Війна Росії проти України руйнує зокрема наші ґрунти, сформовані тисячоліттями. Бойові дії знищують родючість ґрунту, забруднюють його токсичними речовинами, які потім можуть потрапити у рослини та воду. Масштаби руйнувань зокрема оцінює Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені Соколовського. «Куншт» розпитав у фахівців, як війна загрожує ґрунтам.
Оцінка масштабів руйнувань
Наразі масштаби завданої ґрунтам шкоди оцінюють переважно дистанційно за допомогою космічних знімків. Наприклад, за супутниковими даними можна попередньо оцінити, наскільки ґрунти пошкоджені вирвами від розривів снарядів.
Проте існують деякі обмеження у їх використанні. Чи не найголовнішу роль відіграє просторова роздільна здатність космічних знімків. Безкоштовні та вільні у доступі знімки зазвичай мають низьку роздільну здатність та по своїй суті є оглядовими. Окрема категорія безкоштовних знімків має високу детальність, однак на них не відображається актуальна на сьогодні інформація.
Серед безкоштовних та актуальних джерел отримання даних супутникової зйомки найбільшу детальність мають космічні знімки супутників Sentinel-2, роздільною здатністю 10 метрів на піксель. За їх використання ми можемо виявити місця скупчення вирв від розривів снарядів для оцінки загальної площі пошкодження ґрунтів, сліди неодноразового проходження військової техніки на полях та осередки пожеж на посівах внаслідок обстрілів. Однак для ідентифікування окремих вирв, підрахунку їх кількості та розмірів знімків Sentinel-2 не достатньо.
Найбільшу деталізацію космічних знімків надають супутники компанії Maxar (від 0,3 м) та Planet Labs (від 0,5 м), однак вони є платними, відповідно для оцінки стану великих площ сільськогосподарських земель необхідно залучати значні кошти. А враховуючи те, що для нас головним завданням є відстеження динаміки пошкоджень з використанням різночасових знімків, то можна тільки уявити можливу величину витрат на їх придбання.
Для повного уявлення треба все ж таки проводити детальне польове обстеження. Однак наразі неможливо безперешкодно потрапити на об’єкти дослідження, що пов’язано із веденням інтенсивних бойових дій та тимчасовою окупацією територій нашої держави. Однак навіть після закінчення активної фази боїв та відведення військ залишається проблема замінованості місцевості та великої кількості нерозірваних снарядів.
З початком ведення бойових дій та окупацією частини території України у нас немає можливості проведення досліджень, зокрема і в районі міста Маріуполь. Однак наш Інститут проводить дослідження ґрунтового покриву ще із 60-х років минулого століття, тому на сьогодні наявні деякі архівні матеріали попередніх ґрунтових обстежень, зокрема великомасштабне дослідження ґрунтів 1957–1961 років, яке охопило всю територію України в масштабах 1:50 000 та 1:25 000. Основу цього дослідження становлять картографічні матеріали та лабораторно визначені аналітичні дані ґрунтових параметрів. Однак майже всі матеріали у паперовому вигляді та потребують подальшого переведення у цифровий формат.
Віталій Лебедь, кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник відділу ґрунтових ресурсів
Які бойові дії найбільше шкодять ґрунтам
Найбільш небезпечним є забруднення токсичними і канцерогенними речовинами, які здатні мігрувати у підземні та поверхневі води або накопичуватись в аграрній продукції. Наприклад, серед забруднювачів у місцях бойових дій можуть бути кадмій, свинець, нікель, ртуть, хром, сурма, миш’як, а також хімічні сполуки, які позначаються як канцерогени різними класифікаціями* (фенол, нітротолуоли, поліхлоровані дифеніли, бенз(а)пірен, хрізен та інші речовини). Не обов’язково всі з них будуть у ґрунтах або міститимуться там у великих кількостях. Це залежить від хімічного складу боєприпасів, інтенсивності бойових дій та масштабів руйнувань унаслідок вибухів.
Зокрема, забруднення ґрунтів тротилом, гексогеном та продуктами їхнього метаболізму, які також доволі токсичні, є більш імовірним у разі детонації низького порядку (яка не провокує ударної хвилі) або за її відсутності (наприклад, через несправність). Хімічне навантаження на ґрунти у місцях знищення танків або падіння гелікоптерів, які супроводжуються розливами й горінням палива, безумовно, є істотно відчутнішим, ніж у вирвах від авіабомб чи артснарядів.
Найбільш інтенсивне забруднення ґрунтів відбувається на територіях, де під час вибухів руйнуються хімічні підприємства, нафтопереробні заводи, вугільні шахти, сховища рідких відходів гірничодобувної та промислової діяльності тощо. Такі місця можуть бути джерелом забруднення розташованих на цій місцевості підземних і поверхневих вод. За наявності неподалік земель сільськогосподарського призначення, зростають ризики забруднення рослинної продукції важкими металами та іншими токсикантами.
Зважаючи на значний обсяг території сільськогосподарських земель, які були уражені бойовими діями, і необхідність прискореного повернення їх в аграрне виробництво, доречно впроваджувати дієві, некоштовні й добре апробовані заходів очищення, які можна застосовувати безпосередньо у польових умовах, без вилучення ґрунтів для лабораторної санації або поховання.
Методи відновлення й очищення ґрунтів, забруднених нафтопродуктами і важкими металами, вивчали протягом багатьох років, тому наразі є чимало інформації про це питання.
Під час розливів нафта заповнює вільні пори ґрунту, витісняє з них ґрунтове повітря і фактично зліплює між собою окремі часточки ґрунту, огортаючи їх гідрофобною плівкою, змінює величину рН ґрунтового розчину (найчастіше у лужний бік). Це погіршує фізичні й фізико-хімічні властивості ґрунтів та перешкоджає рослинам і ґрунтовій біоті доступ до повітря, води і поживних речовин ґрунту.
Ефективні заходи відновлення нафтозабруднених ґрунтів — це досягнення нейтрального рівня рН ґрунтового розчину (вапнування або гіпсування), біоремедіація (застосування спеціальних мікроорганізмів-деструкторів або активація місцевої нафторуйнівної мікрофлори). Застосування структураторів (соломи, перліту, рослинних і деревних відходів) дозволяє поліпшити водно-фізичні властивості нафтозабруднених ґрунтів, і тим самим покращити доступність води і повітря для рослин та мікроорганізмів.
Сучасні фіторемедіаційні технології базуються на застосуванні фітовипару і фітодеградації, унаслідок яких у повітря виводяться лише безпечні продукти розкладу нафтопродуктів, а також ризодеградації, вирощуванні багаторічних трав і бобових культур, які стимулюють активність місцевих мікроорганізмів-деструкторів і пришвидшують процеси розкладу вуглеводнів. Але за наявності значного скупчення важких фракцій вуглеводнів, що дуже важко розкладаються, мікробіологічні заходи не дуже ефективні. Якщо нафти багато, спочатку застосовують механічні методи і пристрої для вилучення вуглеводнів, сорбційне очищення (вугілля, перліт, бентонітові глини, торф, бавовна, пінопласт тощо), емульгування на основі біологічно легкорозщеплюваних ПАР (поверхнево-активних речовин) природного походження із відкачуванням в ділильні ємності.
Важкі метали здатні зберігатись у ґрунті протягом багатьох років. Тому основні заходи спрямовують на зменшення їх рухомості й біодоступності для запобігання накопичування в рослинах і міграції у воду (підґрунтові води, річки, ставки тощо).
Важкі метали здатні зберігатись у ґрунтах багато років. Більша частина з них перебуває у «зв’язаній» формі, тобто закріпленій у стійкі органо-мінеральні комплекси за рахунок складних хімічних і фізико-хімічних процесів, які відбуваються у ґрунтах. Тільки невелика частка від загального вмісту цих елементів міститься власне у ґрунтовому розчині й може бути доступною для поглинання рослинами. Відповідно, основні заходи знезараження ґрунтів спрямовані саме на зменшення рухомості й біодоступності важких металів для запобігання їх накопичення в рослинах і міграції у водні джерела (ґрунтові води, річки, ставки). Біодоступність важких металів у ґрунтах залежить від багатьох факторів, зокрема від вмісту фракцій фізичної глини у гранулометричному складі ґрунтів, кислотності (рН) ґрунту, вмісту органічної речовини (гумусу) та її фракційного складу тощо. Тому застосування таких заходів є особливо актуальним на кислих, малогумусованих ґрунтах легкого гранулометричного складу, які не здатні міцно утримувати важкі метали у малорухомих формах.
Найбільш доступними у виробничих умовах, дієвими й екологічно безпечними методами зниження вмісту рухомих форм важких металів у ґрунтах є внесення кальцієвмісних меліорантів, гумінових препаратів, мінеральних й органічних добрив, що забезпечують нейтральну або лужну реакцію ґрунтового розчину, за якої важкі метали вважаються найменш рухомими, і сприяють зв’язуванню цих елементів у стійкі органо-мінеральні комплекси. Ефективними для очищення ґрунтів також можуть бути методи фіторемедіації.
Утім, для таких робіт спочатку потрібно встановити рівень і обсяги забруднення, визначити, чи треба застосовувати заходи очищення, та, за необхідності, підібрати найбільш доречні з них для конкретного випадку. Для цього потрібно аналізувати пошкоджені ґрунти і відбирати проби для аналізу, що можна зробити, тільки коли територію розмінують.
Результати досліджень американських вчених свідчать1,2,3,4, що розклад залишків нерозірваної вибухівки, зокрема тротилу чи гексогену, пришвидшується під дією деяких іонів заліза та марганцю, а також під впливом сонячного світла (фотоліз), стимулювання їхньої біологічної деградації за допомогою мікроорганізмів (грибів, спеціально виведених штамів бактерій або вилучених із забруднених ґрунтів), для яких ці речовини є джерелом азоту і вуглецю. Водночас, детальних досліджень того, як «поводяться» залишки вибухових речовин у кліматі та ґрунтах України раніше не проводили, що може впливати на результативність застосування заходів ремедіації і швидкість процесів детоксикації ґрунтів.
Катерина Смірнова, кандидатка сільськогосподарських наук, завідувачка відділу охорони грунтів
Забруднення ґрунтів у різних регіонах України
Територіальне поширення бойових дій має важливе значення через відмінності у властивостях ґрунтів сходу та півдня України. Ґрунти сходу — в основному чорноземами звичайними на лесах, які переважно легкоглинисті, а в районі Мар’їнки — навіть середньоглинисті. У районі Бахмута трапляються також чорноземи звичайні на червоно-бурих глинах. Ці ґрунти мають відносно розвинений гумусований профіль — 65–100 см. Висока оглиненість чорноземів зумовлює їхню збагаченість на органічний вуглець та елементи живлення для рослин, тому існує менший ризик потрапляння токсичних речовин у сільськогосподарську продукцію.
Ґрунти півдня України у зоні бойових дій в основному представлені чорноземами південними та темно-каштановими ґрунтами, поблизу Дніпра полегшеного гранулометричного складу. Вони характеризуються меншою глибиною гумусованого профілю — у межах 50–70 см, зниженим вмістом органічного вуглецю, меншою буферністю, а отже більшим ризиком потрапляння токсичних речовин до рослин і, відповідно, сільськогосподарської продукції. Менша глибина гумусованого профілю визначає більшу уразливість ґрунтів до механічної деградації, навіть неглибокі вирви можуть повністю зруйнувати профіль ґрунту.
Вадим Соловей, кандидат сільськогосподарських наук, завідувач відділу ґрунтових ресурсів
Час на відновлення
Відповідь на питання про те, скільки знадобиться часу на відновлення ґрунтів, залежить не тільки від того, коли завершиться війна перемогою України, яким буде ступінь і масштаби воєнної деградації ґрунтів, а й від фізичних та фінансових можливостей забезпечувати це відновлення.
Загалом вважається, що ґрунтовий профіль формується протягом більш як 10 тисяч років. Зрозуміло, що ми не маємо стільки часу, тому необхідно застосовувати технології прискореного відновлення пошкоджених війною ґрунтів. Згідно з попередніми оцінками Державної служби України з надзвичайних ситуацій, майже 170 тисяч квадратних кілометрів забруднено вибухонебезпечними предметами та мінами. Однак ці цифри є неостаточними. Тільки на розмінування території, за попередніми даними, знадобиться щонайменше 10 років і 436 мільйонів доларів.
З іншого боку, згідно з попередніми, орієнтовними оцінками Інституту ґрунтознавства та агрохімії, витрати на рекультивацію земель, які були порушені внаслідок бойових дій, становлять близько 4,7 мільярда доларів. Якщо брати до уваги той факт, що фінансування ґрунтоохоронних заходів з державного бюджету протягом останніх років майже не здійснювалося, й очікувати на поліпшення ситуації в найближчій перспективі не доводиться, то без залучення міжнародної технічної та фінансової підтримки відновлення ґрунтового покриву буде тривалим. Ще одним чинником, що впливатиме на можливості прискореної реабілітації пошкоджених ґрунтів є стягнення з агресора завданих збитків як потенційного джерела фінансування відновлення ґрунтів.
Анатолій Кучер, доктор економічних наук, головний науковий співробітник відділу інноваційної економіки, зовнішніх зв’язків та інформатизації наукових досліджень
