По данным государственных органов статистики Донецкой области отходы занимают около 1% территории земель области или более 8,2 тыс. га, а в угольной отрасли и теплоэнергетике Украины отвалы и примыкающие санитарные зоны занимают соответственно свыше 32,0 и 1,5 тыс. га, что приводит к изъятию из сельскохозяйственного оборота значительных земельных ресурсов. Основные источники образования отходов в Донбассе — предприятия угольной промышленности, в связи с этим экологическое состояние Донецкого бассейна в основном определяется значительным количеством отходов, именно горного производства. За период разработки углей только в Донбассе накоплено свыше 2 млрд т отходов добычи и обогащения, к настоящему времени в регионе имеется 1257 терриконов, из них для 355 характерны процессы самовозгорания угля. По данным Государственного управления экологии и природных ресурсов в Донецкой области насчитывается 580 терриконов, из которых 114 горящих (на территории г. Донецка — 30 горящих терриконов). Очаги горения представляют собой источники газовыделений, иногда достаточно интенсивных , причем каждый отвал создает зону негативного воздействия на окружающую среду радиусом до 3 км. При этом в местах выхода газовых струй на поверхности терриконов образуются различные техногенные минералы: самородная сера — S, нашатырь — NH4Cl, а также ряд других минералов, содержащих соединения серы и азота, которые, растворяясь атмосферными осадками, загрязняют почвы и природные воды. Так, на породных отвалах Донбасса обнаружены: реальгар — AsS, пиккерингит — MgAl2 [SO4]*22H2O, галотрихит — FeAl2[SO4]4*22H2O, чермигит — NH4Al[SO4]4*12H2O, масканьит — (NН4) 2[SO4], сомольнокит — FeSO4*H2O, эпсомит — MgSO4*7H2O, халькантит — CuSO4*5H2O, алуноген — Al2[SO4]3*18H2O и др. Размещение твердых отходов в отвалах и хвостохранилищах на поверхности крайне негативно влияет на состояние окружающей среды. Помимо выбросов в атмосферу пыли и вредных газов твердые отходы в отвалах способствуют минерализации и загрязнению солями тяжелых металлов почв сельскохозяйственных угодий вследствие дренирования атмосферных осадков через их толщу.
По данным проведенного Институтом геолого-экологических проблем Донбасса (ИГЭПД) исследования экологической ситуации на закрываемой шахте "Донецкая" ГХК "Октябрьуголь" установлено, что в результате многолетней водно-ветровой эрозии породных отвалов произошло химическое загрязнение грунтовых вод и почв солями тяжелых металлов до чрезвычайно опасной концентрации. Аналогичные данные получены учеными Рурского университета при изучении влияния эксплуатации породных отвалов угольных шахт на состояние окружающей среды.
С целью улучшения экологической обстановки в регионе необходимо значительно шире использовать породы отвалов. Так, исследования, проведенные Государственным Макеевским НИИ по безопасности работ в горной промышленности, а также вузами региона (в том числе ДонНТУ), позволили сформулировать следующие направления формирования технологической схемы переработки породных отвалов Донецкого региона: извлечение железосодержащего сырья, извлечение германия, извлечение редкоземельных элементов, извлечение алюминий содержащего сырья для отправок на передел или организации собственного производства, извлечение силикатных материалов для производства строительных материалов.
Водные ресурсы региона и их загрязнение
В связи с тем, что Донецкий регион с высокой плотностью населения расположен в засушливой части Украины (водообеспеченность на одного жителя в 5 раз ниже, чем в среднем по Украине), очень важной является проблема водообеспечения и охраны водных ресурсов. По данным Государственного управления экологии и природных ресурсов в Донецкой области для воды практически всех рек региона характерна высокая концентрация солей. Это связано как с высоким природным уровнем солей, так и сбросом в водные объекты значительного количества сточных вод, по которым маловодная Донецкая область занимает первое место в Украине. Так в 2000 году сброс загрязненных сточных вод в области составил 943 млн м3 или 30% от всеукраинских. Основные загрязнители водных объектов – предприятия металлургической промышленности (56%), в том числе – Мариупольский металлургический комбинат имени Ильича и ''Азовсталь'', Енакиевский металлургический и коксохимические заводы, а также предприятия угольной промышленности, коммунальное хозяйство (почти по 20%). Вместе со сточными водами только в 2000 году в водные объекты области было сброшено в тыс. т.: взвешенных веществ 18,8; органических веществ 6,4; нитратов 15,6; азота аммонийного 1,6 и др. Фактические данные свидетельствуют о том, что под влиянием сброса шахтных вод и промышленных стоков минерализация речных вод повысилась почти в 2 раза, что установлено прежде всего на реках Лугань и ее притоках – Лозовая, Камышеваха, Белая, а также Кальмиус, Грузская, Крынка, Миус, Казенный Торец и Кривой Торец в пределах углепромышленной части Донбасса.
Высокий уровень загрязнения поверхностных вод региона характерен для азота нитритного и аммонийного с содержаниями соответственно 16,5 и 10,5 ПДК, нефтепродуктов – до 10 ПДК, легкоокисляемых органических веществ (по БПК5) – 2,5 ПДК, а также сульфат-иона – до 25 ПДК.
По данным ИГЭПД, проводившего эколого-геохимическое изучение р. Грузской, превышение ПДК в водах зафиксировано для (в контрастности по отношению к ПДК): натрия – 3,35; фенолов – 40,0; роданидов - 5,4; цианидов – 2,4; нитрит-иона – 1,76; иона аммония – 3,12; хлор-иона – 1,13; кадмия – 8,4; лития – 2,17 и др.
Гидрогеохимические исследования подземных вод региона включали анализ более 6000 проб воды, отобранных из различных источников: колодцев, родников, скважин и др. Анализ предполагал изучение не только физических и химических свойств воды, но и определение различных химических элементов и соединений: Hg, Ag, Zn, Pb, Cu, Mn, F, B, Br, No3-, No2-, и др. в лаборатории Артемовской ГРЭ. По результатам данных исследований в подземных водах установлены аномалии ртути, мышьяка, нитратов и др. токсичных компонентов. На экологическую обстановку в подземных водах верхних водоносных горизонтов и комплексов Донецкой области различные химические элементы и соединения оказывают разное влияние. Аномалии фтора с содержаниями, превышающими ПДК (1,5 мг/л), встречаются довольно часто, максимальные концентрации для региона установлены в водоносных горизонтах Донецко- Макеевского района (до 3,4 мг/л); в ореольных водах Никитовского ртутного месторождения – 0,8 – 2,5 мг/л. Превышающие ПДК концентрации фтора вызывают заболевания зубов – флюороза, а также тяжелое заболевание скелета, связанное с деформацией костей, - остеосклероз.
Максимальные концентрации ртути (до 0,02-0,05 мг/л) обнаружены в подземных водах кайнозойских и палеозойских отложений Главной антиклинали в районе Никитовского ртутного месторождения, а также в районе Дебальцевского тектонического узла – 0,005 – 0,02 мг/л (пос. Мироновский, г. Дебальцево).
Мышьяк также встречается в концентрациях, превышающих предельно допустимые. Особо следует подчеркнуть факт установления к северо-западу от г. Донецка крупной аномалии, контрастность которой превышает ПДК (0,05 мг/л) до 24 раз, а замеры достигают 15х30 км. Это объясняется влиянием Авдеевского коксохимического завода, использующего донбасские угли, содержащие мышьяк и ртуть в значительных количествах. В ореольных водах Никитовского и Дружковско-Константиновского ртутных рудных полей развиты аномалии мышьяка с содержанием до 0,05 – 0,06 мг/л. Наличие в повышенных концентрациях этого элемента приводит к возникновению у человека злокачественных опухолей кожи, печени, тонкого кишечника, патологическим изменениям в генной системе, способствует увеличению частоты дерматитов у детей, снижению слуха.
Максимальные концентрации бора (1,5 – 3,8 мг/л) выявлены в районе г. Амвросиевка в зоне влияния Кутейниковского сброса, а также сел Степано- Крынка и Григорьевка в районе пересечения Зуевского купола поперечнами антиклинальными структурами в зоне Мушкетовско-Персиановского разлома – 0,69 – 1,58 мг/л (при ПДК 0,5 мг/л). В ореольных водах Никитовского ртутного месторождения бор содержится в концентрациях до 1,9 мг/л. Техногенные аномалии бора невысокой концентрации (0,5 – 0,9 мг/л) установлены в южной части г. Донецка, в черте городов Макеевка и Горловка, что объясняется деятельностью находящихся здесь предприятий металлургической и химической промышленности. Бор отрицательно воздействует на желудочно- кишечный тракт человека и обладает эмбриотоксическим действием, употребление воды из богатых бором водоисточников приводит к возникновению хронической интоксикации со всеми ее негативными последствиями.
Большую беспокойность вызывает загрязнение подземных вод Донбасса соединениями азота. Это обусловлено, с одной стороны, их токсичностью, а с другой – хорошей растворимостью и высокой миграционной способностью. На 50% территории содержание нитратов в подземных водах превышает ПДК (45 мг/л) в 20 раз и более. Наиболее высокие концентрации нитратов – до 2180 мг/л – установлены у с. Алексеевка к западу от г. Донецка, а превышающие 1000 мг/л выявлены в близи городов Доброполье (1100 – 1581 мг/л), Константиновка (до 1389 мг/л) и в некоторых других местах. Концентрации нитратов, превышающие 500,0 мг/л, отмечены в десятках гидрогеохимических аномалий. Избыток нитратов является причиной экзем, нарушения обмена веществ в организме, поражения почек и печени, оказывает отрицательное воздействие на сердечно-сосудистую систему, а постоянная интоксикация приводит к нарушению обмена веществ и онкологическим заболеваниям.
Основными техногенными источниками цинка являются сточные воды заводов цветной и черной металлургии и, в меньшей степени, - угольных шахт. Наиболее высокие его концентрации (50-70 мг/л при ПДК=5,0 мг/л) установлены в районе заводов ''Укрцинк'' (г. Константиновка) и ''Цветмет'' (г. Артемовск). Содержание цинка, в 2-5 раз превышающее ПДК, выявлено также в зоне выщелачивания соленосных отложений нижней перми на северо- восточной окраине Донбасса. Цинк накапливается в печени и является причиной заболеваний селезенки, печени, легких, а также малокровия и других болезней.