ЗМІСТ Вплив підприємств гірничо-металургійного комплексу на стан забруднення атмосферного повітря Овчиннікова Н. Б. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Влияние горно-металлургического комплекса на экологическую ситуацию в Приднепровском регионе Шматков Г. Г., Оксамитный А. Ф., Николаева И. А. . . . . . . . . . . . . . 5 К вопросу о необходимости внедрения системы социальноэкологического мониторинга на территории горнопромышленных регионов Украины Горовая А. И., Павличенко А. В. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Екологічна експертиза територій, прилеглих до хвостосховища північного гірничо-збагачувального комбінату (Кривбас) Євграшкіна Г. П., Шерстюк Н. П., Власова І. А. . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Стан водних ресурсів та вплив на них підприємств гірничометалургійного комплексу Дніпропетровської області Чехун О. В. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Аспекти лісової меліорації ґрунтів західного Донбасу, порушених вугільновидобувною промисловістю Цвєткова Н. М., Якуба М. С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Вплив діяльності металургійних підприємств м. Дніпропетровська на фауну мікромамалій заплавних біогеоценозів Ігнатенко Є. М., Земляний О. А. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Вплив вугледобувних підприємств на ступінь засолення ґрунтів західного Донбасу Лаврик М. О. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
ВПЛИВ ПІДПРИЄМСТВ ГІРНИЧО-МЕТАЛУРГІЙНОГО КОМПЛЕКСУ НА СТАН ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ Овчиннікова Н. Б., директор департаменту охорони атмосферного повітря та зміни клімату Міністерства охорони навколишнього природного середовища України До складу гірничо-металургійного комплексу України (далі – ГМК) структурно входять 16 металургійних комбінатів і заводів, 16 коксохімічних та 17 заводів з випуску вогнетривів, 12 гірничорудних підприємств. Водночас необхідно констатувати, що підприємства ГМК відносяться до основних забруднювачів навколишнього природного середовища. На частку ГМК у 2007 р. припадало майже 45% викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря. Валові викиди забруднюючих речовин підприємств ГМК у населених пунктах складають понад 90% загальних. У Кривому Розі та Алчевську – 99%, Маріуполі та Дніпродзержинську – 95, у Нікополі – 91%. Концентрація потужного потенціалу викидів, скидів та розміщення крупнотонажних промислових відходів на невеликій території створює підвищену екологічну небезпеку довкілля та несприятливі умови для життєдіяльності людей. Підвищені рівні забруднення атмосферного повітря спостерігаються практично у всіх містах, де розташовані підприємства ГМК, та перевищують гігієнічні нормативи у атмосферному повітрі населених місць. Наприклад, значні обсяги викидів забруднюючих речовин, що здійснюють підприємства ГМК, зумовлювали упродовж 2007 р. перевищення гігієнічних нормативів окремих речовин в атмосферному повітрі у м. Кривий Ріг: по пилу – 2,7 раза, дiоксиду азоту – 1,3, формальдегiду – 3,3 раза; в м. Дніпродзержинськ: по пилу – 1,3 раза, діоксиду азоту – 1,8, фенолу – 2, формальдегіду – 6,3 раза; в м. Дніпропетровськ: по пилу – 1,3 раза, бенз(а)пiрену – 1,3, дiоксиду азоту – 2, формальдегiду – 3 рази; в Запоріжжі середньорічні концентрації перевищували гігієнічні нормативи: по діоксиду азоту – в 2 рази, оксиду азоту – 1,1, фенолу – 1,6, формальдегіду – в 1,4 раза. За даними спостережень Державної гідрометеорологічної служби, підвищені рівні забруднення атмосферного повітря спостерігаються у Горлівці, Дзержинську, Донецьку, Єнакієвому, Краматорську, Макіївці, де розташовано підприємства ГМК, та перевищують гігієнічні нормативи у атмосферному повітрі: по пилу у 3–5 разів, діоксиду азоту – 2–3, канцерогенній речовині (бенз(а)пірену) – у 5 разів. У Луганську, Лисичанську, Рубіжному, Сєвєродонецьку, Алчевську перевищення гігієнічних нормативів за окремими речовинами становить 2–6 разів. У цих містах рівень забруднення атмосферного повітря за індексом забруднення атмосфери протягом останніх 5-ти років був 2
вище середнього рівня забруднення по Україні. Ці міста з року в рік входять до числа найбільш забруднених міст України. З метою попередження збільшення забруднення атмосферного повітря у 2001 р. у Закон України «Про охорону атмосферного повітря» було внесено зміни та доповнення, які передбачають адміністративні та регулюючи заходи в частині обмеження викидів забруднюючих речовин при здійсненні підприємствами господарської діяльності. Реальне скорочення викидів забруднюючих речовин можливе через 5–10 років за умови впровадження нового механізму регулювання викидів, у разі досягнення суб’єктами господарювання установлених нормативів граничнодопустимих викидів відповідно до законодавства. З метою упровадження нового механізму регулювання у галузі охорони атмосферного повітря, відповідно до затверджених Мінприроди Планів робіт на 2007–2008 рр. з видачі дозволів на викиди забруднюючих речовин в атмосферне повітря за новою формою на підставі документів, у яких обґрунтовуються обсяги викидів (далі – План робіт) територіальні органи Мінприроди забезпечують видачу зазначених дозвільних документів. Станом на 01.10.2008 р. видано дозволів на викиди: по Донецькій області – 982, Дніпропетровській – 1612, Луганській – 1124, Запорізькій – 953, Полтавській – 1117. Відповідно до Планів робіт переважна більшість підприємств ГМК мають отримати дозволи на викиди за новою формою до кінця 2008 р. Станом на 01.11.2008 р. тільки деякі підприємства коксохімічної галузі отримали дозволи на викиди. Незважаючи на те, що нормативно-правові акти, якими передбачено впровадження нового механізму регулювання затверджено у 2002–2006 рр. (Порядок проведення та оплати робіт, пов’язаних з видачею дозволів на викиди забруднюючих речовин в атмосферне повітря стаціонарними джерелами, обліку підприємств, установ, організацій та громадян – суб’єктів підприємницької діяльності, які отримали такі дозволи, встановлено постановою Кабінету Міністрів України від 13.03.2002 № 302, Інструкція про загальні вимоги до оформлення документів, у яких обґрунтовуються обсяги викидів, для отримання дозволу на викиди забруднюючих речовин в атмосферне повітря стаціонарними джерелами для підприємств, установ, організацій та громадян-підприємців, затверджено наказом Мінприроди від 09.03.2006 № 108, зареєстрованого у Міністерстві юстиції 29.03.2006 р. за № 341/12215. Наказ набрав чинності 09.04.2006 р.), підприємства ГМК протягом 2006–2008 рр. не здійснювали або повільно здійснювали роботи, пов’язані з одержанням дозволу на викиди за новою формою (інформація щодо отримання дозволів на викиди підприємствами – основними забруднювачами ГМК додається). Перенесення терміну одержання дозволів на викиди забруднюючих речовин для підприємств ГМК на 2009 р. призведе до подовження строку виконання запланованих природоохоронних заходів щодо досягнення установ3
лених граничнодопустимих викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря. Аналіз виконання заходів щодо скорочення викидів забруднюючих речовин свідчить, що промислові підприємства приділяють недостатньо уваги вирішенню проблем у галузі охорони довкілля. На підприємствах ГМК експлуатується устаткування, яке не відповідає сучасним вимогам щодо забезпечення установлених законодавством нормативів граничнодопустимих викидів в атмосферне повітря. Продовжується експлуатацію понад 28 мартенівських печей. На 13-ти з них споруди з очистки пилу працюють неефективно, а 15 печей зовсім не мають очисних споруд. Залишається гострою проблема зменшення викидів доменних печей, а саме: будування споруд очищення викидів ливарних дворів, міжконусного простору, підбункерних приміщень та скіпових ям. На підприємствах чорної металургії та коксохімії не вирішують повною мірою питання щодо використання доменного, коксового та конверторних газів. Виробництво агломерату є найбільш проблемним з точки зору забруднення атмосферного повітря викидами пилу, оксиду вуглецю, діоксиду сірки. Протягом ІІ півріччя 2007 р. та І півріччя 2008 р. Держекоінспекції в областях здійснювали посилений контроль за виконанням вимог природоохоронного законодавства на підприємствах гірничо-металургійного комплексу. На виконання щоквартальних планів заходів проведено комплексні перевірки підприємств ГМК (ВАТ «Алчевськкокс», ВАТ «Алчевський металургійний комбінат», ВАТ «Центральний гірничо-збагачувальний комбінат», ВАТ «Південний гірничо-збагачувальний комбінат», ВАТ «Дніпровський металургійний комбінат ім. Дзержинського», ВАТ «Дніпрококс», ВАТ «Орджонікідзевський гірничо-збагачувальний комбінат», ВАТ «Баглійкокс», ВАТ «Дніпродзержинський коксохімічний завод», ВАТ «Арселор Міттал Кривий Ріг», ВАТ «Нікопольський завод феросплавів», ВАТ «Запоріжсталь», ВАТ «Запорожкокс», ВАТ «Дніпроспецсталь» ВАТ «Запоріжвогнетрив», ВАТ «Полтавський гірничо-збагачувальний комбінат», ВАТ «Кременчуцький сталеливарний завод», ЗАТ «Мініметалургійний завод «Істіл», ЗАТ «Донецьксталь – металургійний завод», ВАТ «Ясинівський КХЗ», ЗАТ «Макіївкокс», ВАТ «Авдієвський КХЗ», ВАТ «Єнакіївський металургійний завод», ЗАТ «Єнакіївський коксохімпром», ВАТ «Енергомашспецсталь», ВАТ «ММК ім. Ілліча», ЗАТ «Азовелектросталь», ТОВ «Істек» Горлівський коксохімічний завод»). Перевірками установлено, що підприємствами ГМК порушуються вимоги ст. 10 Закону України «Про охорону атмосферного повітря» щодо вживання заходів зі зменшення обсягів викидів забруднюючих речовин, забезпечення безперебійної ефективної роботи і підтримання у справному стані споруд, устаткування та апаратури для очищення газів, здійснення контролю за обсягами та складом викидів. Також виявлено перевищення затверджених нормативів граничнодопустимих викидів (ГДВ), викиди здійснюються при від4
сутності дозволу на викиди забруднюючих речовин в атмосферне повітря та не виконуються заходи по досягненню нормативів ГДВ. За результатами перевірки за порушення вимог природоохоронного законодавства посадові особи підприємств було притягнуто до адміністративної відповідальності, з метою відшкодування збитків, заподіяних державі в наслідок понаднормативних викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря підприємствам було пред’явлено позовні заяви. До підприємств гірничо-металургійного комплексу у 2007 р. пред’явлено екологічних платежів на суму 203476 тис. грн, фактично сплачено платежів – 198289,5 тис. грн. Слід відзначити, що повільне виконання природоохоронних заходів не призводить до зниження обсягів викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря. Відсутність обласних Програми з охорони атмосферного повітря не дає змоги впроваджувати в першу чергу ті заходи, які б призводили до скорочення або хоча б стабілізації викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря. Крім того, виконкоми та райдержадміністрації не приділяють достатньої уваги ліквідації заборгованості підприємств-забруднювачів за забруднення навколишнього природного середовища до бюджетів усіх рівнів. Міські та районні ради, контролюючі органи не вимагають від підприємств безумовного виконання природоохоронних заходів.
ВЛИЯНИЕ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА НА ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ СИТУАЦИЮ В ПРИДНЕПРОВСКОМ РЕГИОНЕ Шматков Г. Г., доктор биологических наук, зав. кафедрой экологии и охраны окружающей природной среды ПГАСА Оксамитный А. Ф., начальник госуправления охраны окружающей природной среды Минприроды Украины в Днепропетровской области Николаева И. А., ведущий аудитор НПП «Центр экологического аудита и чистых технологий» Горно-металлургический комплекс Украины является базовым комплексом экономики Украины. Именно этим объясняется повышенное внимание к нему со стороны государственного сектора и общественности. 5
Однако техническое и технологическое состояние горнометаллургического комплекса существенно отстает от европейского уровня. Изношенность основных фондов в целом по отрасли превышает 70%, а на ряде предприятий достигает 100% или давно превзошла проектный норматив. Энергоэффективность комплекса также незначительна (в 3–5 раз ниже, чем в западных странах). В последние годы конкурентоспособность продукции горнометаллургических предприятий на внешних рынках обеспечивалась, прежде всего ее низкой себестоимостью, в чем решающую роль играла низкая оплата труда. Кроме того, достаточно умеренная плата за использование природных ресурсов и загрязнение окружающей среды также давали комплексу некоторые преимущества. Все это определило широкий спектр экологических проблем в деятельности горно-металлургического комплекса. Сложность, масштабность и специфическая структура этого комплекса обусловливают его большое негативное влияние на окружающую среду. Подземная и открытая добыча железной руды оказывает мощное разрушающее воздействие на горный массив, вызывая искусственные карсты, провалы земной поверхности, смещение горных масс, оползни на всей прилегающей к этим объектам территории. Отвалы пустых пород, гигантские хвостохранилища отходов обогащения, объемы которых составляют уже миллиарды тонн, откачка сотен миллионов кубометров в год высокоминерализованных шахтных вод и другие факторы деятельности горно-металлургического комплекса вызывают загрязнение подземных и поверхностных вод, воздушного бассейна, почв и оказывают другие, опасные для человека, воздействия на окружающую природную среду. Коксохимические и металлургические предприятия – основные загрязнители атмосферы в десятках крупных промышленных городов страны. Большинство из них расположены в юго-восточных областях Украины – Днепропетровской, Запорожской, Донецкой, Луганской. Именно эти области испытывают самую высокую техногенную нагрузку на территорию, суммарный показатель которой составляет 100–200 т/км2. На экологической карте Украины территория этих областей отнесена к категории с критической экологической ситуацией. Днепропетровская область – наиболее показательная во всех аспектах воздействия горно-металлургического комплекса на окружающую природную среду. Именно здесь уже более 150 лет разрабатывается подземным и открытым способами одно из крупнейших в мире месторождение железной руды, расположены крупнейшие металлургические комбинаты (ОАО «Арселор-Миттал-Кривой Рог» – бывший завод «Криворожсталь», ОАО «Днепровский металлургический комбинат им. Ф. Э. Дзержинского», ОАО «Металлургический завод им. Г. Петровского» с полными металлургическими циклами, 4 коксохимических завода). 6
Кроме того, в области открытым способом добывают марганцевую руду, на единственном в Украине месторождении – титановые руды, более 40 лет добывали и урановую руду рудничным методом и методом подземного выщелачивания. Эти руды не только добываются в нашей области, но и проходят все стадии обогащения и выплавки металла, что сопровождается образованием огромного количества отходов на всех стадиях производства. В настоящее время на территории области сосредоточено более 9 млрд т отходов 1–4 классов опасности, в т. ч. около 90 млн т радиоактивных отходов. Валовые выбросы в атмосферу от всех организованных и неорганизованных источников в докризисный период составляли более 1 млн т пыли и газов, а сброс загрязненных сточных вод – около 800 млн м3. Многолетняя деятельность горно-металлургического комплекса привела к тому, что в атмосфере городов, где в основном расположены его предприятия (Днепропетровск, Кривой Рог, Днепродзержинск), концентрации многих вредных веществ (пыль, оксиды углерода, азота, серы, фенолы и даже бенз(а)пирен) в несколько раз превышают предельно допустимые. Из атмосферы эти вещества вместе с осадками переходят в почву сельхозугодий, загрязняя их, попадая в конечном итоге в продукты питания. Подземные воды загрязнены практически на всей территории области. Наиболее загрязнены они в Криворожском, Широковском, Софиевском районах солями, нефтепродуктами, тяжелыми металлами. Эти негативные и многообразные воздействия на все компоненты природной среды в течение десятков лет не могли не сказаться и на здоровье населения региона. Так, по данным официальной статистики, до середины 80-х годов рождаемость населения в нашей области почти в 1,5 раза превышала смертность, но затем она стала прогрессивно снижаться, а смертность – нарастать. Уже к середине 80-х годов смертность и рождаемость сравнялись и составляли 12 человек на 10 000 населения. Такая тенденция привела к тому, что к 2005 г. смертность стала превышать рождаемость более чем в 2 раза (16 – смертность, 7 – рождаемость). За эти же годы почти в 2 раза увеличилось число врожденных аномалий. Как видим, в области сложились типичные процессы депопуляции населения, которые в недалеком будущем могут привести к существенному изменению его популяционной структуры и дефициту трудовых ресурсов. В условиях экономического кризиса мы наблюдаем существенный спад производства в горно-металлургическом комплексе и соответственно – уменьшение выбросов, сбросов и образования отходов. К положительным изменениям в окружающей среде в ближайшее время это, безусловно, привести не может, так как загрязнение компонентов окружающей среды и изменения, которые мы в ней наблюдаем, носят системный и глубокий характер. Для их сдвига в положительную сторону нужны десятки лет при отсутствии мощного техногенного пресса. На наш взгляд, сейчас есть хорошая возможность для улучшения в будущем экологической ситуации в промышленных городах области. Она 7
заключается в том, что именно в настоящее время без ущерба для действующих производств можно провести реконструкцию, модернизацию, введение в эксплуатацию современных агрегатов, систем и технологий мирового уровня, которые оказывают минимальное воздействие на окружающую среду и обладают высокой энергоэффективностью, т. е. потребляют минимум энергоресурсов на единицу выпускаемой продукции. Именно сейчас необходимо строить новые высокоэффективные сооружения по очистке газов и сточных вод на хвостах технологических процессов, которые в настоящее время не работают или работают не на полную мощность. Если этого не делать сейчас, то с окончанием экономического кризиса и естественным подъемом производства нас ожидает прогрессирующее и катастрофическое увеличение выбросов, сбросов, накопление отходов и попадание их в окружающую среду наших городов и районов, что, безусловно, приведет к еще большему загрязнению атмосферы городов и всех компонентов окружающей природной среды области. Последствия для здоровья населения региона будут катастрофическими. Поэтому необходимо усилить давление со стороны общественных организаций на органы местной и центральной власти, владельцев и дирекции крупных промышленных корпораций и предприятий с целью заставить их именно сейчас заняться решением экологических задач и вопросами энергосбережения.
УДК 504.064.3:574
К ВОПРОСУ О НЕОБХОДИМОСТИ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА НА ТЕРРИТОРИИ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ РЕГИОНОВ УКРАИНЫ Горовая А. И., Павличенко А. В., Национальный горный университет Общеизвестно, что антропогенная нагрузка на окружающую среду во многих регионах планеты уже достигла уровня, угрожающего состоянию экосистем и здоровью населения. Поэтому усилия многих стран направлены на разработку и осуществление национальной политики, обеспечивающей устойчивое эколого-экономическое и социальное развитие общества. Особенностью Украины является то, что она обладает мощной минерально-сырьевой базой. В ее недрах сосредоточено более 20 000 месторождений полезных ископаемых, среди которых запасы железных и марганцевых руд составляют 14 и 43% мировых соответственно. По добыче угля, марганца, железа, титана, графита и каолина Украина относится к ведущим странам мира. Особое значение для Украины имеет развитие угледобываю8
щей отрасли, так как в XXI в. уголь, как топливный ресурс, становится главным, а в дальнейшем – основным энергоносителем. Развитие топливноэнергетического комплекса позволит значительно повысить уровень энергообеспеченности страны [1]. Однако многолетнее развитие в стране различных отраслей промышленности, сельского хозяйства и урбанизация привели к высокому уровню техногенной нагрузки на окружающую среду, накоплению значительного количества отходов (в т. ч. радиоактивных), активизаации и развитию опасных экзогенных геологических процессов, нарушению гидрогеологических условий и др. Кроме того, деградационные изменения в природной среде усиливаются высоким уровнем радиоактивного загрязнения вследствие аварии на Чернобыльской АЭС. В результате техногенного влияния на природную среду происходят негативные изменения в экосистемах и социуме: уменьшается биологическое разнообразие, снижается природная устойчивость экосистем к действию неблагоприятных факторов, а также ухудшается здоровье человека [2, 3]. Высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха, воды, почвы, продуктов питания высокотоксичными и мутагенными агентами привел к повышению уровня заболеваемости населения и ухудшению демографических показателей. В Украине постоянно возрастает количество заболеваний эндокринной системы, крови и кроветворных органов, аллергических болезней, новообразований и др. В последние годы наблюдается снижение рождаемости и увеличение смертности населения, которые привели к отрицательным тенденциям изменения показателей естественного прироста населения [4]. Здоровье нации и качество окружающей среды – интегральные показателями уровня социально-экономического развития общества. В развитых странах состояние экосистем и здоровья населения рассматриваются как критерии качества жизни и являются одними из главных приоритетов в деятельности правительств [4, 5]. Именно поэтому вопросы оценки и управления состоянием окружающей среды и здоровья нации имеют в Украине все большее значение. Отсутствие системного подхода и методологии интегральной оценки изменений, происходящих в социуме и окружающей среде, затрудняют адекватную комплексную оценку сложившейся экологической и социальной ситуации на определенной территории. Это может быть достигнуто на основе внедрения унифицированной методологии социальноэкологического мониторинга, главными задачами которого являются: – оценка состояния окружающей среды по токсико-мутагенному фону на основании применения цитогенетических методов биоиндикации; – установление унифицированных критериев оценки влияния на состояние здоровья населения вредных экологических факторов естественного и антропогенного происхождения; – определение уровней экологической и генетической опасности для человека и биоты от влияния экотоксикантов и мутагенов окружающей среды. 9
Все это будет способствовать разработке и принятию наиболее правильных управленческих решений в природопользовании. Методологические положения оценки здоровья населения предусматривают анализ условий, обеспечивающих состояние полного социального, духовного и физического благополучия человека. Это означает, что здоровье населения подвержено влиянию сложного комплекса явлений в окружающей среде и зависит от биологических, социально-экономических, климатических и других факторов. Здоровье человека определяется генетическими (наследственными) и внешними (состояние окружающей среды) факторами. При этом важное значение имеет состояние генома человека и наследственная конституция его организма. Кроме того, на состояние здоровья человека влияют экотоксиканты, находящиеся в атмосферном воздухе, воде, почве, продуктах питания, а также эмоциональная и ментальная структура организма и условия в социуме. Социальное положение и благополучие человека зависят от материального состояния, а также от географических и природно-климатических условий в месте его проживания. Состояние окружающей среды характеризует не только ингредиентный состав загрязнителей, но и создаваемый ими токсико-мутагенный фон. Этот фон определяют методами биоиндикации, среди которых цитогенетические методы являются наиболее чувствительными. Они позволяют оценить комплексное воздействие на живые организмы всех неблагоприятных факторов с учетом дозы и времени их действия. Исходя из интегрального понятия о здоровье и влиянии на него факторов окружающей среды была разработана структурная схема социально-экологического мониторинга, которая представлена на рисунке 1. Как видно из схемы, верхний (нулевой) уровень показателя характеризует экологическое и социальное состояние интегральной системы развития территории на локальном, региональном или национальном уровнях. Он включает два показателя низшего (первого) уровня: состояние здоровья населения (популяционный блок) и экологическое состояние окружающей среды по токсико-мутагенному фону (биоиндикационный блок). Дальнейшая их детализация (второй структурный уровень) представлена показателями, которые в популяционном блоке «здоровье населения» характеризуют основные демографические процессы (естественное движение населения), физическое здоровье детей, взрослых и генетическое здоровье. Биоиндикационный блок характеризуется параметрами, отражающими экологическое состояние территории в целом, атмосферы, гидросферы и педосферы по токсико-мутагенному фону. Третий структурный уровень представляют показатели, которые наполняют блоки второго структурного уровня. Экологическое состояние объектов окружающей среды по токсикомутагенному фону рекомендуется оценивать цитогенетическими методами биоиндикации, которые, как известно, являются наиболее чувствительными, информативными и достаточными для адекватных оценок сочетанного действия на различные биосистемы экологических факторов окружающей среды [5]. 10
2.2 Здоровье детей
Классы болезней 3.4 Все болезни 3.5 Инфекционные и паразитарные болезни 3.6 Болезни эндокринной системы 3.7 Болезни крови и кроветворных органов 3.8 Психические расстройства 3.9 Болезни нервной системы 3.10 Болезни кровообращения 3.11 Болезни органов дыхания 3.12 Болезни органов пищеварения 3.13 Болезни мочеполовой системы 3.14 Болезни кожи 3.15 Болезни костно-мышечной системы 3.16 Врожденные аномалии 3.17 Новообразования
2.3 Здоровье взрослого населения
2.4 Генетическое здоровье
3.18 Врожденные аномалии развития 3.19 Смертность детей в возрасте до 1 года 3.20 Новообразования у детей 3.21 Новообразования у взрослых
2.5 Состояние территории (в целом)
Биотест 3.22 Микроядерный тест в соматических клетках детей, которые проживают на исследуемых территориях
2.6 Состояние атмосферы
Биотест 3.23 Стерильность пыльцы растений, произрастающих на исследуемой территории
2.7 Состояние гидросферы
Биотесты 3.24 Хромосомные аберрации в клетках гидробионтов 3.25 Митотическая активность в меристематических клетках гидробионтов 3.26 Микроядерный тест в клетках гидробионтов
2.8 Состояние педосферы
Биотесты 3.27 Хромосомные аберрации в клетках биоиндикаторов 3.28 Митотическая активность в меристематических клетках биоиндикаторов
Уровень экологической опасности (ЭО) для человека и биоты
3.1 Рождаемость 3.2 Смертность 3.3 Смертность детей в возрасте до 1 года
Уровень генетической опасности (ГО) для человека и биоты
1.1 Состояние здоровья населения 1.2 Состояние окружающей среды
СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ
2.1 Демографические показатели
Рис. 1. Структурная схема социально-экологического мониторинга Поскольку все показатели биоиндикационного и популяционного блоков имеют свои единицы измерения, то для интегральных оценок требуется 11
приведение их в единую безразмерную форму условных показателей повреждаемости биосистем (УПП). Значения условных показателей повреждаемости изменяется в пределах от 0 (комфортные для жизнедеятельности условия) до 1 (критические условия). Нормативными значениями повреждаемости для всех анализируемых биопараметров, которые соответствуют условиям устойчивого развития территории, принимали 30%-й уровень повреждения (то есть УППнорм.= 0,300 у. е.), при котором возможно самовосстановление биологических систем после прекращения действия повреждающих факторов. Расчет показателей в условных единицах позволяет провести сравнение и ранжирование территории города, области, страны по состоянию окружающей среды и здоровью населения, которое невозможно выполнить, когда эти показатели приведены в их естественном измерении. Кроме того, возможно проведение ранжирования территорий по токсико-мутагенному фону разных объектов окружающей среды и выявление приоритетных классов заболеваемости населения в различных регионах в зависимости от состояния окружающей среды. Кроме того, на основании показателей, характеризующих экологическую (ЭО) и эколого-генетическую (ГО) опасности, можно вычислить уровни экологического (ЭР) и генетического рисков (ГР) для человека и биоты на различных исследуемых территориях. Для оценки уровней повреждаемости здоровья населения и состояния окружающей среды, а также уровней экологического и генетического рисков рекомендуется использовать единую унифицированную шкалу (табл. 1). Таблица 1. Шкала оценки состояния здоровья человека и экологической ситуации, а также состояния территории по уровням экологического и генетического рисков Значения Уровень поЧисловые показателей Оценка экологической Оценка вреждаемости значения повреждаеситуации риска биосистем рисков мости Риск 0,000–0,150 Низкий Эталонная 0,00–0,50 отсутствует 0,151–0,300 Ниже среднего Удовлетворительная 0,51–1,0 » 0,301–0,450 Средний Неудовлетворительная 1,01–1,5 Низкий Выше 0,451–0,600 » 1,51–2,0 Средний среднего 0,601–0,750 Высокий Катастрофическая 2,01–2,5 Высокий МаксимальМакси0,751 и выше » 2,51–3,3 ный мальный Результаты апробации методологии социально-экологического мониторинга приведены на примерах горнопромышленных центров Украины (Днепропетровской, Донецкой и Львовской областей). В качестве контрольных выбраны экологически чистые территории АР Крым и Закарпатья. 12
Результаты комплексного социально-экологического мониторинга территории горнопромышленных центров Днепропетровской области приведены в табл. 2. Таблица 2. Результаты ИУПП (2001–2005 годы) г. Днепропетровск 1.1–0,414 2.1– 0,510 2.2–0,330 2.3–0,470 2.4–0,330 ЭО – 0,429 ГО – 0,390
1.2–0,434 2.5–0,500 2.6–0,421 2.7–0,400 2.8–0,413
социально-экологического
г. Желтые Воды 1.1–0,732 2.1–0,674 2.2–0,790 2.3–0,787 2.4–0,701 ЭО – 0,591 ГО – 0,579
1.2–0,483 2.5–0,578 2.6–0,409 2.7–0,470 2.8–0,497
мониторинга,
пгт Никита, АР Крым (контроль) 1.1–0,161 1.2–0,099 2.1–0,313 2.5–0,072 2.2–0,060 2.6–0,097 2.3–0,078 2.7–0,110 2.4–0,180 2.8–0,117 ЭО – 0,036 ГО – 0,039
Примечание: обозначения соответствуют рисунку 1
Как видно из табл. 2, показатель общей экологической опасности в г. Днепропетровске составляет 0,429 у. е., г. Желтые Воды – 0,591, а на контрольной территории в АР Крым равен 0,536. Это означает, что уровень повреждаемости биоиндикаторов и здоровья населения в г. Днепропетровске «средний», состояние биоиндикаторов – «конфликтное», а экологическая ситуация – «неудовлетворительная». В г. Желтые Воды уровень повреждаемости биоиндикаторных систем – «выше среднего», их состояние – «угрожающее», а экологическая ситуация приближается к «катастрофической». На чистых территориях АР Крым (пгт Никита) экологическая ситуация оценивается как «эталонная» с «низкими» уровнями повреждаемости экосистем, включая показатели здоровья, и «благополучным» их состоянием. Аналогичная тенденция отмечается в изменении показателей, характеризующих экологозависимую генетическую опасность на исследуемых территориях, а именно: самая высокая генетическая опасность для человека и биоты отмечена в г. Желтые Воды, средняя – г. Днепропетровске, и отсутствие такой опасности наблюдается на территории АР Крым. При определении экологической и генетической опасности территорий общим является биоиндикационный блок, который представлен показателями, характеризующими уровень токсико-мутагенной активности отдельных объектов окружающей среды. Полученные данные свидетельствуют о том, что эти показатели наихудшие на территории г. Желтые Воды по сравнению с г. Днепропетровском и контрольным полигоном в АР Крым. Такая же тенденция отмечена в изменении показателей, характеризующих общее и генетическое здоровье населения. Полученные данные позволили вычислить уровни экологических и эколого-генетических рисков для биоты и человека на исследованных территориях горнопромышленных центров Украины. 13
В большинстве исследованных горнопромышленных центров Украины отмечены «средние» уровни экологического и генетического риска. Это опасно для всех живых организмов, включая человека, и требует безотлагательной разработки и реализации программы реабилитации состояния окружающей среды и здоровья населения [2, 7]. Внедрение предлагаемой методологии социально-экологического мониторинга на всей территории Украины позволит разработать новые экологические и социально-экологические карты, необходимые для управления экологическим и социальным процессами. Применение этой методологии на территории других государств даст возможность проведения сравнительного анализа состояния социальных и экологических систем на межгосударственном уровне, что явится существенным вкладом в оценку глобальных социоэкосистем. Литература 1. Проблеми стратегії розвитку вугільної промисловості України / Г. Г. Півняк, П. І. Пілов, В. І. Бондаренко та ін. // Сб. научн. тр. НГУ. – 2003. – Т. 1, № 17. – С. 5–11. 2. To ecological program of mining development of Ukraine / G. G. Pivnyak, A. I. Gorova, V. A. Dolinsky, V. O. Skvortsov, O. S. Kovrov. // Proceeding SWEMP 2002, 7-th International Symposium on Environmental Issues and Waste Management in Energy and Mineral Production / R. Ciccu (Ed.), Cagliari, Italy, October 7–10, 2002. – P. 17–19. 3. Применение цитогенетического тестирования для оценки влияния деятельности горнопромышленных предприятий на состояние окружающей среды и здоровье населения/А. И. Горовая, Т. В. Скворцова, И. И. Климкина и др. // Сб. научн. тр. НГУ. – 2003. – Т. 2, № 17. – С. 522–531. 4. Сердюк А. М. Навколишнє середовище і здоров’я населення України // Довкілля та здоров’я. – 1998. – № 4(7). – С. 2–7. 5. Основні методологічні положення та оцінка впливу забруднюючого навколишнього середовища на здоров’я людини / А. І. Горова, А. О. Сокульский, І. І. Клімкіна та ін. // Матеріали міжнар. конф. «Антропогенно змінене середовище України і ризики для здоров’я населення і екологічних систем». – К.: Чорнобильінтерінформ, 2003. – С. 340–353. 6. Методологические аспекты оценки мутагенного фона и генетического риска для человека и биоты от действия мутагенных экологических факторов / А. И. Горовая, Л. Ф. Бобырь, Т. В. Скворцова и др. // Цитология и генетика. – 1996. – № 6(30). – С. 78–86. 7. Cytogenetic effects humic substances and their use for remediation of polluted environments / Gorova A., Skvortsova T., Klimkina I., Pavlichenko A./NATO Science Series «Use of humic substances to remediate polluted еnvironments: from theory to practice». – 2005, Springer. Printed in the Netherlands. – P. 311–328.
14
УДК 556.332.4
ЕКОЛОГІЧНА ЕКСПЕРТИЗА ТЕРИТОРІЙ, ПРИЛЕГЛИХ ДО ХВОСТОСХОВИЩА ПІВНІЧНОГО ГІРНИЧО-ЗБАГАЧУВАЛЬНОГО КОМБІНАТУ (КРИВБАС) Євграшкіна Г. П., Шерстюк Н. П., Власова І. А., Дніпропетровський національний університет Широке використання надр на території України зі значними обсягами видобутку корисних копалин з подальшою їх переробкою створює складні та різнопланові проблеми, пов’язані з екологічною безпекою. Вивчення екологічної обстановки біля гірничодобувних підприємств, обґрунтування та прогноз впливу техногенного навантаження на навколишнє природне середовище є актуальною проблемою сьогодення. Зростаюче техногенне навантаження спричинює незворотні зміни всіх компонентів довкілля. Наслідком негативного впливу гірничодобувної промисловості є техногенне перетворення стану навколишнього середовища у цілому й геологічного середовища зокрема, а також умов формування підземних та поверхневих вод. Дослідження виконано для території, яка прилягає до хвостосховища з півночі у районі с. Червоного. Хвостосховище є потужним чинником, який впливає на усі елементи ландшафту: ґрунтові води, ґрунти, рослинність. Територію в геоморфологічному відношенні приурочено до степової акумулятивно-денудаційної рівнині із загальним ухилом поверхні рельєфу в південно-східному напрямі до долини р. Саксагані. Абсолютні позначки поверхні змінюються від 130–140 на вододілах до 55–60 м у долині р. Саксагані. Велику частину території, що прилягає до хвостосховища, використовують для богарного землеробства. Хвостосховище розташоване в середній частині балки Петрикова. Воно введено в експлуатацію у 1963 р., схили і ложе балки в межах хвостосховища складено новопетровсько-межегірськими піщаними та четвертинними суглинистими відкладами. Хвостосховище виконано без екранування. Основна гребля хвостосховища розташована на відстані 2,5 км від гирла балки Петрикова, що впадає у р. Саксагань. У балці Петрикова за зовнішнім контуром правобережної огороджувальної дамби хвостосховища було створено 2 аварійні ємності: перша – у західній частині, друга – у північній частині хвостосховища. Площа останього становить 1295 га (з них на саме хвостосховище припадає 980 га, на ставок зворотної води – 315 га). Довжина хвостосховища – 17,3 км (хвостосховище – 11 км, ставок – 6,3 км). Замикає контур хвостосховища роздільна гребля довжиною 1,2 км, що відокремлює ставок зворотного водопостачання від самого хвостосховища. Дамби хвостосховища та рі15
вень води у ньому перевищують позначки поверхні землі на 50–60 м. При швидкості вітру 4 м/с і більше істотний вплив на стан атмосферного повітря здійснює запилення пляжів хвостосховища, які підсихають. Поверхня, з якої видувається пил на хвостосховищі Північного гірничо-збагачувального комбінат, становить 4 000 000 м2. Запилення з поверхні хвостосховища становить 446,4 г/с, а річний викид – 14 077,67 т/рік. На території хвостосховища проводять ряд заходів щодо закріплення сухих пляжів. З урахуванням заходів щодо пилезнищення, ефективність яких досягає 70%, запилення з поверхні хвостосховища становить – 133,9 г/с, а річний викид – 4223,3 т/рік. Зона дослідження характеризується наявністю таких водоносних горизонтів: водоносний горизонт четвертинних відкладів у лесовидних суглинках і в алювіальних відкладах заплави р. Саксагань; водоносний горизонт неоген-палеогенових відкладів; водоносна зона тріщинуватих кристалічних порід. У лесовидних суглинках до експлуатації хвостосховища траплялися окремі лінзи верховодки потужністю до 2–3 м, що залягали на водонепроникних червоно-бурих глинах і суглинках. Тільки в балках виявлено води балкового алювію. Широкий розвиток яружно-балкової мережі виключав формування водоносного горизонту в четвертинних суглинках. Отже, особливістю цього району є те, що до будівництва хвостосховища в 1962 р. тут практично не було водоносного горизонту у четвертинних суглинках. Утворився він внаслідок господарської діяльності людини і має техногенне походження. Для складання прогнозу розвитку процесу засолення на території розвитку техногенної ландшафтно-геохімічної системи слід вивчати глибини залягання рівня ґрунтових вод та хімічний склад поверхневих, ґрунтових вод та техногенних водойм. Виконано серію експериментальних досліджень волого- та солепереносу для визначення розрахункових параметрів. Обчислено швидкість вертикального вологопереносу та коефіцієнт гідродисперсії за формулами С. Ф. Авер’янова та Н. Н. Веригіна [1, 2]. На основі проведених досліджень складено прогноз розвитку засолення. Розрахунки підтвердили можливий розвиток засолення ґрунтів при положенні рівня ґрунтових вод на глибинах 0,9–1,4 м та їх мінералізації 3 і 5 г/л, що відповідає реальній гідрогеологічній ситуації. Проведені розрахунки підтверджуються польовими дослідженнями. Для дослідження впливу хвостосховища на поширення мікроелементів у ґрунтах та рослинах проведено відбір проб ґрунтів за профілем (з 6 точок відбору) в північно-західному напрямі від хвостосховища на відкритій ділянці, яку використовують як пасовисько, довжина профілю становить 1250 м. Проби відбирали за методом конверта зі стороною 5 м, глибина відбору проби – 20, 40 і 60 см. Разом з відбором проб ґрунтів (9) проводили і відбір проб рослинності (8). Для кількісної оцінки валового вмісту важких металів у пробах ґрунтів та рослин (Cu, Fe, Zn, Mn, Pb, Ni) використовували метод атомноабсорбційної спектроскопії. У пробах ґрунтів за допомогою ацетатно16
амонійного буфера також було визначено вміст рухомих форм важких металів (Cu, Fe, Zn, Mn, Pb, Ni) та проведено хімічний аналіз макрокомпонентів за ДСТУ. Вміст більшості елементів у золі рослин відрізняється від середнього вмісту в земній корі, тому що рослини вибірково поглинають елементи. Інтенсивність поглинання характеризується коефіцієнтом біологічного поглинання. Тому для відібраних проб за мікроелементами розраховано коефіцієнти біологічного та відносного поглинання [3]. Аналізуючи одержані дані, можна зробити висновок, що максимальне значення коефіцієнта біологічного поглинання має Cu, Fe та Zn у точці поблизу хвостосховища. Максимальні значення коефіцієнта валового поглинання мають Cu, Fe у тій самій точці. Мінімальне значення коефіцієнтів Mn спостерігалося у віддалених від хвостосховища місцях. Простежується чітка закономірність зменшення вмісту мікроелементів у ґрунтах та рослинах з віддаленямі від хвостосховища. Тому можна стверджувати, що міграція мікроелементів відбувається під впливом повітряних потоків. Отже, можна зробити висновок, що вплив хвостосховища на навколишнє середовище виходить далеко за його межі, зокрема: - будівництво та експлуатація Північного гірничо-збагачувального комбінату (що включає в себе хвостосховище, фабрику збагачення руд і селище) негативно вплинули на якісний стан навколишнього середовища; - створення великого за площею хвостосховища зумовило істотне порушення гідродинамічного і гідрохімічного режимів підземних вод; аварійні прориви пульповодів і періодичні скидання надлишку зворотних вод – до періодичного забруднення поверхневих вод р. Саксагані; - порушення гідродинамічного режиму включає формування техногенних водоносних горизонтів та постійне зпідвищення їхніх рівнів; - зміна хімічного складу підземних і поверхневих вод внаслідок фільтраційних втрат з хвостосховища, куди скидають високомінералізовані шахтні води; - забруднення земель, яке формується внаслідок повітряної міграції мікроелементів з сухих пляжів хвостосховища. Ефективність природоохоронних заходів на цій території можлива лише за умов створення науково обґрунтованої системи комплексного моніторингу біотехносфери. Література 1. Аверьянов С. Ф. Борьба с засолением орошаемых земель. – М.: Колос, 1978. – 288 с. 2. Гидродинамические и физико-химические свойства горных пород / С. В. Васильев, Н. Н. Веригин, С. В. Саркисян, Б. С. Шержуков: Под. ред. Н. Н. Веригина. – М.: Недра, 1977. – 271 с. 3. Перельман А. И. Геохимия ландшафта. – М.: Высшая школа, 1966. – 392 с. 17
УДК 502.51: (292)(477.63) СТАН ВОДНИХ РЕСУРСІВ ТА ВПЛИВ НА НИХ ПІДПРИЄМСТВ ГІРНИЧО-МЕТАЛУРГІЙНОГО КОМПЛЕКСУ ДНІПРОПЕТРОВСЬКОЇ ОБЛАСТІ Чехун О. В., заступник начальника Дніпропетровського обласного виробничого управління водного господарства Загальновідомо, що розвиток усіх галузей економіки залежить від стану водних ресурсів, який нині в Україні характеризується як незадовільний. Водний фонд держави складається з поверхневих, підземних і стічних вод. Під впливом антропогенних факторів змінюються у часі й просторі кількісні та якісні показники цих вод. Деградація водних ресурсів, передусім запасів прісної води, негативно впливає на соціально-економічний стан країн та призводить до значних змін у навколишньому природному середовищі та водних екосистемах. Економне використання водних ресурсів і забезпечення адекватних санітарних умов для здорового життя – базові положення забезпечення прав людини. Не випадково управління водними ресурсами віднесено до пріоритетних напрямів державної політики України і розглядається як один з найважливіших чинників сталого розвитку країни. Дніпропетровська область нині посідає одне з чільних місць в економічному житті країни, має потужний природний, промисловий, сільськогосподарський і людський потенціал, що стало запорукою економічного зростання регіону. Площа Дніпропетровської області становить 31,9 тис. км2. Під водою зайнято 156,4 тис га, або 5%. Головною артерією Дніпропетровщини є річка Дніпро – основне джерело постачання питною водою та забезпечення усіх галузей народного господарства. Гідрогеологічна мережа Дніпра представлена 291 річкою довжиною понад 10 км, 95 хвостосховищами, 2671 ставком та 1237 озерами. Незважаючи на великі запаси води, нерівномірний розподіл водних ресурсів спричинив гостру проблему питного та промислового водозабезпечення регіону. В середньому по Дніпропетровській області на душу населення на рік припадає 0,57 тис. м3 прісної води, цей самий показник в Європі – 4,6, у світі – 8,2 тис. м3. Водні ресурси на території області розподіляються нерівномірно, покриття їх дефіциту частково вирішується за рахунок перекидання стоку Дніпра в канали Дніпро – Донбас, Дніпро – Кривий Ріг, Дніпро – Інгулець, а також водогонами регіонального значення. 18
За останні 3 роки в області спостерігається стабільність щодо обсягів водозабору, що становить близько 1750 млн м3. Використовується води 1507 млн м3, а обсяг стічних вод досягає близько 1400 млн м3, з яких забруднених – 600 млн м3. Починаючи з 2006 р. простежується тенденція зменшення скиду забруднених стічних вод, обсяг якого скоротився на 92 млн м3, або на 13,1%. Але напруженою залишається ситуація щодо негативного впливу на стан водних об’єктів підприємств гірничо-металургійного комплексу, обсяг скиду стічних вод якого становить близько 290 млн м3/рік, з них забрудненими скидають 253 млн м3/рік. Найбільшими забруднювачами водного басейну регіону є ВАТ «Дніпропетровський металургійний завод ім. Петровського», ВАТ «Дніпропетровський трубний завод», металургійний комбінат ім. Дзержинського, ВАТ «Суха балка», ВАТ «Міттал Стіл Кривий Ріг», ЗАТ «Криворізький завод гірничого обладнання» та ін. Проблемними щодо якості води є річки Інгулець та Самара, на стан яких вкрай негативно впливають об’єкти вугільно-добувної (Західний Донбас) та гірничорудної промисловості (Кривбас). Так, у басейн р. Самари щороку скидають високомінералізовані шахтні води обсягом 25 млн м 3, з хвостосховищ Кривбасу – 12–15 млн м3 у басейн р. Інгулець. Оцінка сучасного стану водних об’єктів Дніпропетровщини у багатьох випадках не відповідає екологічним нормам якості води. Техногенного навантаження в першу чергу зазнають водні артерії, на березі яких розміщено промислові комплекси. За останні роки фактично на всій території області спостерігається підвищення рівня ґрунтових вод, що призводить до процесів підтоплення значних площ. Основні напрями розв’язання водогосподарських проблем та обсяги фінансування заходів передбачено Регіональною програмою розвитку водного господарства в Дніпропетровській області, яка розроблена облводгоспом за завданням облдержадміністрації й затверджена сесією обласної ради в 2003 р. З часу реалізації програми – з 2004 р. й донині – за рахунок фінансування з державного, обласного та місцевого бюджетів виконано значну кількість заходів щодо поліпшення гідрогеологічного стану річок, забезпечення сільських населених пунктів якісною питною водою, ліквідації підтоплених територій. Але жодна водогосподарська організація, комітет чи міністерство (навіть разом узяті) неспроможні розв’язати проблеми водогосподарського комплексу без участі широких кіл громадськості. Пропаганда екологічних знань, екологічне виховання населення є одним з першочергових завдань держави та громадських організацій для поліпшення стану довкілля, що є найважливішою передумовою відродження та охорони водних ресурсів.
19
УДК 577.486: 634.9
АСПЕКТИ ЛІСОВОЇ МЕЛІОРАЦІЇ ҐРУНТІВ ЗАХІДНОГО ДОНБАСУ, ПОРУШЕНИХ ВУГІЛЬНОВИДОБУВНОЮ ПРОМИСЛОВІСТЮ Цвєткова Н. М., Якуба М. С., Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара Економічна стратегія господарювання за умов формування принципів збалансованого розвитку України передбачає дотримання засад раціонального використання земельних ресурсів держави. Особливо актуальною на сучасному етапі є проблема збереження та підвищення родючості ґрунтів степової зони України, велика частка яких перебуває під значним техногенним впливом. Особливої уваги в Україні потребують техногенно порушені території, до яких належать зони гірничодобувної промисловості Західного Донбасу. Цей регіон є великим сучасним осередком видобутку кам’яного вугілля. Інтенсивні темпи господарського освоєння територій спричинюють осідання та затоплення значних площ заплави р. Самари Дніпровської та її приток. Видобуток вугілля супроводжується винесенням на денну поверхню значних мас, бідних на вугілля. Шахтні породи, що опиняються на поверхні родючого ґрунту, характеризуються негативними фізико-хімічними та кліматичними властивостями, що зумовлюють їхню низьку родючість. Для відновлення господарського потенціалу порушених земель в умовах техногенного ландшафту застосовують різні види меліорації, серед яких найефективнішою є лісова. Лісові насадження в степу підвищують родючість ґрунтів, поліпшують стан навколишнього середовища та сприяють утворенню чорноземів зі збільшеним вмістом гумусу порівняно з вихідним типом степового ґрунту. Крім того, лісові насадження характеризуються багатофункціональними властивостями, серед яких – зменшення впливу сухих східних та північно-східних вітрів, перетворення поверхневого стоку води на глибинний, створення сприятливих умов для одержання вищих сталих урожаїв, підвищення продуктивності лук і пасовищ тощо. Колектив науковців кафедри геоботаніки, ґрунтознавства та екології Дніпропетровського національного університету імені Олеся Гончара з метою розроблення шляхів агрофітомеліорації техногенного ландшафту та вибору оптимального варіанта реконструкції насипних едафотопів і лісоутворюючої деревної породи заклав експериментально-виробничу ділянку лісової рекультивації у Західному Донбасі в районі шахтних полів об’єднання «Павлоградвугілля». На ділянці площею 3 га було створено 5 варіантів штучного насипання ґрунтів з насадженнями 16 деревних порід на кожному варіанті. Насипні ґрунти, фундаментом яких були відвали шахтних порід потужністю від 7 до 20
10 м, характеризувалися біологічною пасивністю. Насипні ґрунти складалися з шарів різної потужності та чергування: чорнозему звичайного, лесовидного суглинку та піску. Варіанти насипок (зверху вниз, м): І – шахтна порода (20); ІІ – лесовидний суглинок (0,4–0,6), пісок (0,4–0,6), шахтна порода (1); ІІІ – чорнозем (0,4–0,6), пісок (0,4–0,6), шахтна порода (1); ІV – чорнозем (0,4–0,6), пісок (0,9–1,1), лесовидний суглинок (0,4–0,6); V – чорнозем (0,4–0,6), пісок (0,4–0,6), лесовидний суглинок (0,9–1,1). Чорнозем звичайний відносять до середньогумусових, а лес та пісок – малогумусових ґрунтових субстратів. За гранулометричним складом леси належать до важких суглинків, піски – зв’язаних. Тип лісорослинних умов насаджень варіантів з насипкою з лесоподібного суглинку та чорнозему звичайного – СГ0-1 (сухий лесоподібний суглинок). Для виявлення оптимального варіанта насипного ґрунту, що може бути використаний у подальшій лісовій меліорації порушених вугілядобувною промисловістю земель, було досліджено показники біологічного кругообігу органо-мінеральних речовин у насадженнях різних деревних порід на ІІ і V варіантах насипних ґрунтів та визначено стійкість біогеоценозів. Виявлено, що на V варіанті ділянки під пологом вербового насадження формується потужніший шар підстилки, запаси якої становлять 3,34 ц/га, ніж на ІІ варіанті насипного ґрунту, де цей показник дорівнював лише 1,69 ц/га. Тип біологічного кругообігу за числовим значенням опадо-підстилковго коефіцієнта (ОПК) на ІІ варіанті визначено як інтенсивний (бал VІІ), а на V – загальмований (бал VІ). На ІІ варіанті насипних ґрунтів з різних причин формується біологічний кругообіг речовин, що майже не відрізняється від кругообігу, який відбувається у типовому для степової зони степовому біогеоценозі. Значення ОПК на V варіанті свідчать про те, що у цих лісорослинних умовах формується стійкий лісовий культурбіогеоценоз, оскільки біокругообіг речовин у ньому характеризується як проміжний між природним степовим і лісовим біологічними кругообігами. На ділянці, де висаджено тополю, дослідження вели на ІІ та ІІІ варіантах штучно створених ґрунтів. Показники інтенсивності біокругообігу речовин (ОПК) для ІІ варіанта насипного ґрунту становили 1,06, ІІІ – 1,21, тип кругообігу в обох досліджених насадженнях – інтенсивний. Підстилка в обох варіантах характеризувалася як малопотужна, а кругообіг речовин наближався до степового. На ІІІ варіанті насипного ґрунту під насадженням тополі спостережено незначний зсув біокругообігу в бік його гальмування, тобто за типом біокругообігу речовин лісового угруповання. На ділянці білоакацієвих насаджень для дослідження було вибрано угруповання, створені на ІІ та ІІІ варіантах насипних ґрунтів. Одержані ОПК свідчать про те, що в обох випадках йде формування стійких лісових угруповань з властивим їм загальмованим типом кругообігу речовин: ОПК – 3,8 та 5,9, типи кругообігів – загальмований та сильнозагальмований (відповідно для ІІ та ІІІ варіантів). 21
У насадженні білої акації на ІІІ варіанті штучного ґрунту утворюється більш потужніший шар підстилки та запас відмерлої фітомаси. Варіант ІІІ насипного ґрунту визначено як найсприятливіший і придатний для формування перспективного стійкого рослинного угруповання з білої акації. З’ясовано, що на ділянці лісової рекультивації порушених земель Західного Донбасу ступінь гальмування біологічного кругообігу органомінеральних речовин зумовлена складом та властивостями насипного ґрунту. Найперспективнішою лісоутворюючою породою серед досліджених в умовах Західного Донбасу є біла акація. Ця культура, що росте навіть у суворих лісорослинних умовах, на всіх варіантах насипних ґрунтів має ОПК, що відповідає загальмованому типу біологічного кругообігу речовин. Багаторічні моніторингові дослідження свідчать, що на ділянках лісової рекультивації індекс інтенсивності біокругообігу органо-мінеральних речовин (ОПК) може бути використано як достовірний показник стійкості лісових екосистем, розвиток яких спрямований у бік сильватизації. Порівняно з результатами досліджень, проведених у 1986 р., у 2008 р. запаси опаду у білоакацієвих насадженнях на насипних ґрунтах (з ІІІ по V варіант) зменшилися у 1,59–2,07 раза, у насадженні на ІІ варіанті насипного ґрунту – збільшилися у 1,3 раза. Запаси опаду в усіх досліджуваних білоакацієвих насадженнях зменшилися в середньому на 48,4 ц/га. На тлі зменшення запасів опаду та підстилки у насадженнях білої акації на ІІІ–V варіантах ОПК за останні 20 років збільшився з 3,17 до 4,33 на ІІІ варіанті, з 4,10 до 4,45 та з 3,06 до 4,49 – на IV і V варіантах відповідно, що свідчить про гальмування кругообігу органо-мінеральних речовин і стабільний розвиток цих штучних екосистем у напрямі сильватизації. У насадженні на ІІ варіанті насипного ґрунту, який характеризується низькою лісопридатністю, ОПК зменшився з 6,25 до 4,15, що свідчить про інтенсифікацію процесів кругообігу речовин і розвиток білоакацієвого насадження у бік остепніння.
УДК 599:591.5(477.63)
ВПЛИВ ДІЯЛЬНОСТІ МЕТАЛУРГІЙНИХ ПІДПРИЄМСТВ М. ДНІПРОПЕТРОВСЬКА НА ФАУНУ МІКРОМАМАЛІЙ ЗАПЛАВНИХ БІОГЕОЦЕНОЗІВ Ігнатенко Є. М., Земляний О. А., Дніпропетровський національний університет У середині ХХ ст. різко загострилися проблеми, пов’язані з хімічним забрудненням, що нерідко призводить до гострих токсично-екологічних ситуацій. Нині антропогенні викиди в біосферу різних хімічних елементів 22
досягли рівнів, порівняних із природними біогеохімічними потоками відповідних елементів; у ряді випадків вони перевершують природні потоки. В Україні одним з найбільш складних в екологічному плані регіонів є Придніпровський промисловий регіон зі значною концентрацією на його території промислових центрів, серед яких вирізняються металургійна та гірничодобувна промисловість. Значним індустріальним центром є місто Дніпропетровськ. В екологічному відношенні Дніпропетровськ є одним з найзабрудненіших міст України. Загальна кількість викидів в атмосферу міста становить 125000 т/рік. Активними забруднювачами атмосферного повітря є 167 промислових підприємств, серед яких найбільший уплив на навколишнє природне середовище здійснює Дніпропетровський металургійний завод ім. Петровського. На автотранспорт припадає 24% усіх забруднень атмосферного повітря. У результаті промислового виробництва спостерігається прогресуюче насичення біосфери шкідливими речовинами, зокрема важкими металами. Дослідження проводили в біогеоценозах, що знаходяться на відстані 5 км від заводу ім. Петровського, у межах житлового масиву Фрунзенський (заплавний біогеоценоз), який є залишком колись значних дніпровських заплав. Цей біогеоценоз знаходиться в напрямку безпосередньої дії атмосферних викидів заводу ім. Петровського на березі р. Дніпро. На цій ділянці зустрічаються переважно тополя чорна, пирій повзучий, грицики звичайні, кропива дводомна, цикорій дикий та ін. Дрібних ссавців відловлювали стандартним методом за допомогою пасток Геро на звичайну принаду (шматочки хліба розміром 1×1,5 см, змочені соняшниковою олією). Перевірку пасток проводили зранку та ввечері. Для загальнобіологічного аналізу тварин у лабораторних умовах установлювали видову належність їх за методикою Кузнєцова Б. А. і Булахова В. Л.; розмірні показники визначали з точністю до 0,1 см, масові показники – з точністю до 0,01 г, а також стать особин та їх вік. У результаті проведених досліджень установлено, що чисельність дрібних ссавців у заплавних біогеоценозах р. Дніпро, розташованих у напрямку викидів металургійних підприємств, становить 7,2 особин на 100 п/д. У цих виловах 75% становить хатня миша і 25% – лісова миша. В популяції домінуючого виду (хатньої миші) 50% – самки і 50% – самці, тобто статева структура популяції стабільна та стійка. Під час досліджень установлено деякі морфометричні параметри дрібних ссавців, які мешкають в умовах негативного впливу викидів підприємств металургійної промисловості. Середня маса тіла у фонового виду – хатньої миші становить 11,06 г, середня довжина її тіла – 7 см, середня довжина хвоста – 5,9, висота вуха – 0,9 см. Установлено деякі показники відносної ваги органів, які приймають активну участь у метаболічних процесах організму. Так, середня відносна вага внутрішніх органів хатньої миші становить: шлунку – 42,95%, нирок – 16,18, селезінки – 4,61, печінки – 39,6, гонад – 8,3, серця – 5,42, легень – 9,49%. 23
Середня маса тіла лісової миші становить 15,5 г, середня довжина її тіла – 9,4 см, а середня довжина хвоста – 6,8, висота вуха – 0,9 см. Морфофізіологічні показники у лісової миші такі: відносна вага її внутрішніх органів становить: шлунку – 43,2%, нирок – 9,03, селезінки – 5,31, печінки – 61,93, гонад – 4,12, серця – 6,4, легень – 14,45%. Отже, за результатами проведених досліджень можна зробити висновок, що в заплавних біогеоценозах м. Дніпропетровська чисельність мешкаючих видів досить незначна, що є наслідком негативного впливу забруднення довкілля. В угрупуванні дрібних ссавців домінуючим видом є явний синантроп – хатня миша. Антропогенний тиск призводить до скорочення природних заплавних екосистем у межах міста Дніпропетровська, зниження біорізноманіття мешкаючих тварин. Можливо, це пояснюється тим, що на їх чисельність негативно впливають антропогенні викиди металургійних підприємств.
УДК 504.064.2 ВПЛИВ ВУГЛЕДОБУВНИХ ПІДПРИЄМСТВ НА СТУПІНЬ ЗАСОЛЕННЯ ҐРУНТІВ ЗАХІДНОГО ДОНБАСУ Лаврик М. О., аспірантка кафедри екології гірничого факультету Національного гірничого університету Площа засолених ґрунтів на території України постійно зростає. Загалом в Україні такі ґрунти займають понад 4,8 млн га, у Дніпропетровській області – приблизно 250 тис. га [1]. Різні форми солонцепроявлення стали розповсюдженим явищем у районах діяльності підприємств гірничодобувного комплексу, що пов’язано з процесами вторинного гідроморфізму, засоленням водоносних горизонтів, скидом високомінералізованих шахтних вод у поверхневі та технічні водойми з подальшою інфільтрацією. В Україні значна увага приділяється питанням засолення ґрунтів під впливом дренажу, меліорації, ведення сільського господарства, але маловивченим залишається питання комплексного впливу гірничодобувних підприємств на рівень та характер засолення ґрунтів. Виникнення і розвиток вторинного засолення та осолонцювання, на відміну від подібних явищ первинного характеру, найчастіше зумовлено суб’єктивними причинами. Так, наприклад, різні форми солонцепроявлення стали розповсюдженим явищем у районах дії підприємств гірничодобувного комплексу, що пов’язано з явищами вторинного гігроморфізму, засоленням водоносних горизонтів, скидом високомінералізованих шахтних вод у 24
поверхневі водойми з наступною інфільтрацією у ґрунтовий профіль, а також використання цих вод для потреб зрошення. Для оцінки рівня осолонцювання та засолення ґрунтових систем у районах локалізації гірничодобувних підприємств, а також розробки технічних заходів, спрямованих на вирішення проблеми вторинного засолення ґрунтів, прогнозу наслідків упливу на них техногенних факторів, що ініціюються гірничодобувними підприємствами, було обрано ґрунти степової зони України в межах району Західного Донбасу Дніпропетровської області. У процесі видобутку й збагачення вугілля у Західному Донбасі вже утворено понад 30 млн м3 високомінералізованих шахтних вод, що надходили в приймачі-накопичувачі. Накопичувачі шахтних вод розташовані в балках Ніколіна, Таранова, Свидовок, Косминна. Тут частково застосовується оборотне водопостачання й паводковий випуск у р. Самару. Мінералізація шахтних вод коливається від 1,7 до 24 г/дм3 при повсюдному вмісті хлоридів понад 50%. Протифільтраційним екраном обладнано тільки один накопичувач у балці Свидовок. З інших накопичувачів відзначено більші фільтраційні втрати, якісно визначені за ростом рівня підземних вод [2]. Причиною негативного впливу ставків-накопичувачів на склад підземних вод є їхня конструктивна недосконалість. Ставки-накопичувачі шахтних вод розташовані в ерозійних урізах ярів і мають в основі від 8 до 25 м суглинків з коефіцієнтом фільтрації 1–3 м/доба, що забезпечує активну інфільтрацію та перетворює ставкинакопичувачі у великі осередки забруднення підземних і поверхневих вод, засолення ґрунтів [3]. Експериментально досліджувалися ґрунти на наявність засолення району розташування шахт «Першоправнева», «Ювілейна» и «Степова» навкруги приймача-накопичувача у балці Косминна (схід Дніпропетровської області). Вибір району дослідження Західного Донбасу аргументований тим, що цей регіон є одним з найбільших гірничодобувних центрів не тільки Дніпропетровської області, а й України загалом. У межах Західного Донбасу функціонує 11 шахт (станом на січень 2003 р. 10 працюючих), сконцентрованих на порівняно невеликій території. Саме тому дослідження впливу техногенних факторів, які спричиняються гірничодобувними підприємствами, на стан и плодючість ґрунтів регіону є наочним, доцільним і показовим. Крім цього, особливості природних умов Західного Донбасу (заболоченість, первинний гідроморфізм, природне осолонцювання та засолення ґрунтів) сприяють розвитку і поглибленню наслідків негативного впливу шахт на сольовий баланс ґрунтових систем регіону, тобто розвитку вторинного галогенезу. Слід відзначити, що для шахт України, зокрема Західного Донбасу, на жаль, характерною є відсутність у технологічному процесі етапу демінералізації шахтних вод або недостатній рівень знесолення. Саме сукупність цих факторів робить Західний Донбас актуальним для вивчення явища вторинного засолення ґрунтів. Для проведення досліджень відібрано зразки ґрунту в межах техногенного тест-полігону. Точки відбору проб фактично є ділянками спостережень 25
розміром приблизно 2020 м [4]. На цих ділянках відбирали по 5 зразків з акумулятивного горизонту ґрунтового профілю (20 см) з наступним усередненням. З метою виявлення закономірностей і специфіки розподілення легкорозчинних солей у ґрунті при віддалені від ставка-накопичувача шахтних вод у б. Косминній, проби було усереднено за сторонами світу на відстанях 100, 500, 1000, 1500 і 2000 м від ставка, а також усереднені проби води. До аналізу також було подано 5 проб ґрунту та 2 проби води зі ставка-накопичувача. Як критерій засолення ґрунтів використовували їхні основні хімічні характеристики: загальний уміст легкорозчинних солей, солеутворювальних компонентів у ґрунті (наприклад, гідрокарбонат-іон, хлор-іон, сульфат-іон тощо), а також показник активної кислотності рН. З цією метою у зразках ґрунту визначали сумарний уміст легкорозчинних солей, що зумовлюють засолення, якісний склад у водних витяжках усереднених проб ґрунту, вміст аніонів у водних витяжках (Cl-, SO42- та ін.), активну кислотність (рН). Результати досліджень. Сольовий склад відібраних зразків води, як і уміст окремих компонентів, має чітко виражену направленість до типу вод, характерному саме для шахтних вод. Це підтверджується наявністю значної кількості хлор-іонів та іонів натрію, які у сумі складають 62–63% загальної мінералізації. Відповідно до такого складу гідрохімічний тип води даного ставка можна характеризувати як хлоридно-сульфатно-натрієвий. Відповідно до результатів щодо хімізму та типу засолення ґрунтів на прилеглій до ставка-накопичувача б. Косминної території, найбільше відхилення відповідає пробі ґрунту, відібраної на відстані 100 м. Тип засолення ґрунту – хлоридний, інших проб – сульфатний. У катіонному складі тип засолення представлено двома різновидами: кальцієво-натрієвим і натрієвокальцієвим. Подібними були й значення рН водної витяжки, близькі до нейтральних ґрунтів. Найбільші відмінності відповідають умісту сульфат-іону – 0,029–0,048%. Найменші концентрації сульфатів спостерігали за мінімальної відстані від джерела засолення. Водночас саме на цій відстані (100 м) вміст хлоридів у 1,2 раза вище, ніж в інших пунктах відбору проб ґрунту. У ході дослідження здійснено детальну оцінку ступеню засолення ґрунтів за 3-ма показниками: величина солевмісту, концентрації хлор-іонів та сульфат-іонів. Ця оцінка дала такі результати. Проби ґрунту, відібрані на відстані 100 м, є середньозасоленими за всіма 3-ма ознаками. Інші проби за величиною солевмісту й вмісту сульфат-іонів їх можна віднести до незасолених, а за умістом хлор-іонів – середньозасолених. Величини вмісту солей водної фракції з ґрунтів шару 0,0–0,15 м відрізняються для різних проб незалежно від відстані незначно й належать до діапазону 0,16–0,18%. Основними солями, що формують засолення ґрунту, є гідрокарбонат і сульфат натрію, які належать до нейтральних солей, хлорид і сульфат кальцію, а також хлорид магнію, які належать до токсичних солей. Частка токсичних солей у величині загального засолення змінюється від 53,8 до 66,9%. 26
Максимальне значення відповідає найменшій відстані (100 м) від ставканакопичувача шахтних вод, розташованому у балці Косминній. Отже, на досліджуваній території навколо б. Косминної сформувався ореол стійкого хлоридного та хлоридно-сульфатного засолення. Наявність цього ореолу можна пов’язувати з впливом приймача-накопичувача, що підтверджується однотипністю солей у воді та ґрунті. Порівняння складу та типу солей у ґрунтах досліджуваної ділянки та прийнятих вважати фоновими ґрунтів Західного Донбасу підтверджують реальність проходження процесів вторинного галогенезу в районі розташування ставків-накопичувачів шахтних вод. Література 1. Экологический паспорт Днепропетровской области / Под ред. О. Ф. Оксамитного. – Днепропетровск: Держ. управ. охорони навкол. природ. середовища в Дніпропетровській області, 2007. — 112 с. Режим доступа к документу: http://www.menr.gov.ua/cgi-bin/go?node=Ekol%20pass. 2. Разработка норм водопотребления и водоотведения предприятиями объединения «Павлоградуголь» и мер по охране р. Самары и защите земель от подтопления и затопления. Ч. VIII. Оценка влияния горных работ и шахтного водоотлива на водные ресурсы Западного Донбасса методами моделирования на ЭВМ: Отчет НИР/А. М. Антропцев, В. Г. Пасечный и др. – Днепропетровск: ДГИ, 1985. – 96 с. 3. Разработка мероприятий по решению эколого-гидрогеологических проблем, возникающих вследствие закрытия шахт ЦРД и Западного Донбасса: Обзорный план района. Западный район Донбасса / Днепрогипрошахт – 5139-1-080200-ОНС, Инв. № А-13145. – Днепропетровск, 2002. – 3 с. 4. Методичні рекомендації до виконання лабораторної роботи на тему: «Методика відбору проб об’єктів навколишнього середовища для різних видів аналізу» з дисциплін «Моніторинг навколишнього середовища», «Біоіндикація» та «Радіобіологія» для студентів спеціальності 7.070801 Екологія і охорона навколишнього середовища. 5. Кроик А. А., Белоус Н. В., Шрамко Н. Е. Оценка антропогенной нагрузки на подземные воды Западного Донбасса в зоне влияния прудовнакопителей шахтных вод//Гидрохимические исследования поверхностных и подземных вод. – Днепропетровск: ДДУ, 1995. – С. 3–17.
27