Актуальность работы: одним из проявлений антропогенного воздействия на окружающую среду является изменение скорости и направленности геохимических процессов. Достаточно резко изменяется баланс металлов на территориях, испытывающих воздействие горнодобывающих и металлургических предприятий. Донбасс принадлежит к наиболее густонаселенным и индустриально развитым районам мира по масштабам добычи полезных ископаемых и их переработке, а также по образованию отходов. Кроме горнодобывающей и перерабатывающей промышленности в образовании отходов вносит свой вклад и черная металлургия, также хорошо развитая в нашей области. Металлургические шламы предприятий Донбасса заскладированы в шламонакопителях общей емкостью более 40 млн. м³, которые практически все переполнены. Свободных емкостей вблизи предприятий нет, а организация складирования вдали приведет к значительным материальным затратам и ухудшению состояния окружающей среды.

Цель работы: цель магистерской работы заключается в оценке влияния металлургических заводов, а также их отходов на окружающую среду.

Задачи исследований:

1. Анализ современного состояния проблемы загрязнения окружающей среды металлургической отраслью;

2. Изучение воздействия Донецкого металлургического завода на гидросферу, литосферу, атмосферу.

3. Оценка степени воздействия отходов Донецкого металлургического завода на гидросферу.

4. Установление закономерностей изменения химического состава подземных вод в зоне влияния Полежаковских отвалов ДМЗ за период 2006–2010 гг..

5. Выявление очагов загрязнения подземных вод и причины повышенных концентраций в них.

6. Оптимизация локальной сети наблюдения, для улучшения мониторинга подземных вод в зоне влияния Полежаковских отвалов ДМЗ.

Объект исследований: поверхностные и подземные воды в зоне влияния Полежаковских отвалов.

Предмет данных исследований: мониторинг состояния гидросферы в зоне влияния отходов черной металлургии.

Методы исследований, которые применялись в данной работе:

1. Систематизация и анализ данных.

2. Методы статистической обработки данных.

3. Расчеты комплексных показателей загрязнения.

4. Методы пространственного анализа.

Научная новизна работы: комплексное воздействие металлургической промышленности на окружающую среду обеспечивает связь между конкретными видами промышленных отходов и составом имеющегося загрязнения грунтовых вод в зоне влияния Полежаковских отвалов.

Практическое значение: полученные данные можно использовать в дальнейшем, для совершенствования технологии складирования отходов, а так же для разработки рекомендаций по снижению загрязнения атмосферы и гидросферы. Результаты картирования могут использоваться при исследовании качества окружающей среды на прилегающей территории.

Личный вклад автора: произведен расчет суммарного показателя загрязнения,определены основные элементы загрязнители, прослежена динамика изменения состояния подземных вод в зоне влияния Полежаковских отвалов.

Апробация результатов работы:

1. Межвузовская студенческая конференция «Физика и научно-технический прогресс» (ФиНаТ – 2008), 19 апреля 2008 г.;

2. ХХ Всеукраинская научная конференция аспирантов и студентов «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» 13–15 апреля 2010 г.;

3. II Всеукраинская молодежная конференция-школа «Современные проблемы геологических наук» 12–15 апреля 2010 г.;

4. ХХІ Всеукраинская научная конференция аспирантов и студентов «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» 12–14 апреля 2011 г.;

5. Всеукраинская научно-практическая конференция «Экономика и маркетинг в условиях всемирной интеграции: проблемы, опыт, передовая мысль» 24–26 марта 2011 г.

6. ХXIІ Всеукраинская научная конференция аспирантов и студентов «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» 17–19 апреля 2012 г.

Публикации: научная статья «Влияние отходов предприятий черной металлургии на гидросферу (на примере Полежаковских отвалов ИСТИЛ-ДМЗ)» (авторы: Е.Н. Дмитриева, С.Г. Выборов, Ю.А. Проскурня) на VII Всеукраинской научно-практической конференции «Современные тенденции научной парадигмы экономико-географического образования Украины», 8 декабря 2011 г., ДИСО, Донецк. Источник: Вісник Донецького інституту соціальної освіти. Географія. Том VII.7/2011. – Донецьк: ДІСО, 2011. – С. 30–34.

Связь работы с научными программами: магистерская работа отвечает государственной научной программе «Державна цільова екологічна програма проведення моніторингу навколишнього середовища» (постановление Кабинета Министров Украины от 05.12.2007 с изменениями, внесенными согласно постановлению КМ №880 от 17.08.2001) и связана с научно-исследовательской работой кафедры ПИ и ЭГ Н8-07.

1. История изучения проблемы

Многолетними исследованиями советских и зарубежных ученых (Йиржеле В., Балек Я., Тютюнова Ф.И) установлено, что подземные воды урбанизированных территорий подвергаются существенным изменениям в количественном и качественном отношениях [1, 2, 3]. Повсеместно отмечается сокращения эксплуатационных запасов пресных подземных вод вследствие интенсификации водоотбора и их загрязнения. Такие изменения являются результатом глобальных процессов урбанизации и промышленной интеграции [4].

Урбанизированные территории, где проживает сейчас 42% городского населения земного шара, составляют всего 4% площади нашей планеты, при чем ежегодный прирост ее находится на уровне 0,05–0,4 млн.га [4]. Рост городов и городских агломераций сопровождается отчуждением пахотных земель, концентраций промышленного производства, увеличением сброса промышленных и бытовых отходов и, следовательно, загрязнением подземных вод.

Металлургическая промышленность Украины по объемам производства занимает седьмое место в мире. Промышленный потенциал горно-металлургического комплекса Украины в последние годы – фундаментный элемент экономики государства. Горно-металлургический комплекс является основным донором бюджета, обеспечивая больше 40 % поступлений валюты. Его часть в валовом внутреннем продукте приближается к 30 % [5].

В черной металлургии Украины суммарное количество ежегодно теряемого железа составляет 35 млн.т, половина его потерь приходится на горнорудную промышленность, где оно в основном содержится в отходах, представляющих слабомагнитные окисленные руды не поддающиеся обогащению применяемыми способами обработки железорудного сырья.

Необходимость развития отвалов металлургического производства предопределена социально-экономическими, санитарно-эпидемиологическими и экологическими условиями их размещения и существующей схемой эксплуатации. В последние годы разрабатывались варианты утилизации всего количества образующихся отходов [6, 7].

Вопросами утилизации отходов металлургического производства занимались следующие авторы: В.И. Ростовский, А.С. Бондарь, О.И. Раджи, А.В. Кравченко [8, 9].

Экологические проблемы металлургического производства освещаются в работах Груздева В.С. [10], Матвеева А.Н. [11] и др. авторов.

Масштабы и характер загрязнения окружающей природной среды предприятиями металлургического комплекса связаны с уровнем применяемых технологий, их экологичностью, качеством и количеством используемого сырья, объемом и составом выбросов, сбросов и твердых отходов, географическим положением предприятий, характером рассеивания загрязнений и влиянием на ландшафты, экосистемы и их компоненты [10].

Основным источником информации, которая освещает экологические проблемы исследуемого участка (Полежаковские отвалы ДМЗ), являются отчеты по ранее проведенным работам [12, 13]. Отвалы и шламонакопитель расположены в окружении различных объектов: сельхозугодий к югу от них, жилого сектора пос. Полежаково, пруда в Безымянной балке, линий электропередач, автомобильных дорог, производственных площадок, зданий и сооружений различных предприятий. Некоторые из них находятся в зоне влияния со стороны отвалов. Влияние отвалов выражается в распространении пылевых выбросов в атмосферный воздух, осаждении их на почвы и растительный покров и в загрязнении поверхностных и подземных вод. Сельхозугодья и жилой сектор пос. Полежаково находятся за пределами установленной санитарно-защитной зоны и собственно зоны влияния предусмотренных к развитию отвалов.

Таким образом, проблеме воздействия отходов Донецкого на окружающую среду и, в частности, на гидросферу, уделялось мало внимания. Именно этой проблеме и посвящена данная магистерская работа. В дальнейших исследованиях предстоит установить состав подземных и поверхностных вод, его зависимость от отходов ДМЗ, установить возможность вторичного использования отходов черной металлургии в народном хозяйстве.