Воздействие угледобывающей отрасли на окружающую среду

ВЕСТН. МОСК. УН-ТА. СЕР. 6. ЭКОНОМИКА. 2011. № 1

ОТРАСЛЕВАЯ И РЕГИОНАЛЬНАЯ ЭКОНОМИКА

А.Е. Сафронов1,

канд. экон. наук, доцент Донского государственного технического университета

ВОЗДЕЙСТВИЕ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ

НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

В статье раскрыты актуальные вопросы, касающиеся решения задач охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности, улучшения экологической ситуации шахтерских территорий.

В работе дается подробная характеристика экологических последствий реструктуризации угольной промышленности. Рассматриваются ситуации наиболее значимых вторичных техногенных процессов и явлений, сопровождающих закрытие шахт, а также прогнозирование и заблаговременное предотвращение дальнейшего загрязнения окружающей природной среды Ростовской области.

Ключевые слова: окружающая среда, реструктуризация, угольная отрасль, шахтерские территории, загрязнения атмосферного воздуха, породные отвалы, безопасная жизнедеятельность населения.

In article the pressing questions directed on the decision of problems of preservation of the environment and maintenance of ecological safety, improvement of an ecological situation of miner's territories are opened.

In work the characteristic of ecological consequences of re-structuring of the coal industry is in detail given. Situations of the most significant «secondary» technogenic processes and the phenomena accompanying closing of mines, and also forecasting and preliminary prevention of the further pollution of a surrounding environment of the Rostov region are considered.

Key words: еnvironment, re-structuring, coal branch, miner's territories, pollution of atmospheric air, pedigree sailings, safe ability to live of the population.

Состояние окружающей среды шахтерских территорий определяется рядом факторов, которые возникли в процессе реструктуризации угольной отрасли.

В зоне влияния угледобывающего комплекса Восточного Донбасса сформировались особые, в том числе негативные, в экологическом отношении процессы и явления. Прежде всего они обусловлены откачкой из горных выработок агрессивных шахтных вод, вентиляционными выбросами токсичных газов и пыли, подработкой дневной поверхности, образованием шахтных отвалов и другими причинами производственно-технологического харак-

1 Сафронов Андрей Евгеньевич, тел.: +7 (918) 553-69-93; е-mail: di199@yandex.ru

тера. На территории площадью более 89,3 тыс. га нарушено естественное состояние горного массива, ландшафта, подземных и поверхностных вод, приземного слоя атмосферы2.

Объемы выбросов загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников в атмосферу городов Ростовской области, где проводятся регулярные наблюдения, и индексы загрязнения атмосферного воздуха даны в табл. 1.

Одним из негативных последствий горного производства являются сточные техногенные воды из-под породных отвалов. Постоянными экологически опасными объектами комплексного (системного) загрязнения окружающей среды являются расположенные на территории шахтерских городов породные отвалы-терриконы угольных шахт. Они подвержены воздействию атмосферных осадков, поверхностных вод и контактируют с грунтовыми водами, тем самым создавая значительную нагрузку на экологию региона. Речь идет не только о породных отвалах-терриконах, но и о складах углепородной массы в балках, оврагах, впадинах, карьерах.

Кроме этого негорящие породные отвалы выделяют пылевые твердые частицы (золу), а горящие отвалы кроме твердых частиц, выбрасывают оксид углерода, оксиды азота, диоксид серы, сероводород и другие вредные загрязнители.

На селитебных территориях шахтерских городов и поселков имеет место проникновение «мертвого воздуха» в заглубленные объекты жилого сектора. «Мертвым» воздух считается в связи с тем, что он не пригоден для дыхания, не имеет цвета и запаха и чрезвычайно опасен для жизни.

Для обеспечения безопасной жизнедеятельности населения территорий, подвергшихся негативному влиянию от закрытия угольных шахт, в 2007 г. Центром мониторинга г. Шахты Ростовской области (далее — Центр мониторинга) проводились наблюдения за территориями 16 промплощадок (площадью 159,6 га) ликвидируемых шахт Донецкого угольного бассейна. Анализы полученных результатов показывают, что основными загрязнителями почв и грунтов являются: С^ Zn, Mn, Pb и №. Загрязнение по ним в 42,3% анализов превышают ПДК. Водородный показатель (рН = 2,16— 6,96) отклонился в сторону более кислых почв (7,9% случаев), что также указывает на влияние загрязняющих факторов. Литохими-ческое обследование почвогрунтов на 6 промышленных площадках (площадью 62,4 га) свидетельствует о том, что основными загряз-

2 О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2007 году // Экол. вестн. Дона. Разд. 12. Экологические последствия реструктуризации угольной промышленности. Ростов н/Дону, 2008.

Таблица 1

Показатели загрязнения атмосферного воздуха в городах Ростовской области

Город 2003 г. 2004 г. 2005 г. 2006 г. 2007 г.

Объем выбросов загрязнений воздуха, тыс. т/год Индекс загрязнения атмосферы

Азов 16,481 14,25 16,485 11,74 16,724 9,9 18,129 12,3 - 13,0

Волгодонск 33,148 7,53 33,959 9,99 35,127 13,6 34,638 17,2 - 12,1

Новочеркасск 104,526 14,6 89,114 16,74 110,086 X 132,368 X - X

Ростов-на-Дону 160,369 16,08 165,433 15,8 174,300 16,3 193,701 11,4 - 11,1

Таганрог 41,343 7,12 42,908 7,35 43,713 8,8 44,805 8,1 - 6,9

Шахты 37,632 8,85 37,712 10,01 37,563 6,2 40,044 7,2 - 6,9

Источник: О состоянии окружающей среды Ростовской области за 2003—2007 годы: Стат. сб. Ростов н/Дону, 2008. С. 46—47.

нителями почв и грунтов являются: медь (5,8%), цинк (2,7%), марганец (1,8%), свинец (1,3%).

Всего на территории Восточного Донбасса к первому января 2008 г. прогнозировалось подтопление земной поверхности площадью порядка 73 га, фактически, в результате комплекса технических мероприятий и строительных работ, влиянию шахтной воды подверглись только 5,9 га неугодий (рисунок).

Состояние территорий, на которых согласно проектам ликвидации шахт ожидалось подтопление земной поверхности

Источник: О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2007 году // Экол. вестн. Дона. Разд. 12. Экологические последствия реструктуризации угольной промышленности. Ростов н/Дону, 2008.

Закрытие большинства шахт Восточного Донбасса в результате реструктуризации угольной промышленности привело к возникновению целого ряда новых проблем экологического характера — вторичных техногенных процессов, вызванных изоляцией и затоплением подземных горных выработок, вытеснением из техногенных пустот на поверхность рудничных газов, возгоранием породных отвалов и т.д.

Для изменения сложившейся ситуации потребовались целенаправленное изучение и оценка наиболее значимых вторичных техногенных процессов и явлений, сопровождающих закрытие шахт, а также прогнозирование и заблаговременное предотвращение дальнейшего загрязнения окружающей природной среды Ростовской области.

Несмотря на принимаемые меры, продолжает остро стоять вопрос об очистке загрязненных шахтных вод и о доведении ее качества до требований нормативных документов. Существующие технологии и технические средства очистки минерализованных шахтных вод не позволяют применить экономически целесообразные способы ее деминерализации. Нерешенными остаются задачи по обеспечению защиты источников питьевого водоснабжения от техногенных загрязнений, обусловленных закрытием шахт.

В настоящее время 70% ликвидируемых шахт региона находятся в окончательной стадии затопления, в результате чего на горных отводах этих шахт в период с 2007 по 2010 г. ожидается полное проявление таких негативных явлений, как загрязнение шахтной во-

дой рек и грунтовых водоносных горизонтов, почв и растительности, образование провалов.

Степень загрязнения поверхностной гидросферы обусловлена объемами выходящих шахтных вод, уровнем их минерализации и особенностями загрязняемого объекта. Шахтная вода, попадая в малые реки региона, существенно увеличивает минерализацию крупной реки страны — Дона. Кроме того, загрязнению подвержены и подземные воды, которые непосредственно контактируют с техногенными. Это происходит в результате закрытия шахт и затопления горных выработок, где формируются кислые минерализованные воды с высоким содержанием сульфатов и железа. Основным фактором загрязнения является, по-видимому, окисление сульфидов, содержащихся в углях и вмещающих породах. Загрязнение проявляется преимущественно на завершающей стадии работы шахт, когда происходит затопление горных выработок. По сравнению с этапом эксплуатации на этапе ликвидации отмечаются сильные изменения состава воды на всех без исключения шахтах.

Изменения затронули все основные компоненты геологической среды на больших площадях и на значительной глубине.

Высокоминерализованные шахтные воды, выходящие на поверхность, загрязняют грунтовые воды, которые в отдельных районах являются единственным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения населения. Масштабы и экологические последствия этих процессов огромны, к тому же они приобретают особую значимость, так как реки и грунтовые воды являются источниками питьевого водоснабжения населения региона.

Продолжительность и интенсивность негативных процессов можно оценить только приблизительно, рассчитывать на возможности окружающей среды к самоочищению неразумно. В этой связи необходима разработка эффективных методов очистки высокоминерализованных шахтных вод, которые помогут довести сбрасываемые воды до установленного законодательством качества питьевой воды и позволят использовать ее для нужд населения шахтерских территорий.

По информации Центра мониторинга, загрязнение шахтными водами р. Большая Каменка Ростовской области обусловлено содержанием в речной воде сульфатов (от 8,3 до 8,9 ПДК), магния (более 2,5 ПДК), увеличением содержания щелочных металлов (от 3,5 до 4,1 ПДК) и железа (от 2,1 до 6,1 ПДК). Минерализация загрязненной речной воды составляет 2,3 ПДК для воды рыбохо-зяйственного значения.

На основе данных мониторинга по каждому пункту рассчитывалась величина УКИЗВ — относительного комплексного показа-

теля степени загрязненности поверхностных вод, позволившего более объективно оценить степень загрязнения воды.

По классификации УКИЗВ, вода в Ростовской области в 2007 г. относится к ЗА классу и оценивается как загрязненная (в 2006 г. к ЗБ классу — очень загрязненная).

Основными загрязнителями водных объектов Восточного Донбасса Ростовской области являются предприятия, представленные в табл. 2.

Таблица 2

Список предприятий — основных источников загрязнения водных объектов Ростовской области

№ п/п Наименование Сброс в водные объекты загрязненных сточных вод

Недостаточно очищенные Без очистки

1 ООО «СПОВК», шахта «Глубокая», г. Шахты 7,833 —

2 ОАО «УК Алмазная», шахта «Ростовская», г. Гуково 2,963 —

3 ОАО «УК Алмазная», шахта «Алмазная», г. Гуково 3,199 —

4 ОАО «Донкокс», шахта «Западная», г. Донецк 2,35 —

5 ОАО «Замчаловский Антрацит», шахта «Замчаловская», г. Гуково 2,744 —

6 ОАО «РВ "Дон ВК ЮГ"», ОСК, г. Гуково 3,284 —

7 ОАО «РВ "Дон ВК ЮГ"», г. Новошахтинск 2,552 —

8 ОАО «РВ "Дон ВК ЮГ"», г. Шахты 2,173 —

9 ОАО «Исток», г. Каменск-Шахтинский 8,265 —

10 МУП «Исток», г. Б. Калитва 3,121 0,415

Для обеспечения безопасной жизнедеятельности населения региона специалисты Центра мониторинга осуществляют контроль за выделением газов на земную поверхность в заглубленных объектах домовладений и административно-промышленных зданий, газодренажных трубах в устьях ликвидированных вскрывающих выработок, почвенном воздухе угрожаемых и опасных зон на территориях горных отводов ликвидируемых шахт.

В ходе контроля за газодинамической обстановкой на селитебной территории количество опасных зон увеличено в 6,4 раза. Всего под контролем находится 286 зон, общей площадью 4742 га3. К постоянным экологически опасным объектам загрязнения атмосферного воздуха необходимо отнести расположенные на территории города горящие породные отвалы угольных шахт.

По данным инвентаризации Центра мониторинга, на территории Гуковского угольного района Ростовской области расположено 25 породных отвалов. По семи отвалам была выполнена температурная съемка, которая выявила четыре горящих отвала общей площадью горения 1,74 га (отвалы шахт «Степная», «Бургустин-ская», отвал № 1 шахты № 408 ШУ «Лиховское», отвалы шахты № 10 и наклонного ствола № 2 шахты «Комиссаровская»). При этом три из четырех горящих шахт расположены в жилом секторе и требуют тушения и рекультивации.

Информация, собираемая Центром мониторинга, диктует необходимость скорейшей разработки и внедрения системы экологического мониторинга общей территории Южного федерального округа.

Одной из задач на пути построения системы экологического мониторинга является выявление тех показателей, которые могли бы охарактеризовать процесс охраны окружающей среды.

В настоящее время под мониторингом понимается постоянное наблюдение за каким-либо процессом (или системой) в целях выявления его соответствия ожидаемому результату4.

Особенностью экологического мониторингового наблюдения, а также требованием к нему являются объективность и независимость получаемых данных и защита реальной картины происходящего от субъективной интерпретации собирающего или предоставляющего информацию, что достигается четкостью, определенностью параметров, фиксируемых количественно. Анализ информации выполняют высококвалифицированные специалисты аналитической группы, участвующие в подготовке управленческих решений.

Среди мониторинговых процедур выделяют два их типа:

— статическую,

— динамическую.

Первая позволяет одномоментно снять показатели по одному или нескольким направлениям деятельности учреждения в области охраны окружающей среды, сравнить полученный результат с имеющимися нормативами, определить отклонения, провести

3 Там же.

4 См.: Савон Д.Ю. Региональное развитие процесса экологизации производственной сферы. М., 2008. С. 77—78.

углубленный анализ и затем, разработав веер возможных управленческих решений, принять к использованию те из них, которые могли бы быть реализованы, исходя из возможных ресурсов. Вторая осуществляет мониторинговое отслеживание динамики изменений, предполагает неоднократный замер одних и тех же или, наряду с ними, дополнительных характеристик в течение всего цикла деятельности.

Система экологического мониторинга позволяет создать информационную базу, которая может реально охарактеризовать складывающуюся обстановку на шахтерских территориях5.

Любой полноценный мониторинг, претендующий на объективное отражение сути и на корректную диагностику ситуаций, должен отвечать как минимум двум принципиальным требованиям:

— быть системным, т.е. независимо от содержания и масштаба мониторинг должен дать характеристику социальных, экономических, экологических, правовых и иных аспектов рассматриваемой ситуации или проблемы в их взаимосвязи (последнее имеет особенно важное значение на стадии анализа и диагностики). Отдельный, механически «выдернутый» из общего регионального контекста фрагмент ситуации или проблемы (например, только экономико-экологического или только правового характера) будет не более чем региональным срезом отраслевой ситуации или проблемы;

— быть структурно полным и логически завершенным. Независимо от содержания и масштаба каждый мониторинг должен включать общеобязательные стадии сбора строго определенной информации, ее анализа и оценки (диагностики) ситуации. Ни анализ произвольно взятой информации, ни оценка (диагностика) проанализированных вне структуры данного мониторинга ситуаций или проблем не могут считаться полноценным мониторингом; последним может быть только триединство информационного обеспечения, анализа информации и конечной диагностики.

Учитывая вышеизложенное, следует на региональном уровне утвердить единые правила экологической безопасности при ликвидации горнодобывающих, в том числе угледобывающих и углеобогатительных, предприятий с учетом необходимой компенсации нанесенного ими экологического ущерба и экологической реабилитации территории.

Согласно результатам многолетнего мониторинга принято решение о строительстве очистных сооружений на некоторых шахтах Ростовской области. Для этих целей ежегодно по 277 наблюдательным пунктам специалистами Центра мониторинга осуществляется более 1000 режимных наблюдений, выполняется столько же лабо-

5 Там же.

раторных анализов химического состава шахтных, грунтовых и речных вод, проводится 4000 км маршрутных обследований на территориях неблагоприятного влияния. Ведутся работы по созданию гидрологической сети, контролирующей влияние высокоминерализованных шахтных вод на подземные воды и реки региона — источники питьевого водоснабжения населения области.

В ходе затопления выработанного пространства на верхних горизонтах шахт, в том числе и ранее закрытых, происходит размывание и выщелачивание горных пород, разрушение крепежного материала выработок и, как следствие, образование провалов или формирование обширных мульд оседания. Исследования и наблюдения показывают следующее: возможность и опасность проявления воздействия горных работ на поверхность, что связано с разрушением природной крепости пород, может иметь место на каменноугольных месторождениях без ограничения во времени при глубинах разработки до 80—100 м. Как правило, зафиксированные на выходах пластов провалы земной поверхности приурочены к подготовительным выработкам и краевым частям целиков угля, ориентированным по падению пласта, по границе выработанного пространства.

Провалоопасность территорий, которые прилегают к вскрывающим горным выработкам, выходящим на земную поверхность, — одна из основных проблем, связанная с обеспечением безопасной жизнедеятельности населения Восточного Донбасса. Для ее решения Центром мониторинга ведутся работы по оперативной ликвидации образовавшихся провалов на земной поверхности. С 2003 г. было ликвидировано более 231 провала общим объемом более 89,0 тыс. м3. В том числе за 2007 г. приведен в безопасное состояние 61 провал земной поверхности у вскрывающих выработок (общий объем составил более 30,1 тыс. м3)6.

Другой существенной опасностью для жизни населения являются случаи несанкционированного вскрытия горных выработок. В нарушении закона РФ «О недрах» отдельными лицами ведется кустарная добыча угля, а так же извлечение из выработок металлолома. О подобных фактах, выявленных в ходе маршрутных обследований территорий, сообщается администрациям муниципальных образований, которые принимают соответствующие меры.

В целях контроля за состоянием объектов жизнеобеспечения и жизнедеятельности производятся наблюдения на 18 геодинамических станциях (отслеживается ситуация на территории общей площадью 304,2 га).

6 О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2007 году.

Указанные станции контролируют состояние земной поверхности на селитебных территориях в условиях затопления подземного техногенного пространства. Проведенный анализ результатов наблюдений за период 2002—2007 гг. говорит о сложном и многофакторном характере процесса сдвижения земной поверхности. В условиях продолжающегося затопления техногенного пространства происходит достаточно быстрое восстановление запасов подземных вод, которое дает толчок упругому расширению массива. В результате этого становится возможной активизация движения отдельных блоков по тектоническим нарушениям. Также наблюдательные станции фиксируют появление наиболее нагруженных участков подработанного массива, которые стали испытывать оседание. Деформации земной поверхности, отмеченные на станциях в настоящий момент, показывают как поднятие земной поверхности (до 47 мм), так и ее оседание (до 40 мм). Указанные поднятия и опускания земной поверхности характеризуются как безопасные для зданий и сооружений. Полученные показатели горизонтальных деформаций с момента начала контроля не превышают допустимых значений и являются безопасными для объектов жизнеобеспечения.

Однако недостаток естественно-научных знаний и преимущественно экономико-технократический подход к разработке новых технологий приводят к тому, что появляются новые экологические проблемы и противоречия. Следствием новых технологий могут быть новые загрязнители, нарушающие качество окружающей среды. Подобное обстоятельство делает необходимым экологическое сопровождение уже на ранних стадиях разработки новых технологий. Кроме того, использование новых технологий приводит к резкому возрастанию антропогенных нагрузок на природные системы при аварийных ситуациях, и последствия аварий таких технологических систем несопоставимы по масштабу с неблагоприятными последствиями эксплуатации механической техники и технологий.

Список литературы

О состоянии окружающей среды Ростовской области за 2003—2007 годы: Стат. сб. Ростов н/Дону, 2008.

О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2007 году // Экол. вестн. Дона. Разд. 12. Экологические последствия реструктуризации угольной промышленности. Ростов н/Дону, 2008.

Савон Д.Ю. Региональное развитие процесса экологизации производственной сферы. М., 2008.