что один интенсивно горящий отвал является источником выделения в атмосферный воздух от 5 до 25 т в год опасных для здоровья населения загрязняющих веществ - главным образом оксида углерода, диоксида серы, сероводорода и оксидов азота. Поступление загрязняющих веществ в атмосферу происходит также и в результате ветровой эрозии. По имеющимся оценкам, в процессе дефляции за год с одного терриконика поступает свыше 0,7 т пыли, которая, оседая, загрязняет 2,5 га сельскохозяйственных земель.
Важно подчеркнуть, что горящие терриконики являются своего рода техногенными вулканами, «извержение» которых может приводить к трагическим последствиям. Характерным примером является взрыв террикона шахты им. Ильича бывшего треста «Кадиевуголь» в 1962 г., в результате чего произошел
1 - Донбасс 2 - Кизеловский
Рис. 2. Геохимические спектры отвальных пород Донецкого и Кизеловского угольных бассейнов (по данным [7, 8]) / Fig. 2. Geochemical ranges of dump breeds of the Donetsk and Kizelovsky coal basins (compiled according to [7, 8])
-15 .
КР
Рис. 3. Геохимические спектры отдельных литотипов Донецкого бассейна (по данным [7]) / Fig. 3. Geochemical ranges of separate lithotypes of the Donetsk basin (compiled according to [7])
выброс 42 тыс. м3 раскаленных обломков пород, которыми в считаные минуты был засыпан шахтерский поселок, что привело к гибели десятков людей [3].
Окисление пород отвалов, помимо самовозгорания терриконов, приводит к формированию сернокислого гидролиза, способствующего выщелачиванию из массива широкого спектра геохимически активных соединений, которые в дальнейшем могут попадать в поверхностные воды и почвы. Состав водорастворимых солей преимущественно сульфат-
ный. Из катионов преобладают Na и Mg, соотношение которых подвержено существенным колебаниям. Особого внимания заслуживают соединения Fe, содержания которых могут достигать 5400 мг/дм3. При взаимодействии сернокислых миграционных потоков с зональными типами почв формируются геохимические барьеры. В случае черноземов образуется щелочной барьер, на котором элементы, мигрирующие в виде простых катионов ^п, Си, РЬ, Cd, Li, Sr), осаждаются в форме слаборастворимых гидроокислов. Группа элементов, находящаяся в сернокислом потоке в гидролизован-ных соединениях (А1, W, Ве, Мо, Zr), осаждается в черноземных почвах в виде простых ионов.
Не менее важной геоэкологической проблемой углепромышленных территорий является деградация поверхностной и подземной гидросфер. Поверхностные водные объекты испытывают комплексное воздействие в районах добычи, переработки и хранения угля. При этом наиболее уязвимыми являются малые и средние реки в силу невысокой самоочищающей способности. Многие из них практически полностью утратили свои природные функции, стали непригодными для использования не только в питьевых, но и в хозяйственных целях [9].
Во многих угольных бассейнах на территории Российской Федерации в зоне непосредственного влияния объектов угольной промышленности наблюдается трансформация компонентного состава речных вод. Так, для рек Восточного Донбасса характерно усиление процесса засоления, которое вызвано увеличением минерализации воды и высокой концентрацией солеобразующих компонентов -сульфатов, ионов натрия и магния [10-12].
Из приведенных в табл. 1 данных видно, что минерализация воды рек в бассейне р. Северский Донец изменяется в пределах 1,23-2,20 г/дм3, в бассейне Тузлова - 1,48-6,8. При этом наибольший вклад в минерализацию вносят сульфаты, концентрация которых изменяется в широких пределах -0,25-1,42 (2,5-14,2 ПДК) и 0,69-2,69 г/дм3 (6,9-26,9 ПДК) соответственно.
В Пермском крае, на территории Кизеловского угольного бассейна, в зоне техногенного загрязнения находятся реки Яйва, Косьва, Усьва и их притоки. Здесь также наблюдается рост минерализации воды, увеличение содержания всех катионов, прежде всего щелочных и щелочно-земельных металлов, происходят частичное или полное вытеснение гидрокарбонат-иона сульфат-ионом и формирование кислых вод (табл. 2) [13, 14].
Еще большая изменчивость прослеживается в составе и содержании в речной воде микроэлементов (особенно тяжелых металлов). Приоритетными загрязнителями речных вод Кузнецкого угольного бассейна являются Fe, Zn, Cd [15], Восточного Донбасса - Fe, Al, Mn, Sr, загрязнение которыми
носит устойчивый характер с высокой частотой превышения ПДК [12, 16, 17], Кизеловского угольного бассейна - Fе и Mn, с кратностью превышения ПДК в сотни и тысячи раз [13].
Для многих водотоков в пределах угольных бассейнов характерно высокое содержание в воде соединений не только тяжелых металлов, но и других поллютантов. Наблюдается усиление загрязнения речных вод до аномально высоких значений такими компонентами, как фенолы и нефтепродукты [14], а в Приморском крае России в водных объектах (реках) на территории Лучегорского, Партизанского, Хасанского, Тавричанского, Подгороденского и Ар-темовского угольных бассейнов зафиксировано повышенное содержание метана [18]. Высокая степень насыщения поверхностных вод метаном не только ухудшает качество водной среды, но и создает неблагоприятную и опасную ситуацию, поскольку вытесненный водой метан образует взрывоопасную смесь в воздухе при содержании 6-9 %.
Подобная трансформация компонентного состава поверхностных вод углепромышленных территорий не могла не сказаться на качестве воды рек, которое значительно ухудшается в районах наибольшей концентрации объектов угледобычи и переработки угля. Многие водотоки угольных бассейнов относятся к водным объектам со стабильно высоким уровнем химического загрязнения, водная среда которых классифицируется 4-м и 5-м классами качества [12, 15, 19] (табл. 3).
Длительная добыча угля привела к широкомасштабным воздействиям и на подземные воды. Были нарушены их режим и баланс, существенно изменился химический состав. Эта проблема особенно актуальна на фоне сокращения запасов чистых питьевых вод. Наиболее остро она проявилась в Восточном Донбассе - густонаселенном аграрном регионе, находящемся в засушливых климатических условиях. Несмотря на высокую потребность населения, подземные воды не могут использоваться в хозяйственных целях из-за сильной загрязненности [20]. По результатам комплексной оценки качества подземные воды отнесены к категориям «грязная и очень грязная» - «чрезвычайно грязная» (рис. 4). Критическая гидроэкологическая ситуация характерна и для других угольных бассейнов и месторождений России: Кизеловского, Челябинского, Кузнецкого, Печорского, Раздольненского, Партизанского, Угловского и Сахалинского [21].
Загрязненность подземных вод имеет общие закономерности, характерные для всех угленосных провинций. На фоне значительного роста минерализации вод, обусловленного увеличением содержания основных макрокомпонентов, в них наблюдается еще более резкое увеличение концентраций микрокомпонентов - тяжелых металлов, представляющих серьезную опасность для здоровья населения.
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
NATURAL SCIENCE.
2018. No. 2
Таблица 1
Обобщенный химический состав воды рек Восточного Донбасса по макрокомпонентам (составлено по [12]) / Generalized chemical composition of the river water of the Eastern Donbass by macro components (compiled according to [12])
Ингредиент (показатель качества воды) ПДКр/х, мг/дм3 Реки бассейна Северского Донца Реки бассейна Тузлова
мг/дм3 Кратность превышения ПДК мг/дм3 Кратность превышения ПДК
Na++ К+ 120 137-550* 1,1-4,6 189-763 1,6-6,3
Ca2+ 180 107-231 0,6-1,3 152-430 0,8-2,4
Mg2+ 40 29-105 0,7-2,6 60-167 1,5-4,1
Cl- 300 71-427 0,2-1,4 142-515 0,5-1,7
SÛ42" 100 250-1420 2,5-14,2 691-2688 6,9-26,9
HCO3- - 207-585 - 146-567 -
Минерализация воды 1000 1230-2200 1,23-2,2 1480-6800 1,48-6,8
Примечание. * - приведены диапазоны среднегодовых концентраций веществ для рек в бассейнах.
Химический состав воды р. Косьва (концентрации, мг/дм3) [14] / Chemical composition of Kosva River (concentration, mg/dm3)
Таблица 2
Место отбора пробы воды HCO3- SO42- Cl- Ca2+ Mg2+ Na++K+ Минерализация pH
Точки в районе г. Губаха
Ниже устья р. Губашки 0 230,6 19,85 42,08 9,70 47,8 356,44 3,60
Ниже сброса вод ш. Крупской 0 941,4 70,91 92,18 24,3 198,4 1390,8 2,50
Ниже а/д моста 0 67,2 4,25 14,03 3,65 7,82 99,38 3,82
4 км ниже города 48,81 28,8 4,25 20,04 3,65 4,14 113,83 6,72
65 км ниже города 85,42 62,4 35,45 42,08 7,29 22,5 256,34 7,70
Устье реки
Река Косьва, устье 54,92 67,2 25,53 30,02 2,43 24,6 213,37 6,86
Качество речной воды в пределах отдельных угольных бассейнов РФ / River water quality within some coal basins of the Russian Federation
Таблица 3
Реки (бассейны рек) Угольный бассейн Класс качества воды (степень загрязненности)
Косьва, Чусовая Кизеловский 5-й (экстремально грязная)
Иня, Аба, Малый Бачат Кузбасс 4-й (грязная)
Северский Донец, Тузлов Восточный Донбасс 4-й (грязная)и 5-й (экстремально грязная)
Сусуя, Поронай, Углегорка Сахалинский 4-й (грязная)
Лодьма Приморский 4-й (грязная)
Так, для одного из старейших углепромышленных регионов - Восточного Донбасса - характерны хлоридно-сульфатные воды, общая минерализация которых достигает 7,5 г/дм3, содержание С1- -2,3 г/дм3 и SO42- - 4,3 г/дм3, а среди катионов преобладают (до 1,4 г/дм3) и Са2+ (до 0,6 г/дм3). Среди микрокомпонентов подземных вод приоритетными являются Fe, Си, Мп, А1, Sr, концентрация которых превышает ПДК до 85 раз [20]. Схожим химическим составом обладают подземные воды и других угольных бассейнов европейской части России, например Кизеловского, где минерализация вод может достигать 24 г/л [22]. Для загрязненных подземных вод бассейнов Сибири и Дальнего Востока чаще характерен гидрокарбонатный натриевый состав. Их минерализация в Кузбассе достигает 2,4 г/дм3, причем в незагрязненных аналогах она составляет в среднем 0,4 г/дм3. При этом усиливается роль и сульфат-иона.
Локализация участков максимального загрязнения подземных вод связана с концентрацией объектов угледобычи и геологическим строением территорий угольных бассейнов [20]. Так, на территории Восточного Донбасса смыкание выработанного подземного пространства шахт ведет к образованию крупных зон техногенной трещиноватости и формированию техногенного водоносного комплекса [21, 23]. Он характеризуется высокой проницаемостью во-довмещающих пород, гидравлической связью глубинных шахтных вод и подземных вод различных водоносных горизонтов, в том числе грунтовых вод, и, как следствие, максимальным уровнем загрязнения. К природным факторам, усугубляющим загрязнение, относятся наклонное залегание пород водоносной толщи, определяющее направление течения потока подземных вод, а также наличие в пределах при-родно-техногенных водоносных комплексов разрывных нарушений и зон дробления, обеспечивающих
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
NATURAL SCIENCE.
2018. No. 2
углубление зон аэрации породных массивов, увеличение плоскости контакта подземных вод с окисляемыми горными породами и усиление перетоков шахтных вод в верхние водоносные горизонты.
Рис. 4. Схема загрязненности подземных вод Восточного Донбасса: 1 - оси синклиналей; 2 - разрывные нарушения;
3 - населенные пункты; 4 - воды класса «загрязненная»; 5 - воды класса «грязная и очень грязная»; 6 - воды класса «чрезвычайно грязная» / Fig. 4. Scheme of groundwater pollution in the Eastern Donbass: 1 - axes of synclines; 2 - faults;
3 - settlements; 4 - polluted water; 5 - water class dirty and very dirty; 6 - extremely dirty water
Среди многочисленных источников загрязнения поверхностной и подземной гидросфер в пределах углепромышленных территорий в качестве приоритетного следует отметить техногенные шахтные воды.
Как известно, шахтные воды угольных бассейнов формируются за счет подземных вод, дренирующих горные выработки. Дополнительным источником может служить инфильтрация в горные выработки атмосферных осадков и поверхностных вод из прилегающих водных объектов, что особенно характерно для Восточного Донбасса, где трещиноватые горные породы пользуются широким распространением.
По своему составу шахтные воды сильно отличаются от исходных подземных вод по общей минерализации и содержанию большинства макро- и микрокомпонентов. Так, в частности, в углепромышленных районах Восточного Донбасса их минерализация изменяется в пределах 1,3-4,5 г/дм3, а в отдельных случаях достигает 10-12 г/дм3. По химическому составу это преимущественно воды сульфатного класса натриевой группы.
Химический состав шахтных вод непостоянен и заметно изменяется со временем. Вслед за ними изменяется и загрязненность вод, рассчитываемая по суммарному коэффициенту загрязнения (СКЗ) [12]. Так, по некоторым данным [24], за 5 лет эксплуатации угольных месторождений минерализация вод в отдельных шахтах Восточного Донбасса увеличилась на 9-13 %. При этом класс воды сменился с гидрокарбонатного на сульфатный, а местами - на хлоридный. В катионном составе отмечен рост содержания натрия. Однако наиболее существенные изменения в химическом составе шахтных вод произошли в последние 20-25 лет в связи с реструктуризацией угольной промышленности. Как показали наши расчеты, минерализация шахтных вод за этот период возросла в среднем на 55 %, а количество отдельных макрокомпонентов (сульфаты, Mg и Са) увеличилось на 100-150 %. Аналогичные изменения произошли и в микрокомпонентном составе шахтных вод. Так, в Восточном Донбассе наиболее резко изменились содержания Fe, Си, Мп, Sr, Li, Cd и Ве, которые сильнее проявились в пробах из гидронаблюдательных скважин, примыкающих к ликвидированным шахтам. Это может свидетельствовать о динамичном состоянии массива горных пород в пределах выработанных шахтных полей, которое способствует раскрытию трещин, активизации выщелачивания металлов и движению глубинных растворов (в том числе и шахтных вод) к поверхности [12].
Затопление нерентабельных шахт способствовало поступлению техногенных шахтных вод в водоносные горизонты и формированию ореолов распространения сильнозагрязненных подземных вод, непригодных для хозяйственно-питьевого водоснабжения местного населения. Такая обстановка сложилась, в частности, в ряде населенных пунктов Октябрьского и Красносулинского районов Ростовской области. Например, в результате затопления ликвидированных шахт в Октябрьском районе уровень шахтных вод в погашенных горных выработках поднялся по пластам Несветаевской свиты (С24) на 146 м, а по пластам Степановской свиты (С25) - на 156 м. Это способствовало дальнейшему перетоку воды по трещиноватым зонам, развитым вдоль Большого Самбеков-ского сброса и Аютинского надвига, в смежные ликвидированные горные выработки. Подобная обстановка характерна и для других углепромышленных территорий Российской Федерации.
Ликвидация объектов добычи угля оказала резко негативное влияние и на качество поверхностных вод за счет сброса на рельеф и поступления в речную сеть сильнозагрязненных шахтных вод. Объектами такого влияния в пределах Восточного Донбасса оказались, в частности, реки Кадамовка, Малый и Большой Несветай, Аюта, Кундрючья, Гни-луша, Лихая, Бургуста, Малая Каменка. В них, по
некоторым оценкам [25], поступает от 150 до 2500 м3/ч таких вод. Следует также учитывать высокую вероятность загрязнения речных вод не только сверху, но и снизу в связи с подъемом уровня подземных вод и выходом их на поверхность по тектонически нарушенным зонам как естественного, так и техногенного происхождения. Увеличение питания рек и водоемов подземными водами в результате ликвидации шахт Восточного Донбасса отмечалось рядом исследователей [24, 25].
Важно подчеркнуть, что поверхностные и подземные воды угледобывающих районов находятся в состоянии тесной двусторонней гидравлической связи. Она выражается в том, что подземные воды в течение всего года питают поверхностные водотоки, а последние, в свою очередь, - водоносные горизонты подрус-ловых грунтовых вод и грунтовых вод прибрежной полосы. Не исключено, что подобный водообмен существовал и до начала освоения угольных бассейнов. Но тогда он, скорее всего, имел локальный характер. В процессе эксплуатации угольных месторождений, особенно в результате массовой ликвидации нерентабельных шахт, ареалы активного водообмена между поверхностными и подземными водами значительно расширились. Этому способствовало, очевидно, развитие техногенных пликативных и особенно дизъюнктивных нарушений в горно-породном массиве, обеспечивающих высокую вертикальную проницаемость зоны аэрации. Как известно, в соответствии с существующей в настоящее время природоохранной и водохозяйственной политикой оценка поверхностных и подземных ресурсов осуществляется изолированно: по водохозяйственным балансам - для поверхностного стока, по эксплуатационным запасам - для подземного. Результаты проведенных исследований убеждают в том, что эффективное решение гидроэкологических проблем в углепромышленных районах возможно только на основе совместного использования, управления и оценки речных и подземных водных ресурсов. При этом необходимо учитывать, что основной вклад в ухудшение их качества в данном регионе принадлежит техногенным шахтным водам, минимизация воздействия которых на поверхностную и подземную гидросферы должна стать приоритетной задачей природоохранных органов.
Таким образом из приведенных выше материалов следует, что угледобывающие районы - наименее благополучные в экологическом отношении территории, своеобразный очаг экологической напряженности регионального масштаба. Природный комплекс, а также проживающее здесь население на протяжении многих десятилетий подвергаются мощному комплексному техногенному воздействию. Данное обстоятельство требует принятия неотложных мер по оздоровлению экологической обстановки. Эти меры должны быть направлены в первую очередь на минимизацию последствий воздействия на окружающую
среду наиболее приоритетных источников, в числе которых - твердые отходы добычи и переработки угля, складированные на земной поверхности в виде породных отвалов, а также техногенные шахтные воды. Для обеспечения контроля эффективности природоохранных мероприятий необходимы разработка и внедрение специализированной системы геоэкологического мониторинга.
Литература
1. Пашкевич М.А., Паршина М.В. Анализ экологической опасности объектов угольной промышленности // Горн. информ.-аналит. бюл. 2007. № 10. С. 305-312.
2. Плакиткина Л.С. Развитие добычи и экспорта угля в основных странах мира и России в период 20002013 (2012) гг. Вызовы и угрозы развитию добычи и экспорта угля в России в перспективном периоде // Горная промышленность. 2014. № 2 (114). С. 6-12.
3. Панов Б.С., Проскурня Ю.А. Модель самовозгорания породных отвалов угольных шахт Донбасса // Геология угольных месторождений : межвуз. науч. те-мат. сб. Екатеринбург, 2002. С. 274-281.
4. Гипич Л.В. Геолого-промышленная типизация техногенных месторождений угольного ряда // Разведка и охрана недр. 2006. № 11. С. 60-63.
5. Потапов В.П., Мазикин В.П., Счастливцев Е.Л., Вашлаева Н.Ю. Геоэкология угледобывающих районов Кузбасса. Новосибирск : Наука, 2005. 660 с.
6. Закруткин В.Е., Гибков Е.В. Техногенные геохимические потоки угледобывающих территорий и их влияние на окружающую среду (на примере Донецкого бассейна) // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2016. № 3 (191). С. 66-71.
7. Кизильштейн Л.Я. Экогеохимия элементов-примесей в углях. Ростов н/Д. : Изд-во СКНЦ ВШ, 2002. 296 с.
8. Никифорова Е.М., Солнцева Н.П. Влияние техногенных потоков на геохимию лесных почв (в связи с угледобычей) // Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. М. : Наука, 1982. С. 82-130.
9. Закруткин В.Е., Иваник В.М. Состояние загрязненности воды рек Ростовской области в районах техногенного влияния ликвидируемых шахт Восточного Донбасса (реки бассейна Тузлова) // Современные фундаментальные проблемы гидрохимии и мониторинга качества поверхностных вод России : материалы науч.-практ. конф. с междунар. участием. Ч. 1. Ростов н/Д., 2009. С. 88-91.
10. Закруткин В.Е., Иваник В.М., Гибков Е.В. Эко-лого-географический анализ рисков реструктуризации угольной промышленности в Восточном Донбассе // Изв. РАН. Сер. геогр. 2010. № 5. С. 94-102.
11. Закруткин В.Е., Иваник В.М., Гибков Е.В., Скляров В.В. Оценка влияния ликвидируемых шахт Восточного Донбасса на гидрохимический состав малых рек бассейна Северского Донца // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2010. № 3. С. 84-87.
12. Закруткин В.Е., Скляренко Г.Ю., Бакаева Е.Н., Решетняк О.С., Гибкое Е.В., Фоменко Н.Е. Поверхностные и подземные воды в пределах техногенно нарушенных геосистем Восточного Донбасса: формирование химического состава и оценка качества. Ростов н/Д. : Изд-во ЮФУ, 2016. 171 с.
13. Ковалевская Н.П. Биогеохимический потенциал микробиологических барьеров в формировании качества воды рек Кизеловского угольного бассейна // Фундаментальные исследования. 2015. № 2, ч. 19. С. 4203-4208. URL: http://www.fundamental-research.ru /ru/article/view?id=37930 (дата обращения: 14.05.2016).
14. Максимович Н.Г., Меньшикова Е.А., Блинов С.М. Геоэкологическое состояние рек в районах освоения угольных месторождений // Геология и минеральные ресурсы европейского северо-востока России: новые результаты и новые перспективы : материалы XIII геол. съезда Республики Коми. Сыктывкар, 1999. С. 156-159.
15. Лобченко Е.Е., Минина Л.И., Ничипорова И.П., Лавренко Н.Ю. Динамика качества поверхностных вод на территории Кузнецкого угольного бассейна // Геоэкологические проблемы углепромышленных территорий : сб. тр. науч. конф. с междунар. участием. Ростов н/Д. : Изд-во ЮФУ, 2015. С. 283-295.
16. Гибков Е.В. Эколого-географический анализ и оценка гидроэкологического риска на территории Восточного Донбасса в связи с реструктуризацией угольной промышленности : автореф. дис. ... канд. геогр. наук. Ростов н/Д., 2011. 23 с.
17. Решетняк О.С., Закруткин В.Е., Гибков Е.В. Микроэлементы в речных водах Восточного Донбасса // Геоэкологические проблемы углепромышленных территорий : сб. тр. науч. конф. с междунар. участием. Ростов н/Д. : Изд-во ЮФУ, 2015. С. 283-295.
18. Мишукова Г.И., Мишуков В.Ф., Обжиров А.И. Особенности проявления метана в природных водах на территории Приморского края России // Вестн. ДВО РАН. 2009. № 6. С. 43-49.
19. Максимович Н.Г., Черемных Н.В., Хайрулина Е.А. Экологические последствия ликвидации Кизеловского угольного бассейна // Геогр. вестн. 2006. № 2. С. 128-134.
20. Закруткин В.Е., Скляренко Г.Ю., Гибков Е.В. Особенности химического состава и степень загрязненности подземных вод углепромышленных районов Восточного Донбасса // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2014. № 4. С. 73-77.
21. Тарасенко И.А., Зиньков А.В. Природно-техно-генные преобразования гидролитосферы в районах ликвидированных угольных шахт // Вестн. инженерной школы ДВФУ. 2013. № 3 (16). С. 52-59.
22. Имайкин А.К., Блинов С.М. Гидродинамический режим шахтных вод Кизеловского угольного бассейна // Естеств. и техн. науки. 2012. № 1 (57). С. 224-228.
23. Елохина С.Н. Исследование геоэкологических последствий самозатопления шахтных полей // Геоэкология. 2004. № 5. С. 405-414.
24. Экологический мониторинг ликвидации неперспективных шахт Восточного Донбасса / под ред. В.М. Еремеева. Шахты, 2001. 182 с.
25.Мохов А.В., Журбицкий Б.И., Карасев Г.К., Дымна А.И. Влияние угольного комплекса на геоэкологическую ситуацию // Проблемы и перспективы комплексного освоения минеральных ресурсов Восточного Донбасса. Ростов н/Д., 2005. С. 129-138.
References
1. Pashkevich M.A., Parshina M.V. Analiz ekologiche-skoi opasnosti ob"ektov ugol'noi promyshlennosti [Analysis of environmental risk of facilities of the coal industry]. Gorn. inform.-analit. byul. 2007, No. 10, pp. 305-312.
2. Plakitkina L.S. Razvitie dobychi i eksporta uglya v osnovnykh stranakh mira i Rossii v period 2000-2013 (2012) gg. Vyzovy i ugrozy razvitiyu dobychi i eksporta uglya v Rossii v perspektivnom periode [Development of coal production and exports in the main countries of the world and Russia in the period 2000-2013 (2012). Challenges and threats to the development of coal production and exports in Russia in the future]. Gornaya promyshlen-nost'. 2014, No. 2 (114), pp. 6-12.
3. Panov B.S., Proskurnya Yu.A. [Model of self-ignition of rock dumps of coal mines of Donbass]. Geologiya ugol'nykh mestorozhdenii [Geology of coal deposits]. In-teruniversity scientific thematic collection. Ekaterinburg, 2002, pp. 274-281.
4. Gipich L.V. Geologo-promyshlennaya tipizatsiya tekhnogennykh mestorozhdenii ugol'nogo ryada [Geological and industrial type safety of technogenic deposits of coal-series]. Razvedka i okhrana nedr. 2006, No. 11, pp. 60-63.
5. Potapov V.P., Mazikin V.P., Schastlivtsev E.L., Vashlaeva N.Yu. Geoekologiya ugledobyvayushchikh raionov Kuzbassa [Geoecology of coal mining areas of Kuzbass]. Novosibirsk: Nauka, 2005, 660 p.
6. Zakrutkin V.E., Gibkov E.V. Tekhnogennye geokhimicheskie potoki ugledobyvayushchikh territorii i ikh vliyanie na okruzhayushchuyu sredu (na primere Do-netskogo basseina) [Mining-induced geochemical flows of coal mining areas and their impact on the environment (on the example of the Donets basin)]. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Estestv. nauki. 2016, No. 3 (191), pp. 66-71.
7. Kizil'shtein L.Ya. Ekogeokhimiya elementov-primesei v uglyakh [Environmental geochemistry of elements-impurities in coals]. Rostov-on-Don: Izd-vo SKNTs VSh, 2002, 296 p.
8. Nikiforova E.M., Solntseva N.P. [Influence of tech-nogenic flows on geochemistry of forest soils (due to coal mining)]. Dobycha poleznykh iskopaemykh i geokhimiya prirodnykh ekosistem [Mining and geochemistry of natural ecosystems]. Moscow: Nauka, 1982, pp. 82-130.
9. Zakrutkin V.E., Ivanik V.M. [State of water pollution in the rivers of Rostov region in the areas of techno-genic influence of liquidated mines of East Donbass (Tu-zlov river basin)]. Sovremennye fundamental'nye problemy gidrokhimii i monitoringa kachestva poverkhnostnykh vod Rossii [Modern fundamental problems of hydrochemistry and monitoring of surface water quality in Russia]. Materials of scientific-practical conference with international participation. Rostov-on-Don, 2009, ch. 1, pp. 88-91.
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
10. Zakrutkin V.E., Ivanik V.M., Gibkov E.V. Ekologo-geograficheskii analiz riskov restrukturizatsii ugol'noi promyshlennosti v Vostochnom Donbasse [Ecologo-geographical analysis of the risks of restructuring the coal industry of East Donbass]. Izv. RAN. Ser. ge-ogr. 2010, No. 5, pp. 9-102.
11. Zakrutkin V.E., Ivanik V.M., Gibkov E.V., Sklyarov V.V. Otsenka vliyaniya likvidiruemykh shakht Vos-tochnogo Donbassa na gidrokhimicheskii sostav malykh rek basseina Severskogo Dontsa [Assessment of influence of the liquidated mines Eastern Donbass on the hydro-chemical composition of small rivers of the Seversky Donets basin]. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Estestv. nauki. 2010, No. 3, pp. 84-87.
12. Zakrutkin V.E., Sklyarenko G.Yu., Bakaeva E.N., Reshetnyak O.S., Gibkov E.V., Fomenko N.E. Poverkh-nostnye i podzemnye vody v predelakh tekhnogenno narushennykh geosistem Vostochnogo Donbassa: formiro-vanie khimicheskogo sostava i otsenka kachestva [Surface water and groundwater within the disturbed anthropogenic geosystems of East Donbass: the formation of the chemical composition and quality assessment]. Rostov-on-Don: Izd-vo YuFU, 2016, 171 p.
13. Kovalevskaya N.P. Biogeokhimicheskii potentsial mikrobiologicheskikh bar'erov v formirovanii kachestva vody rek Kizelovskogo ugol'nogo basseina [Biogeochemi-cal potential of microbiological barriers in the formation of water quality of the Kizelovsky coal basin rivers]. Funda-mental'nye issledovaniya. 2015, No. 2, ch. 19, pp. 42034208. Available at: http://www.fundamental-re-search.ru/ru/article/view?id=37930 (accessed 14.05.2016).
14. Maksimovich N.G., Men'shikova E.A., Blinov S.M. [Geoecological state of rivers in the areas of coal deposits development]. Geologiya i mineral'nye resursy evro-peiskogo severo-vostoka Rossii: novye rezul'taty i novye perspektivy [Geology and mineral resources of the European North-East of Russia: new results and new prospects]. Materials of the 18th geological Congress of the Komi Republic. Syktyvkar, 1999, pp. 156-159.
15. Lobchenko E.E., Minina L.I., Nichiporova I.P., La-vrenko N.Yu. [Dynamics of surface water quality on the territory of Kuznetsk coal basin]. Geoekologicheskie prob-lemy uglepromyshlennykh territorii [Geoecological problems of coal-industrial areas]. Proceedings of the scientific conference with international participation. Rostov-on-Don: Izd-vo YuFU, 2015, pp. 283-295.
16. Gibkov E.V. Ekologo-geograficheskii analiz i otsenka gidroekologicheskogo riska na territorii Vos-tochnogo Donbassa v svyazi s restrukturizatsiei ugol'noi promyshlennosti : avtoref. dis. ... kand. geogr. nauk [Ecologo-geographical analysis and assessment of hydro-
Поступила в редакцию /Received
NATURAL SCIENCE. 2018. No. 2
ecological risk in the territory of the Eastern Donbass in connection with the restructuring of the coal industry]. Rostov-on-Don, 2011, 23 p.
17. Reshetnyak O.S., Zakrutkin V.E., Gibkov E.V. [Trace elements in the river waters of the Eastern Donbass]. Geoekologicheskie problemy uglepromyshlennykh territorii [Geoecological problems of coal-industrial areas]. Proceedings of the scientific conference with the international participation. Rostov-on-Don: Izd-vo YuFU, 2015, pp. 283-295.
18. Mishukova G.I., Mishukov V.F., Obzhirov A.I. Oso-bennosti proyavleniya metana v prirodnykh vodakh na terri-torii Primorskogo kraya Rossii [Features of methane manifestation in natural waters in the territory of Primorsk region of Russia]. Vestn. DVORAN. 2009, No. 6, pp. 43-49.
19. Maksimovich N.G., Cheremnykh N.V., Khairulina E.A. Ekologicheskie posledstviya likvidatsii Kizelovskogo ugol'nogo basseina [Ecological consequences of the Kizel coal basin liquidation]. Geogr. vestn. 2006, No. 2, pp. 128-134.
20. Zakrutkin V.E., Sklyarenko G.Yu., Gibkov E.V. Osobennosti khimicheskogo sostava i stepen' zagryaznen-nosti podzemnykh vod uglepromyshlennykh raionov Vos-tochnogo Donbassa [Peculiarities of chemical composition and degree of contamination of the underground water coal-producing areas of the Eastern Donbass]. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Estestv. nauki. 2014, No. 4, pp. 73-77.
21. Tarasenko I.A., Zin'kov A.V. Prirodno-tekhnogen-nye preobrazovaniya gidrolitosfery v raionakh likvidi-rovannykh ugol'nykh shakht [Natural-technogenic transformations of the hydrolithosphere in the areas of liquidated coal mines]. Vestn. inzhenernoi shkoly DVFU. 2013, № 3 (16), pp. 52-59.
22. Imaikin A.K., Blinov S.M. Gidrodinamicheskii rezhim shakhtnykh vod Kizelovskogo ugol'nogo basseina [Hydrodynamic regime of mine waters of the Kizel coal basin]. Estestv. i tekhn. nauki. 2012, No. 1 (57), pp. 224-228.
23. Elokhina S.N. Issledovanie geoekologicheskikh posledstvii samozatopleniya shakhtnykh polei [Study of the geoecological consequences of self-flooding of mine fields]. Geoekologiya. 2004, No. 5, pp. 405-414.
24. Ekologicheskii monitoring likvidatsii neperspek-tivnykh shakht Vostochnogo Donbassa [Environmental monitoring of unviable mines Eastern Donbass]. Ed. V.M. Eremeev. Shakhty, 2001, 182 p.
25. Mokhov A.V., Zhurbitskii B.I., Karasev G.K., Dymna A.I. [Influence of the coal complex on the geoecological situation]. Problemy i perspektivy kompleksnogo osvoeniya mineral'nykh resursov Vostochnogo Donbassa [Problems and prospects of integrated development of mineral resources of the Eastern Donbass]. Rostov-on-Don, 2005, pp. 129-138.
1 марта 2018 г. /March 1, 2018
