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.