AGRO-ECOTOXICITY OF AIR EMISSIONS IN COAL-MINING REGIONS

АГРОЭКОТОКСИЧНОСТЬ АЭРАЛЬНЫХ ЭМИССИЙ УГЛЕДОБЫВАЮЩИХ РЕГИОНОВ

Бородай Ю. К., Бондарева О. Б., Ольховский Р. В., Коноваленко Л. И., Донецкий институт агропромышленного производства, Донецк, Украина
Моргунов В. В., Донецкий областной государственный центр охраны
плодородия почв и качества продукции, Донецк, Украина

Аэральные эмиссии с отвалов и терриконов предприятий угольной промышленности классифицируются как неорганизованные выбросы в атмосферу. Это отличает их от отходящих газов в черной металлургии, машиностроении, энергетике и др., которые могут быть уменьшены или очищены за счет технологических операций.
На территории Донецкой области находится 580 отвалов шахт и углеобогатительных фабрик, из которых 130 горящих. В настоящее время эксплуатируются 125 терриконов, из них горящих — 60. Валовые выбросы в атмосферу угольных предприятий составляют треть аэральных эмиссий региона, которые рассеиваются над агроландшафтами Донецкой и других областей за счет трансграничных переносов. Расчеты показывают, что более 15% веществ, которые составляют этот объем, являются токсичными для агробиоценозов.
Химический анализ показал, что в составе поллютантов, которые поступают в атмосферу и, соответственно, приземный слой, находятся сернистый ангидрид, оксиды азота, сероводород, углепородная и угольная пыль, содержащая галогениды, тяжелые металлы, соединения селена (табл. 1).

Город	Масса экотоксиканта, т/год
Город	SO₂	пыль	NO_x	H₂S
Донецк	767	1340	77	383
Макеевка	236	500	24	118
Ханжонково	30,4	750	3,0	15,2
Шахтерский р-н	4700	5300	740	1800

Окислительно-восстановительные реакции, сопровождающие горение угля, пиритов и другие процессы в объеме отвалов, способствуют образованию подвижных форм агроэкотоксикантов.
Горящие и негорящие терриконы являются причиной подкисления почв сельхозугодий: первые за счет кислых соединений из пыли, вторые — в результате выпадения на почвы совместных газово-пылевых эмиссий. Комплексное воздействие предприятий угледобывающей промышленности обусловливает повышенное содержание тяжелых металлов в почвах, растениях, а также изменяет кислотность почв (табл. 2).

Агрохимические показатели почв, прилегающих к терриконам

Значительное загрязнение пахотного слоя почвы и водных источников цинком, свинцом, кадмием, ртутью, фторидами, нитратами приводит к накоплению токсикантов в сельхозпродукции. Проведенные исследования показали интенсивное накопление свинца в овощах и фруктах. Из 92 изученных образцов 32 (35%) были с превышением ПДК по свинцу. Его содержание в свекле, картофеле, томатах, зерне ячменя, кукурузы превышало допустимый уровень в 1,5—2 раза. Максимальное накопление фторидов 1,15 мг/кг отмечено в свекле.
Данные агроэкологического мониторинга свидетельствуют о том, что производство нормативно-чистой сельхозпродукции требует решения организационных и технологических задач:
— создания многофункциональной экологооценочной карты состояния и использования сельхозугодий;
— применения технологических приемов, обеспечивающих получение нормативно-чистой сельхозпродукции.
На базе интегральных критериальных оценок, а также зависимостей, установленных при проведении агроэкологического мониторинга, создана карта-схема «Оценка агроэкологической ситуации в Донецкой области». В соответствии с ней выделены территории, где возможно выращивание нормативно-чистой продукции (~ 25% пашни), а также зона, где необходимы мероприятия по детоксикации фитоценозов (~ 40% пашни).
Уменьшение транслокации тяжелых металлов и других ксенобиотиков из почвы и рассеивающихся аэральных эмиссий достигается при обработке семян и внекорневой подкормке вегети-рующих растений гуматсодержащими соединениями (табл. 3).

Массовая концентрация экотоксикантов в фитопродукции при обработке «Гумисолом»

Аналогичный эффект отмечен при обработке посевов ячменя. Применение «Гумисола» снижает содержание свинца в зерне с 1,1 до 0,5 мг/кг, применение гумата аммония — до 0,3 мг/кг. Снижается также накопление кадмия и меди в основной и побочной продукции. При этом улучшаются продуктивные показатели ячменя. Масса 1 000 зерен увеличилась с 45 до 49 г, длина колоса — с 7,3 до 9,4 см.
Экспериментально установлено, что разные культуры и сорта растений в разной степени характеризуются адаптационным потенциалом, поэтому необходима рационализация структуры севооборотов.

Boroday Yu. K., Bondareva O. B., Olkhovskiy R. V., Konovalenko L. I., Donetsk Institute оf Agro-Industrial Production, Donetsk, Ukraine
Morgunov V. V., Donetsk Regional State Centre for Protection of Agricultural Soil Fertility and Product Quality, Donetsk, Ukraine

The study was undertaken to examine the chemical composition of air emissions from coal-mining waste dumps and piles, and assess the ecological situation in agricultural areas. Toxic compounds (SO_2, NO_x, H₂S, HF, H₂SO₄) and dust rich in heavy metals cause the degradation of agricultural ecosystems. Special agro-engineering measures need to be taken to ensure that agricultural products meet existing quality standards.

Бородай Юрий Кондратьевич, канд. хим. наук, зав. лабораторией мониторинга, Донецкий институт агропромышленного производства, ул. Ленина, 14, п. Пески, Ясиноватский р-н, Донецкая обл., 86053, Украина. Тел. (062) 223-90-55, тел. моб. (050) 872-64-68, факс (06236) 4-87-32. E-mail
Бондарева Ольга Брауновна, канд. техн. наук, зав. отделом научного сопровождения трансфера инноваций, Донецкий институт агропромышленного производства, ул. Ленина, 14, п. Пески, Ясиноватский р-н, Донецкая обл., 86053, Украина. Тел. (06236) 4-81-50
Ольховский Роман Викторович, директор, Донецкий институт агропромышленного производства, ул. Ленина, 14, п. Пески, Ясиноватский р-н, Донецкая обл., 86053, Украина. Тел. (06236) 4-87-32
Коноваленко Людмила Ивановна, канд. хим. наук, зав. отделом агроэкологии, Донецкий институт агропромышленного производства, ул. Ленина, 14, п. Пески, Ясиноватский р-н, Донецкая обл., 86053, Украина
Моргунов Владимир Васильевич, главный инженер, Донецкий областной государственный центр охраны плодородия почв и качества продукции («Облгосплодородие»), ул. Ленина, 14, п. Пески, Ясиноватский р-н, Донецкая обл., 86053, Украина. Тел. (06236) 4-82-78, тел. моб. (066) 256-38-14

Район угледобычи	Расстояние до отвала, км	Азимут	Содержание тяжелых металлов, мг/кг					Органическое вещество, %	рН
Район угледобычи	Расстояние до отвала, км	Азимут	Мп	Си	Zn	Pb	Cd	Органическое вещество, %	рН
Макеевка	4	северо-запад	109	19,1	69,1	15,0	0,50	6,1	6,5
Красноармейск	2	северо-запад	119	19,8	59,8	17,0	0,62	5,4	6,5
Шахтерск	5	север	122	22,1	65,3	17,8	0,66	5,2	6,6
Донецк	30	север	100	17,4	54,2	17,6	0,49	5,9	7,0

Способ обработки	Массовая концентрация в кукурузе, мг/кг
	Зерно				Листья				Стебли
	Сu	Zn	Pb	Cd	Си	Zn	Pb	Cd	Сu	Zn	Pb	Cd
Без обработки	2,9	26,6	1,35	0,050	10,7	43,3	1,8	0,042	9,2	13,3	1,2	0,078
Обработка растений в фазе 9 листьев	2,8	25,8	0,52	0,050	9,5	36,6	1,1	0,031	7,0	8,7	1,1	0,070
Обработка растений в фазах 5 и 9 листьев	2,8	25,3	0,43	0,049	9,2	18,9	1,0	0,029	6,9	8,3	0,68	0,070