Закономірності розповсюдження токсичних елементів, оцінка та прогноз токсичності продуктів видобутку та відходів переробки антрацитів Донбасу

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

 

НАЦІОНАЛЬНА ГІРНИЧА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ

 

ГОРОВА НАТАЛЯ АНАТОЛІЇВНА

 

УДК 553. 93+550. 42+577. 4

 

 

Спеціальність: 04. 00. 16 – «Геологія твердих горючих копалин»

 

 

Дніпропетровськ-1999

 

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі геології та геодезії Донбаського гірничо-металургійного інституту Міністерства освіти і науки України. 

Науковий керівник – кандидат технічних наук, доцент Давиденко Володимир Андрійович, проректор з наукової роботи, завідувач кафедри охорони праці та навколишнього середовища Донбаського гірничо-металургійного інституту (м. Алчевськ), Міністерство освіти і науки України. 

Офіційні опоненти – доктор геолого-мінералогічних наук, професор, Доброгорський Микола Олександрович, професор кафедри геології і розвідки родвищ корисних копалин Національної гірничої академії України, Міністерство освіти і науки України (м. Дніпропетровськ) кандидат геолого-мінералогічних наук, старший науковий співробітник Баранов Володимир Андрійович, старший науковий співробітник відділу геології вугільних родовищ великих глибин Інституту геотехнічної механіки НАН України (м. Дніпропетровськ) 

Провідна установа – Інститут геологічних наук НАН України, відділ геології вугільних родовищ (м. Київ) 

 

 

Актуальність теми. На території України накопичена велика (близько 25 млрд. т) кількість промислових відходів вугільної, гірничорудної, металургійної, енергетичної та інших галузей народного господарства, значна (близько 20 млрд. т) частина яких розташована в Донецькому басейні та зосереджена в 1200 териконах вугільних шахт, 63 хвостосховищах збагачувальних фабрик, 11 золошлакових відвалах металургійних підприємств та теплових станцій, численних котелень тощо. Цієї кількості відходів достатньо, щоб покрити територію України шаром товщиною до 2 см, а територію Донбасу – близько 13 cм. На кожного мешканця України припадає приблизно 500 т, а Донбасу – 4000 т промислових відходів. Щорічно їхня кількість зростає на 100 – 150 млн. т. Під ними знаходиться близько 160 тисяч гектарів родючих земель. 

Відходи промислових підприємств являють собою постійне джерело забруднення навколишнього середовища не тільки в промислових районах, але й у всій Україні через те, що повсюдно використовуються в господарській діяльності (виготовлення будівельних матеріалів, засипання ярів та ін.). Вивчення токсичності як мінеральної сировини, так і відходів ії переробки є актуальною проблемою. На жаль, існуючі стандарти якості викопного вугілля не вимагають інформації про вміст токсичних елементів. Державна важливість проблеми визначена Законами України “Про охорону навколишнього середовища”, “Про охорону атмосферного повітря”, “Про екологічну експертизу”, “Про відходи”, а також відповідними Постановами Кабінету Міністрів. 

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами та темами. Дисертаційна робота виконана у відповідності з програмою наукових робіт “Пошуки, обгрунтування та використання нових нетрадиційних видів корисних копалин для потреб народного господарства України (1992 – 1995 рр.) ”, затвердженою наказом Міністра вищої та середньої спеціальної освіти УРСР (№68 від 31. 03. 92 р.), та тематикою координаційного плану науково-дослідних робіт “Дослідження та науковий прогноз закономірностей розміщення і формування родовищ корисних копалин України” на 1996 – 1998 р. (наказ Міністра освіти України про затвердження №37 від 13. 02. 96 р.). 

Мета та завдання дослідження. Метою роботи є встановлення закономірностей розповсюдження токсичних елементів, оцінка та прогноз токсичності продуктів видобутку й відходів переробки антрацитів Должансько-Ровенецького та Боково-Хрустальського вугленосних районів. 

Для досягнення поставленої мети треба було вирішити такі завдання: 

а) визначити кількість, склад, стрічання, вміст, особливості накопичення, розподіл та походження токсичних елементів у продуктах видобутку та відходах переробки вугілля шахтопластів, шахтних полів і державних холдингових компаній; 

б) розробити методику оцінки токсичності продуктів видобутку та відходів переробки вугілля; 

в) виконати кількісну оцінку токсичності продуктів видобутку та відходів переробки вугілля; 

г) встановити типоморфні показники токсичності продуктів видобутку та відходів переробки вугілля шахтопластів, шахтних полів та державних холдингових компаній; 

д) скласти кадастр токсичності продуктів видобутку та відходів переробки вугілля шахтопластів, шахтних полів та державних холдингових компаній; 

е) розробити методику й виконати прогноз токсичності продуктів видобутку та відходів переробки вугілля пластів та шахтних полів. 

Ідея роботи полягає у підвищенні ефективності та безпеки використання продуктів видобутку та відходів переробки вугілля Донбасу, охороні навколишнього середовища. 

Основні наукові положення, що виносяться на захист: 

1. Закономірності (кількість, склад, стрічання, вміст, горизонтальна зональність) розповсюдження токсичних елементів у продуктах видобутку та відходах переробки вугілля визначаються умовами вугленакопичення, проявом регіонального метаморфізму та накладеними ендогенними процесами. 

2. Токсичність продуктів видобутку та відходів переробки вугілля зумовлена загальною кількістю, загальною і середньою сумами питомих частот стрічання, загальною і середньою сумами кратностей перевищення гранично допустимих концентрацій токсичних елементів, вмістом та роллю найбільш розповсюдженого токсичного елемента. 

3. Сукупний показник (середній рейтинг) токсичності дозволяє визначати типоморфні показники, виконувати кількісну оцінку та прогнозувати токсичність продуктів видобутку й відходів переробки вугілля шахтопластів, пластів, шахтних полів та вугленосних районів. 

Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що вперше визначено кількість, склад, стрічання, вміст та походження токсичних елементів, встановлено особливості поведінки токсичних елементів у продуктах видобутку (гірська маса, вугілля) та відходах переробки вугілля (зола вугілля), доведено існування горизонтальної