Згорілі танки на полях, рештки зброї, вирви від авіаударів… Таке сьогодення українських аграріїв.

За всю світову історію, місцем де забруднення грунту через військові дії було найбільшим, була Франція. Після Першої Світової війни тут велику територію, відому як «Зона Руж», оголосили непридатною для використання через забруднення грунту важкими металами та хімічними речовинами. Чи буде в Україні своя «Зона Руж»?

 «Тисячі гектарів українських земель зазнали бомбардувань. На знімках видно сотні вирв на полях. Але є ще один аспект, який ми не бачимо – хімічний, – говорить Олексій Тарасенко, головний агрохімік компанії AgriLab.  Кожен вибух снаряду на полі утворює вибухову хвилю і хімічне забруднення. Наслідки вибухової хвилі – утворення вирв, ущільнення ґрунтів, знищення рослинності і загибель ґрунтової фауни. Все це спричиняє зміну гідролітичного режиму та руйнування структури ґрунту і, зрештою, провокує ерозію ґрунту та опустелювання. У військовій зброї та вибухових речовинах використовуються хімічні сполуки, які не піддаються біологічному розкладанню та можуть забруднювати ґрунт і поверхневі води».

Бомбардування, обстріли, міни, рух танків по полях… Все це має різний вплив на грунт. В компанії AgriLab, яка займається аналізом грунтів та точним землеробством, почали вивчати світовий досвід відновлення ґрунтового покриву після воєнних конфліктів, щоб розробити алгоритм дій для України.

Фізичний вплив на грунти

 «На полях можуть рити окопи і рови для зупинки наступальних операцій. Такі заходи докорінно змінюють будову ґрунтового профілю. Внаслідок обстрілів і бомбардувань утворюються кратери і змішуються ґрунтові горизонти. Як наслідок – зміна ландшафтів і рельєфу. Аналогічно шкодять протитанкові і протипіхотні міни. Окрім того, на полях залишаються уламки і вибухові речовини. Військова техніка на полі ущільнює ґрунт. Часто на полях біля місць бойових дій виникають пожежі, що спричиняють вигорання родючого шару і знищення корисної мікрофлори», – зауважив Олексій Тарасенко.

План дій для ділянок полів, пошкоджених внаслідок риття окопів, бліндажів і т.д.:

1. Розмінування території.
2. Оцифрування ділянок за допомогою супутникового/БПЛА/наземного моніторингу з прив’язкою до системи координат.
3. Видалення із вказаних об’єктів «неґрунтової» природи: дерев’яні, металічні та інші.
4. Закопування. Важливо зауважити, що порядок шарів ґрунту має бути близьким до непошкоджених ділянок, а верхній шар (20-30 см) – найбільш родючим. Якщо засипати в хаотичному порядку, то така ділянка буде низькопродуктивною для сільськогосподарських культур, а її відновлення потребуватиме додаткових заходів (внесення органічних добрив, меліорантів, фітомеліорації та ін).

Поля під колесами танків

 «Дослідження щодо вимірювання впливу військової техніки на ґрунт також проводилися, – розповідає Олексій Тарасенко. Наприклад, у США порівняли вплив техніки на різних за гранулометричним складом ґрунтах. Для цього використали гусеничний танк М1А1 вагою 57,2 тонни. Негативного впливу зазнавали і середньо-, і важкосуглинкові ґрунти навіть за 1 проходу вказаної техніки. Танк ущільнив ґрунт, а це опосередковано зумовило формування меншої біомаси рослинного покриву. Нагадаю, що оптимальна щільність для більшості с.-г. культур знаходиться в діапазоні від 1 до 1,3 г/см³.»

План дій для ділянок, де проходила важка військова техніка:

1. Розмінування території.
2. Оцифрування ділянок за допомогою супутникового/БПЛА/наземного моніторингу з прив’язкою до системи координат.
3. Вимірювання пенетрометром ступеня та глибини ущільнення.
4. Оцінка інших видів забруднення (зокрема, паливно-мастильними матеріалами).
5. Прийняття рішення щодо обробітку ґрунту для боротьби з ущільненням. Очевидно, що після війни на полях або окремих ділянках полів знадобиться глибоке рихлення.

Спалені поля

Через обстріли часто на полях виникають пожежі. Також бувають випадки, що на полі горіла військова техніка. Як наслідок – вигорає родючий шар грунту, відбувається зневоднення і «стерилізація» — гинуть як патогенні мікроорганізми, так і корисна біота. Елементи живлення також втрачаються. Наприклад, втрати азоту від спалювання стерні на 1 га зернових становить від 20 кг, а втрата вуглецю — до 3000 кг/га.

Детальніше про вигорання полів – тут 

План дій для ділянок поля, що вигоріли внаслідок обстрілів:

1. Розмінування території та очищення від уламків бойових снарядів.
2. Оцифрування ділянок за допомогою супутникового/БПЛА/наземного моніторингу з прив’язкою до системи координат.
3. Агрохімічне обстеження для встановлення змін показників ґрунту. Якщо є результати обстеження цих ділянок до і після вигорання, то можна оцінити завдану матеріальну шкоду.
4. На основі даних аналізу ґрунту розробити алгоритм для відновлення родючості ґрунту (через внесення добрив, технологію обробітку ґрунту та сівозміну).

Хімічне забруднення грунту

Кожна війна залишає «хімічний слід» на ґрунті. Проте мова не тільки про активні бойові дії, бомбардування, замінування та ін. Військові полігони та локації, де відбуваються навчання військових, також впливають на ґрунтовий покрив довколишніх територій. Серед досліджених локацій військових дій/навчань більшість потрапили у категорії від сильно до надзвичайно забруднених. На жаль, Україна може очолити цей список, адже площі, охоплені військовими діями – величезні. А росіяни не гребують застосуванням заборонених видів зброї.

Хімічне забруднення  внаслідок військових дій треба розглядати з 3 позицій: забруднення потенційно токсичними елементами, вибуховими та іншими речовинами.

Забруднення потенційно токсичними елементами і важкими металами

«Забруднення важкими металами може відгукуватись не один десяток років. Наприклад, кулі можуть вивільняти свинець, який потім поглинатимуть рослини, – говорить фахівець AgriLab. Свинець, розподілений у різних фракціях ґрунту, спочатку може бути інертним, але потім стає реакційноздатним через зміну умов ґрунту (наприклад, рН, вологість). Окрім свинцю, із залишками зброї у ґрунт потрапляють такі метали, як хром (Cr), миш’як (As), ртуть (Hg), нікель (Ni), цинк (Zn) і кадмій (Cd). Дослідження рослин на військових полігонах показало, що вони можуть накопичувати важкі метали. При тому забруднення не обмежувалось лише територію полігону.

Є зброя, яка не містить свинцю, виготовлена із заліза, сталі та різних металів. Але вона може стати джерелом забруднення іншими важкими металами – бісмутом, хромом, нікелем.

Специфічні характеристики кислих ґрунтів, піщаного гранулометричного складу, із низькою ємністю катіонного обміну чи низьким рівнем органічної речовини (окремо або в комбінації) посилюватимуть процеси мобілізації важких металів. Тоді як лужні ґрунти, текстура суглинків/мулистих суглинків/глини, висока ємність і високий вміст органіки обмежує рухливість потенційно токсичних елементів».

Майже всі дослідження свідчать про сильно забруднені профілі верхнього шару ґрунту (0–10 см). Із збільшенням глибини, рівень забруднення зменшується, за винятком тих потенційно токсичних елементів, які мають відносно вищі рівні накопичення при збільшенні глибини. Забруднення, як правило, обмежене першими півметра глибини.

Аналіз ґрунту на полігоні у Швейцарії показав сильне забруднення свинцем, стибієм, міддю, та нікелем. Їх концентрація знижувалася із глибиною і вже на глибині 40 см досягала фонових значень для стибію і міді, а для свинцю – на глибині 60-70 см. Зменшення концентрації було пов’язане з особливостями ґрунту місцевості, який має насичений силікатами фон і кислу основу. Інше дослідження, проведене в Канаді, показало що забруднення обмежувалося здебільшого глибиною 30–40 см від поверхні ґрунту.

Забруднення грунту вибуховими речовинами

Чи зменшується забруднення з часом? І скільки часу потрібно для лікування полів?

«Дослідження, які проводились на Абердінському полігоні у США, показали, що концентрація гексогену (RDX) знизилася на 64% з червня по вересень, тоді як концентрація вибухової речовини DNX зросла на 100% за той же проміжок часу. Найвищі концентрації залишків вибухових речовин були виявлені у верхніх кількох сантиметрах ґрунту. Крім того, забруднення вибуховими речовинами було дуже просторово неоднорідним навіть на короткій відстані», – розповів Олексій Тарасенко.

Декілька років тому Міжнародна організація «Екологія-Право-Людина» провела дослідження стосовно впливу воєнних дій на довкілля на сході України, а саме в Амвросіївському та Шахтарському районах Донецької області.

За допомогою супутникових знімків було ідентифіковано розмір та кількість воронок, тип снаряду, розрив якого призвів до утворення воронки, а також оцінено масштаби руйнувань ґрунтового покриву і підраховано збитки, нанесені державі.

«Дослідникам вдалося порахувати, що на території, площею 225 км2 розриви снарядів призвели до утворення 15505 воронок. У місцях великої щільності воронок були змішані шари ґрунтів, підстилаюча порода, а також безліч уламків. Окрім цього, в довкілля потрапили тонни токсичних речовин, що утворилися під час детонації. За їхніми підрахунками, на цій території розсіяно не менше, ніж 392 тонни металевих уламків. Через це поля непридатні для сільськогосподарського використання», – говорить Олексій Тарасенко.

До того ж, в довкілля потрапили продукти окиснення від мінімум 58 тонн вибухових речовин, а також 70 тонн оксиду алюмінію, що утворилися в результаті окиснення порошкоподібного алюмінію, який використовується разом із тротилом у якості вибухової речовини.

Металеві уламки також є небезпечними для довкілля. Для виробництва оболонки боєприпасів зазвичай використовують чавун із домішками сірки та міді. Мідь – важкий метал і деякі її сполуки можуть бути токсичними та впливати на функціонування живих організмів.

Якщо один снаряд 122 мм утворює від 1600 до 2350 уламків, то 2775 таких снарядів спричинять утворення від 4,44 млн до 6,5 млн уламків. І це тільки снаряди установки «Град». Тобто, хімічні речовини, що потрапили у ґрунт, дуже розпорошені, а це сприяє їх швидкому розповсюдженню, зокрема потраплянню у ґрунтові та поверхневі води.

Згідно того ж таки дослідження, в результаті розриву 15505 снарядів було вивернуто, як мінімум 91407,36 м3 ґрунту.  Для розуміння – одна фура вміщує 8–9 м3 ґрунту. Тобто можна сказати, що біля Савур-Могили було вивернуто близько 11425–10156 вантажних машин ґрунту.

Що робити з цією територією? Проводити тут рекультивацію буде дуже складно.  І мова не лише про те, що для вирівнювання ландшафту треба закопати назад величезну кількість ґрунту. Але й про очищення від хімічних речовин та уламків металевої оболонки снарядів. При тому треба пам’ятати, що у 3% вибухових снарядів детонація не відбувається і вони залишаються нерозірваними.

Тобто, якщо 15505 воронок — це лише 97 %, то в ґрунті на різній глибині залишаються ще близько 480 снарядів, які можуть вибухнути.

Тому рекультивація таких територій – це довго, дорого і небезпечно, а для природного відновлення земельних ресурсів від забруднення необхідно сотні років.

«Щодо хімічного аналізу ґрунту, проведеного на території заповідника «Крейдова флора» у рамках цього ж таки дослідження, то концентрація титану у пробі ґрунту на місці розриву снаряду у 150 разів перевищувала фонові показники. Концентрація ванадію становила 100 мг/кг, а в чистій пробі ванадій взагалі був відсутній. Сплави на основі титану з добавками ванадію застосовують в авіаційній і ракетній техніці. Дослідники також виявили перевищення по сульфатах у 2,3 рази, рухомих формах важких металів: свинцю — 1,3 рази, кадмію — 1,5 рази. Також у с.Заквітне на місці розривів снарядів виявилось перевищення стронцію. Його концентрація становила 150 мг/кг. Вміст сульфатів у цій же пробі  перевищував норму більш як у 4 рази, по кадмію — у 9 разів. На місці розривів снарядів у Донецькій області було зафіксовано перевищення по рухомих формах важких металів, зокрема, марганцю, міді, заліза, свинцю, кадмію, хрому і цинку», – зазначив Олексій Тарасенко.

Також Олексій Тарасенко розповів про дані дослідження впливу бойових дій на ґрунти, яке проводилось на замовлення Координатора проектів ОБСЄ в Україні лабораторією моніторингу вод Сіверсько-Донецького басейнового управління водних ресурсів.

Науковці відібрали проби грунту на ділянках, куди влучали снаряди, та за 500 метрів від них. Відбір проб ґрунту проводився з пробної площадки методом «конверта» з усередненням по 5-ти точках.

Усереднене значення показників хімічного забруднення знаходилося, в цілому, на рівні фонових значень. Систематичне перевищення в 1,1 – 1,3 рази було зафіксовано для ртуті, ванадію, кадмію, нерадіоактивного стронцію і гамма-випромінювання. Максимальне перевищення за окремими показниками становило 1,2 – 2 рази від фонового, і лише в окремих випадках перевищення сягало 7 – 17 разів для проб, відібраних в Слов’янську та Щасті.

Забруднення врожаю

З ґрунту важкі метали можуть потрапляти в культури, а далі – в їжу. Тому махнути рукою на аналіз ґрунту і обробляти поля – не вийде. Інакше продукцію просто відмовляться купувати.

Регламент Комісії (ЄС) № 1881/2006 від 19 грудня 2006 року, що встановлює максимальні рівні певних забруднюючих речовин у харчових продуктах встановлює такі допустимі норми свинцю (мг/кг сирої ваги):

• Капустні овочі, листові овочі та культивовані гриби – 0,30
• Зернові, пшениця, рис, бобові, соя, а також ягоди – 0,20
• Фрукти та овочі (за винятком капусти та листових) – 0,10

Жорсткі обмеження у вказаному документі стосується й інших важких металів, зокрема кадмію, олова та ін. Якщо на полях вирощуються корми для тварин, то забруднені ґрунти опосередковано можуть вплинути і на якість продукції тваринництва.

План відновлення полів від забруднень

Що робити з полями, які зазнали «військових поранень»? Фахівці Агрілаб пропонують окремі алгоритми для полів з різними ступенями і причинами пошкоджень. Однак перший крок в усіх випадках однаковий – розмінування.

План дій для ділянок полів пошкоджених вибухами, горінням військової техніки:

1. Розмінування території.
2. Оцифрування ділянок за допомогою супутникового/БПЛА/наземного моніторингу з прив’язкою до системи координат. Оцифровувати потрібно всі ділянки незалежно від масштабу враження. Навіть якщо фізичне пошкодження ґрунту незначне, можливе сильне хімічне забруднення.
3. Відбір зразків у зоні враження (окремо) та ділянки навколо (окремо).
4. Аналіз на вміст забруднюючих речовин. Першочергово – важкі метали.
5. Прийняття рішення щодо можливості ведення сільського господарства і подальшого цільового використання.
6. Очищення ділянок від джерела забруднення та уламків.
7. Відновлення ділянок пошкоджених вибухами:

• Неглибокі воронки/вирви (до 0,5 м) – засипання ґрунтовою масою, що залишилась на місці вибуху, із подальшим вирівнюванням поверхні.
• Глибокі воронки/вирви (понад 0,5 м). Варіанти відновлення:
• засипати ґрунтовою масою. Може бути економічно невиправдано. Порядок шарів ґрунту має бути близьким до непошкоджених ділянок, а верхній шар (20-30 см) – найбільш родючим. Якщо засипати в хаотичному порядку, то така ділянка буде низькопродуктивною для сільськогосподарських культур, а її відновлення потребуватиме додаткових заходів (внесення органічних добрив, меліорантів, фітомеліорації та ін.)
• Залишити для відновлення природнім шляхом або заліснення. За відсутності рослинного покриву такі ділянки будуть ерозійно небезпечними.

«Після деокупації наших територій та розмінування полів, ми зможемо провести власні дослідження і дати більш конкретні відповіді. Поки ж продовжуємо вивчати світовий досвід та напрацьовувати алгоритми з іноземними колегами. Попереду нас чекає багато роботи», – каже головний агрохімік Агрілаб.

AgroPortal