Еколого-геохімічна оцінка підприємств вугільної галузі Донбасу і довкілля в зоні їхнього впливу
Ключові слова:
Донбас, біосфера, шахта, техногенна аномалія, ландшафт, довкілляАнотація
Вступ. Вугільна галузь Донбасу впродовж тривалого часу була одним із ключових чинників техногенного навантаження на довкілля регіону. Інтенсивний видобуток і збагачення вугілля, накопичення відходів гірничопромислового виробництва, відкачування та скидання шахтних вод, а також газопилові викиди зумовили формування стійких техногенних геохімічних аномалій у ґрунтах, водах і приземній атмосфері. Ситуація ускладнилася після 2014 р. внаслідок воєнних дій і масового закриття шахт, переважно способом "мокрої консервації", що створює додаткові екологічні ризики. Метою пропонованого дослідження є оцінка ролі підприємств вугільної галузі в техногенній трансформації ландшафтів Донбасу та хімічному забрудненні компонентів довкілля, а також виявлення зон міграції горючих газів у вугленосних масивах.
Методи. Дослідження виконано на основі комплексного еколого-геохімічного підходу із застосуванням методів спектрального, атомно-абсорбційного та мас-спектрометричного аналізу. Проведено порівняльну оцінку фонового стану природних ландшафтів (біосферні заповідники "Кам'яні могили", "Хомутовський степ", Великоанадольський лісовий масив) і територій активного техногенного впливу. Рівень забруднення ґрунтів оцінено за коефіцієнтами концентрації та сумарним показником Zс. Газоносність вугленосних масивів вивчали шляхом відбору й аналізу зразків підґрунтових газів із використанням хроматографічних методів і факторного аналізу проб.
Результати. Встановлено, що вугілля, тверді відходи, шахтні води та газопилові викиди вугільних підприємств формують специфічні техногенні геохімічні асоціації з підвищеним умістом меркурію, арсену, германію, молібдену й інших елементів. Найнебезпечнішими виявилися відходи вуглезбагачувальних фабрик. Шахтні води Донбасу характеризуються високою мінералізацією та перевищенням гранично допустимих концентрацій окремих елементів. Виявлено зони інтенсивної міграції метану й водню, що містять ризик для населення, але водночас їх можна розглядати як потенційні об'єкти альтернативної енергетики.
Висновки. Підприємства вугільної галузі є визначальним чинником еколого-геохімічної трансформації довкілля Донбасу. Отримані результати свідчать про необхідність системного моніторингу та розроблення програми еколого-геохімічного відновлення регіону в повоєнний період, з особливим акцентом на деокупованих територіях та зонах закритих шахт.
Посилання
Alekseenko, A., Machevariani, M., Bech, J., & Karthe, D. (2025). Pollution of coal mine soils: global reference concentrations of chemical elements. Environmental Earth Sciences, 84, 286. https://doi.org/10.1007/s12665-025-12160-0
Diachenko, N., & Dyatel, O. (2020). Coal industry: environmental impact and waste management assessment. Mining Geology & Geoecology, 1, 60–72 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.59911/mgg.2786-7994.2020.1.234275
Dudik, A. M. (1992). Temporary methodological recommendations for geological and ecological work within the mining and industrial regions of Ukraine. IGEPD "Geoprognosis" [in Russian].
Dudik, A. M. (2000). Forecasting the further development of the mineral resource industry in Donbass and possible environmental consequences. Economic problems of the development of the mineral resource base of Donetsk region. In Collection of Scientific Works Institute of Economic and Legal Research of the NAS of Ukraine (pp. 36–41) [in Russian].
Dudik, O. M. (2022). Hydrogen anomalies in oil and gas structures of the Dnieper-Donetsk Basin. In G. V. Artemenko, T. O. Koshliakova, N. O. Kryuchenko, G. O. Kulchetska, G. G. Pavlov, M. I. Orlyuk, V. O. Syomka, & V. M. Khomenko (Eds.), Geological structure and mineral deposits of Ukraine (pp. 285–288). M. P. Semenenko Institute of Geochemistry, Mineralogy and Ore Formation of NAS of Ukraine [in Ukrainian]. https://igmr.org.ua/pdf/Abstracts_2022_conf_compressed.pdf
Duo, L., Wang, J., Zhong, Y., Jiang, C., Chen, Y., & Guo, X. (2024). Ecological environment quality assessment of coal mining cities based on GEE platform: A case study of Shuozhou, China. International Journal of Coal Science & Technology, 11, 75. https://doi.org/10.1007/s40789-024-00723-8
Jahan, I., Selim Reza, A. H. M., Haque, M., Reza, S., & Hasan, I. (2024). Soil pollution and elemental sources along Barapukuria coal mine, Bangladesh: Implications for eco-environmental and health risk assessment. Heliyon, 10(12), e32620. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e32620
Jin, K., Yuchen, G., Shaogang, L., Wei, M., Chao, F., & Hongxing, X. (2022). Soil health and ecological risk assessment in the typical coal mines on the Mongolian Plateau. Ecological Indicators, 142, 109189. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2022.109189
Khalil, A., Taha, Y., Benzaazoua, M., & Hakkou, R. (2023). Applied Methodological Approach for the Assessment of Soil Contamination by Trace Elements around Abandoned Coal Mines – A Case Study of the Jerada Coal Mine, Morocco. Minerals, 13(2), 181. https://doi.org/10.3390/min13020181
Li, Y., Zhuang, Z., Xia, Q., Shi, Q., Zhu, L., Wang, P., Li, D., Zhakypbek, Y., & Tursbekov, S. (2025). Health risk assessment of heavy metals in coal mine soils of Northwest China. Journal of Arid Land, 17, 933–957. https://doi.org/10.1007/s40333-025-0023-9
Liu, Y., Heng, W., & Yue, H. (2023). Quantifying the coal mining impact on the ecological environment of Gobi open-pit mines. Science of The Total Environment, 883. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163723
Mlalazi, N., Mbohwa, C., Ramuhaheli, S., & Chimwani, N. (2025). Assessing Soil and WaterPollution: A Case Study of an Abandoned Coal Mine for Remediation and Repurposing in Mpumalanga Province, South Africa. Processes, 13, 3307. https://doi.org/10.3390/pr13103307
Pan, L., Guan, X., Liu, B., Chen, Y., Pei, Y., Pan, J., Zhang, Y., & Hao, Z. (2021). Pollution Characteristics, Distribution and Ecological Risk of Potentially Toxic Elements in Soils from an Abandoned Coal Mine Area in Southwestern China. Minerals, 11(3), 330. https://doi.org/10.3390/min11030330
Panov, B. S., Shevchenko, O. A., Dudik, A. M., Dudik, S. A., & Seliakov, S. Yu. (2003). Modern environmental problems of the Donetsk basin. Geophysical journal (Ukraine), 3(25), 46–60 [in Russian]. https://masters.donntu.ru/2004/ggeo/popova/library/lib2.htm
Perelman, A. I. (1972). Geochemistry of elements in the zone of hypergenesis. Nedra [in Russian].
Perelman, A. I. (1982). Geochemistry of natural waters. Nauka [in Russian].
Pigulevskiy, P., Dovbnich, M., Tiapkin, O., Medvedieva, O., & Anisimova, L. (2025). Cumulative impact of the mining industry and agriculture on the hydrogeochemical state of the territory (based on the example of Southern Kryvbas). Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Series "Geology", 1(108), 30–37 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.17721/1728-2713.108.07
Popadynets, N., Oleksyuk, H., Bilyk, R., Zalutskyy, I., & Plotnytska, S. (2025). Environmental safety issues in coal mining regions: the impact of economic activity and environmental challenges. Mining in the Era of Green Solutions – Technological and Natural Transformation of Disturbed Areas. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1457/1/012010
Qi, J., Lu, X., Sai, N., Liu, Y., & Du, W. (2024). Heavy metal concentrations in soil and ecological risk assessment in the vicinity of Tianzhu Industrial Park, Qinghai-Tibet Plateau. PeerJ, 12:e18510. https://doi.org/10.7717/peerj.18510
Samchuk, A. I., Kuraieva, I. V., Voitiuk, Yu. Yu., Matvienko, O. V., & Vovk, K. V. (2016). The forms of heavy metals in technogenically polluted soils of urban agglomerations. Mineralogical Journal (Ukraine), 4(38), 66–74 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mineraljournal.38.04.066
Shao, L., Zhang, Y., Geng, S., Yang, S., Wang, T., Song, X., Liu, J., & Zheng, J. (2024). Physicochemical characteristics and environmental impact of coal mine solid waste. Journal of Mining Science and Technology, 9(5), 653–667 [in Chinese]. https://doi.org/10.19606/j.cnki.jmst.2024.05.008
Shi, X.-M., Liu, S., Song, L., Wu, C.-S., Yang, B., Lu, H.-Z., Wang, X., & Zakari, S. (2022). Contamination and source-specific risk analysis of soil heavy metals in a typical coal industrial city, central China. Science of the Total Environment, 836, 155694. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155694
Shwartsev, S. L. (1978). Hydrogeochemistry of the hypergenesis zone. Nedra [in Russian].
Trofymchuk, O., Yakovliev, Y., Anpilova, Y., Myrontsov, M., & Okhariev, V. (2021). Ecological Situation of Post-mining Regions in Ukraine. Studies in Systems, Decision and Control II. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-69189-9_17
Udalov, Y. V. (2014). Hydrochemical characteristic of surface and groundwater Lisichansk and Almazno-Marievske geological and industrial districts North-Eastern Donbass. Journal of Geology, Geography and Geoecology, 22(3/2), 188–197 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15421/111423
Vergelska, V. V., & Verkhovtsev, V. G. (2023). Analysis of the mine water composition of the Krasnoarmiysky coal mining district of Donbass. Geochemistry of technogenesis, 9(37), 26–30 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.32782/geotech2023.37.04
Yang, X., Cheng, B., Gao, Y., Zhang, H., & Liu, L. (2022). Heavy metal contamination assessment and probabilistic health risks in soil and maize near coal mines. Frontiers in Public Health, 10, 1004579. https://doi.org/10.3389/fpubh.2022.1004579
Zerizghi, T., Guo, Q., Wei, R., Wang, Z., Du, C., & Deng, Yinan. (2023). Rare earth elements in soil around coal mining and utilization: Contamination, characteristics, and effect of soil physicochemical properties. Environmental Pollution, 331(2), 121788. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2023.121788
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Олексій Дудік, Тетяна Кошлякова, Олена Дерюгіна
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ознайомтеся з політикою за посиланням: https://geology.bulletin.knu.ua/licensing
