Як війна впливає на грунт?

«Під час війни ґрунти – одна з найвразливіших екосистем. Є кілька головних факторів шкоди землі: це проїзд важкої військової техніки, вибух ракет та інших видів зброї, зведення фортифікацій. Внаслідок цих дій порушується структура ґрунту, надалі це призводить до ерозій.

Що потрібно щоб відновити родючий шар землі?

Найбільш дешевий спосіб поліпшення родючості землі – це скосити з поверхні незасіяної грядки бур'яни, у яких ще не утворилося насіння. Якщо бур'яни стали високими, їх необхідно подрібнити і розкидати по поверхні грядки (шар може досягати 10-15 см), а потім перерити їх на глибину 20-25 см.

Що треба робити щоб не забруднювати грунт?

Для запобігання агрохімічному забрудненню застосовують сучасні види пестицидів і добрив, що містять мінімальну кількість шкідливих сполук. Для скорочення надходження отруйних речовин у вигляді стоків і твердих відходів вводять суворий регламент утилізації відходів, встановлюють просунуті системи очищення.

Чи можна вилікувати ґрунт від війни — відповіді на найпоширеніші запитання

Чи знали ви, що зерно вирощене на ґрунтах з воєнно-техногенним забрудненням може спричиняти появу злоякісних утворень чи порушувати діяльність нервової системи людини. Тому очищення ґрунтів є не менш важливою місією, як і звільнення нашої території від російських загарбників.

В цьому напрямку ГО «Центр екологічних ініціатив «Екодія» (далі — «Екодія») разом з профільними науковцями дослідила забруднення земель від воєнних дій, ризики для людей та довкілля, а також можливості відновити землі до безпечного стану. Результати досліджень презентувала кандидатка географічних наук Анастасія Сплодитель під час вебінару «Вплив війни росії проти України на стан українських грунтів». На основі дослідження Kurkul.com публікує відповіді на найпоширеніші питання про забруднення та очищення ґрунту внаслідок військових дій.

Які наслідки забруднення від воєнних дій

В Україні з 24 лютого 2022 р. (а на Сході України — вже впродовж років) щодень інтенсивно ведуться обстріли дозволеними та забороненими снарядами, утворюються вирви від авіабомб та артилерійських обстрілів, створюються нові заміновані території, знищується важка військова техніка, що призводить до витоку нафтопродуктів, випалення землі та ін. Всі ці наслідки воєнних дій забруднюють ґрунт, а з цим й негативно впливають на економіку країни та здоровʼя людей.

Доведено нищівні наслідки воєнно-техногенного забруднення для здоров'я населення. Концентрований вміст важких металів може порушувати діяльність нервової системи, систем кровотворення та внутрішньої секреції. Хімічні забруднення спонукають виникнення злоякісних утворень, атеросклерозу та порушення апарату спадковості.

«Дослідження свідчать про негативні наслідки воєнно-техногенного навантаження на здоров'я дітей, які проживають на територіях бойових дій. У них виявлено затримку росту та неврологічного розвитку. Наприклад, збільшення кількості передчасних пологів та вроджених вад у новонароджених спостерігалося в районі Газа в Палестині», — розповіла Анастасія Сплодитель.

Механічний, хімічний та фізичний вплив на ґрунт

Пошкодження ґрунту внаслідок військових дій можуть бути механічними, фізичними та хімічними. Кожен з цих впливів по-своєму є критичним та викликає руйнування структури та функцій землі. Розглянемо детальніше кожен.

Механічний вплив. Деформує ґрунтовий покрив, що призводить до порушення структури ґрунтів під час пересування військової техніки, руху військ, будівництва захисних споруд, місць бомботурбації (прим. ред. — порушення землі внаслідок утворення кратерів від бомбардування), розмінування територій. Наслідком цього впливу є ущільнення, заболочування, засмічення території продуктами бойової діяльності.

«Основним механічним впливом на ґрунт є ущільнення з пошкодженням гумусового шару, що має прямі негативні наслідки, як-от порушення водного балансу ґрунту, та спричинює розвиток вітрової та водної ерозії. Руйнування структури ґрунту відбувається в результаті зсуву частинок одного шару щодо іншого під дією воєнно-техногенного навантаження», — пояснила науковиця.

Окремо звернемо увагу, що розмінування територій має також негативний вплив — зазвичай руйнується гумусовий горизонт, втрачаються фізико-хімічні властивості ґрунту та відбуваються зміни гранулометричного та агрегатного стану. Зі свого боку це впливає на родючість та водоутримувальну здатність ґрунту.

«Встановлення мін саме собою передбачає в майбутньому турбулентність ґрунту. Детонація забруднює ґрунт металевими фрагментами та залишками вибухової речовини. Операції з очищення від наземних мін часто складні і дорогі, тому в країнах, що розвиваються, ці наслідки можуть трактуватися як абсолютна втрата ґрунтових ресурсів», — розповіли в «Екодії».

Хімічний вплив. Змінює природні фізико-хімічні параметри ґрунтового покриву. Насамперед pH, катіонний обмін і вмісту гумусу. Також зростає концентрація токсико-хімічних речовин, можуть утворюватися різноманітні локальні ландшафтно-геохімічні аномалії. Відтак ці землі не можна використовувати в довгостроковій перспективі.

До агентів хімічного забруднення належать пальне транспортних засобів, мастильні матеріали, сольвенти, відходи гальванічного виробництва, залишки вибухових речовин, дезактиваційні речовини, важкі метали та їхні сполуки, радіоактивні речовини.

«Хімічні мікрокомпоненти забруднення представлені здебільшого важкими металами, як кадмій, мишак, свинець, цинк, мідь. Ці елементи є індикаторами для змін екологічного стану територій із забрудненими ґрунтами та територій, що суміжні з ними», — додала Анастасія.

Фізичний вплив. Передбачає зміну фізичних параметрів ґрунту внаслідок застосування зброї та військової техніки. Мається на увазі вібраційний, радіоактивний та тепловий вплив.

«Поєднання різних чинників впливу призводить до виникнення кумулятивного негативного ефекту. Наслідками є втрата буферної здатності ґрунтів до відновлення, втрата гумусу і зниження природної родючості», — пояснила науковиця.

Варто додати, що кожен з вищезазначених впливів призводить, до знищення рослинності, порушення ґрунтового покриву, дефіциту природного зволоження та опустелювання. Унаслідок цього також різко скорочуються рівень біоти.

Переміщення токсичних речовин та їх міграція в рослинну продукцію

Дуже негативним моментом є те, що забруднюючі речовини можуть переміщуватись. Це відбувається двома шляхами:

• горизонтальним — відбувається відразу після бомбардувань насамперед завдяки повітряному переносу;
• вертикальним — це пов’язано з такими чинниками як дифузія іонів, перенесення з потоком вологи чи кореневими системами рослин, діяльність ґрунтової мезофауни, господарська діяльність людини.

Найчастіше міграції забруднюючих речовин відбуваються через підземні води, які мають здатність затримувати важкі метали шляхом вибіркового поглинання (адсорбції). На те, яка частка важких металів мігрує, впливає багато факторів. Зокрема, значення має склад ґрунту, органічні речовини в ньому, вологість, мікробіологічна активність та ін. Наявність рослин також впливає на рухливість вибухових речовин та важких металів.

«Якщо на ураженому полі є рослини, то важкі метали там затримаються. На надходження важких металів у рослини впливає кілька факторів: видові особливості, тип ґрунту, концентрація, форма перебування елементів-забруднювачів, pH ґрунту, гранулометричний склад. Здебільшого вони перебувають у коренях та репродуктивних органах (насінні і плодах)», — розповіла Анастасія Сплодитель.

Забруднення починається з поглинання часточок через рідкий розчин, присутній у пористій матриці ґрунту. Ґрунтовий розчин, що містить сполуки вибухових речовин, проникає в коріння рослини. Сполуки вибухових речовин всередині коренів вільно переміщуються поміж мембран, та, зрештою, повністю осідають у рослині.

«Щодо накопичення, наприклад важких металів, серед сільськогосподарських культур спостерігаються загальні закономірності. Зокрема, найбільш активно споживають важкі метали силосні культури, найменше — бобові, злакові, технічні», — визначили науковці.

Також забруднюючі речовини можуть впливати на стан біоти. Наприклад, високі концентрації вуглеводнів можуть викликати симптоми отруєння у дощових черв’яків.

Чи можна очистити забруднену землю?

Процес перетворення забруднених земель у придатну для використання площу називають рекультивацією. Вибір технології рекультивації залежить від характеру та ступеня забруднення, цільового призначення або використання ділянки, що відновлюється, а також від наявності результативних та економічно ефективних технологій.

Але перед тим, як вибрати технологію, потрібно провести аналіз наслідків бойових дій. Фахівці «Екодія» проводили його в 5 етапів:

1. ідентифікування землі, пошкодженої бойовими діями;
2. ідентифікування факторів впливу (напр. це були маневри військ чи переміщення техніки);
3. визначення типу впливу (хімічний, механічний чи фізичний) та наслідків для земель;
4. оцінювання рівня забруднення ґрунтів внаслідок певного типу впливу (напр. оцінка засміченості ділянок осколками);
5. оцінювання рівня забруднення ґрунтів.

На основі висновків аналізу можна обрати оптимальний варіант рекультивації. Своєю чергою методи обробки забрудненого ґрунту включають фізичну, хімічну та біологічну ремедіацію (очищення).

Для вибору методики відновлення землі є кумулятивна оцінка рівня пошкоджених земель, яка передбачає визначення категорії придатності до використання земельної ділянки.

Які є технології очищення ґрунту та скільки це коштує?

Експерти «Екодія» підрахували вартість 9 технологій очищення ґрунту. Результати досліджень продемонстровані в таблиці нижче.

Для найбільш забруднених територій кращим варіантом є консервація землі, яка зазнала катастрофічних пошкоджень.

«Консервація передбачає припинення або часткове припинення господарської діяльності і вилучення землі із сільськогосподарського обігу. Найкращим варіантом підтримки таких територій це надання природоохоронного статусу цим територіям для забезпечення якісного менеджменту» — прокоментувала Анастасія Сплодитель.

Практика консервації в Україні використовувалась після Чорнобильської катастрофи, де значну частину земель визнали природоохоронними. Але такий метод виключає будь-яку роботу з землею, а це не влаштовуватиме аграріїв, які хочуть працювати.

Підтримайте наші агромедіа

Будь-яка сума допоможе працювати на інформаційному аграрному фронті для вас

Війна принесла Україні багато проблем, серед яких деградація та забруднення ґрунтів. Проте перед «лікуванням» землі варто провести її аналіз на забруднюючі частки. Без аналізу неможливо визначити, який чином цю землю можна очистити. Але війна продовжується, тому наразі нереально дослідити всі ґрунти, які піддались воєнно-техногенному забрудненню. Якщо про території, де ведуться бойові дії мова не йдеться, то на деокупованих землях потрібно спершу провести розмінування. Тому на даному етапі гарною ідеєю буде створити теоретичну та законодавчу базу для подальшої рекультивації земель.

Відновлення земель після війни

Війна наносить ґрунтам України шкоду, яка матиме довготривалий характер. Велика територія земель буде непридатною для використання в сільському господарстві через величезну кількість вирв, тонн металобрухту і канцерогенного сміття, забруднення важкими металами та хімічними речовинами. Але є рішення, які можуть якщо не врятувати ситуацію, то принаймні зменшити удар.

Невидима оку загроза

Якщо з використанням дронів оглянути сільськогосподарські поля, які перебували у зоні бойових дій, то можна побачити величезну кількість вирв різних розмірів, слідів руху важкої техніки, пожеж, місць розташування військових підрозділів тощо. Але проблеми не обмежуються поверхнею. Навіть якщо фермери розрівняють верхній шар ґрунту, все одно розливи палива, відпрацьовані боєприпаси, хімічна зброя можуть забруднювати ґрунт іноді десятиліттями та довше.

У ґрунтах, просочених паливно-мастильними матеріалами, знижується водопроникність, витісняється кисень, порушуються біохімічні та мікробіологічні процеси. Через це погіршується водно-повітряний режим і обіг поживних речовин. Внаслідок цього порушується кореневе живлення рослин, гальмується їхній ріст і розвиток. У результаті — рослини гинуть. Плями від палива ви вже не побачите, а наслідки спостерігатимете роками.

Вибухи. Здається, вони забруднюють лише повітря. Ні. Шкідливі речовини довго не тримаються в повітрі, а повертаються у вигляді опадів і накопичуються у ґрунтах. Сірка, яка є компонентом значної частини боєприпасів, у вигляді порошку залишається не тільки у воронках, а й навколо, а в контакті з опадами перетворюється на сірчану кислоту. І це дуже погано для ґрунтів, бо в цій кислоті згорають мільйони організмів, які формують верхній живий шар ґрунту і екосистему.

Токсичні елементи, такі як свинець, кадмій, миш’як і ртуть, будуть вилуговуватися з боєприпасів і зброї й потрапляти в ґрунт. За мірою росту і розвитку рослини будуть поглинати ці потенційно токсичні елементи, фонові значення яких у десятки разів перевищують норму. Інші елементи, такі як цинк і нікель, будуть серйозно пригнічувати ріст культур. І це тільки частина небезпечних речовин, які роками будуть забруднювати наші ґрунти.

Забруднення ґрунтів може бути прихованою небезпекою. Якщо вчасно не ідентифікувати і не зафіксувати потенційні ділянки забруднення, то шкідливі речовини будуть потрапляти в зерно та отруювати урожай. А це вже пряма загроза продовольчій безпеці та можливостям експорту.

Як відновити грунти після війни?

На доступність та міграційну здатність токсичних елементів впливають властивості ґрунтів, зокрема кислотність, вміст органічної речовини, гранулометричний склад тощо. Наприклад, кислі ґрунти, кислотність яких зумовлена як природними чинниками, так і технологічними (це стосується і родючих чорноземів), «сприяють» шкідливим елементам бути в тій формі, яку рослини будуть засвоювати роками.

Якими мають бути перші кроки для подолання цього виклику?

Моніторинг земель для максимального охоплення всієї потенційно ураженої площі з використанням сучасних технологій:

• високоточні супутникові дані для дистанційного моніторингу і оцифрування ділянок, що зазнали впливу воєнних дій;
• дрони, як для фото- та відеофіксації, так і магнітометричної зйомки для дистанційного виявлення та ідентифікації металевих і вибухонебезпечних предметів із метою подальшого розмінування та знешкодження.

Це дозволить зафіксувати, відцифрувати і встановити рівень шкоди кожної потенційно небезпечної ділянки поля. Прогресивні господарства, холдинги, які на своїх полях уже використовують елементи точного землеробства, можуть власними ресурсами відцифровувати пошкоджені ділянки, вирви тощо.

Далі потрібно робити моніторинг ґрунтів і посівів до того часу, поки не переконаєтесь, що вплив забруднення на рослини і продукцію відсутній.

Які ж основні агротехнічні прийоми для поліпшення ситуації на забруднених ділянках можна використати вже зараз?

Зміна агротехнології

Обробіток ґрунту. Внаслідок вибухів та руху важкої військової техніки на полі окремі ділянки мають високу щільність верхніх горизонтів ґрунту. Проблему з ущільненням можна вирішити глибоким обробітком, глибину якого визначають на основі вимірів щільності та/або твердості. Плантажна оранка, глибоке меліоративне розпушування, щілювання — заходи агротехнічної меліорації, які спрямовані на збільшення потужності кореневмісного шару та поліпшення агрофізичних властивостей ґрунту. Такі заходи опосередковано можуть допомагати культурам рости в умовах підвищеної концентрації забруднюючих речовин.

Сівозміна. Хімічне забруднення ґрунтів безпосередньо впливає на умови росту і розвитку кореневої системи рослин. При підборі культур потрібно звернути увагу на два основні моменти:

• вплив забруднювача на посівні якості насіння, ріст культур та їхня урожайність;
• накопичення забруднювача в основній продукції.

Перший момент — про економіку вирощування, другий — більше про екологію. На прикладі одного із досліджень: за 10-кратного перевищення фону важких металів (свинцю, кадмію та цинку) пшениця озима втрачала 4% врожаю (не критично!), а за 100-кратного — 81% (немає сенсу вирощувати!).

На забруднених ґрунтах особливу агрономічну цінність мають культури, які можуть давати врожай за підвищеного вмісту важких металів та радіонуклідів, але при цьому їх концентрація у зерні не перевищує максимально допустимі рівні. Одна із таких культур — кукурудза. А от соняшник — навпаки, має природну властивість накопичувати цезій та кадмій, причому концентрація останнього може перевищувати діючі обмеження.

Фіторемедіація. Це комплекс методів очищення стічних вод, ґрунтів і атмосферного повітря з використанням зелених рослин. Забруднений ґрунт можна поступово відновити, висіваючи культури, які мають високий винос забруднювача і бажано значну біомасу.

Наприклад, коноплі виносять із ґрунту багато свинцю, кадмію, міді та цинку. За вмістом важких металів горох на забруднених ґрунтах близький до конопель, але їх винос менший (біомаса конопель більша). Ще один варіант, про який останнім часом часто згадують, — вирощування такої енергетичої культури як місантус гігантський. Загалом перелік культур для фіторемедіації досить широкий, проте залишається відкритим питання подальшої утилізації рослинних решток із високим вмістом забруднювача.

Мікробіологічні препарати. Мікробіота ґрунту також зазнає впливу воєнних дій. У випадку забруднення важкими металами мікробіологічні препарати можуть зменшити надходження токсичних елементів до рослини. Це дасть можливість рости і розвиватися культурі, а також стримати рівень забруднення врожаю у межах допустимого рівня.

Якщо поле вигоріло, то у верхньому шарі ґрунту (до 5-10 см) відбувається повна або часткова стерилізація, і внесення мікробіологічних препаратів теж сприятиме швидшому відновленню мікрофлори.

Також ці засоби можуть допомогти і з проблемою паливо-мастильного забруднення ґрунтів. Дослідження показали, що на ділянках, забруднених нафтопродуктами, окремі групи мікроорганізмів сприяли втричі швидшій їх деструкції.

Хімічна меліорація. На кислих ґрунтах можна зменшити рухомість важких металів і радіонуклідів за рахунок внесення вапнякових матеріалів. При рН 6,5 спостерігається найменша розчинність і, відповідно, доступність важких металів. Кальцій є антагоністом не тільки для забруднювачів, тому при вапнуванні можуть блокуватися рухомі сполуки макро- і мікроелементів (фосфор, цинк, марганець тощо), що варто враховувати при побудові системи удобрення.

На лужних ґрунтах для боротьби із забруднювачами варто проводити гіпсування.

Для детоксикації надлишку важких металів також можна використати цеоліти. Так при їх застосуванні на кислих ґрунтах, забруднених свинцем, вдавалося знизити вміст цього металу на 30%. Серед інших матеріалів доведена ефективність базальтових туфів, які, як сорбенти, очищують ґрунти від радіонуклідів і важких металів.

Система удобрення. Найдієвіші добрива на порушених ґрунтах в ході воєнних дій — органічні. На ділянках, що забруднені важкими металами внаслідок вибухів, органічні сполуки утворюють із забруднювачами комплекси, які є малорухомими.

На полях, які вигоріли, відбувається зниження вмісту гумусу, знищення мікробіоти і рослинних решток, а концентрації рухомих форм важких металів підвищуються. Органічні добрива можуть поступово виправити негативні наслідки пожеж.

Фосфорні добрива мають здатність до детоксикації важких металів. В результаті взаємодії у ґрунті утворюються фосфати металів (свинцю, цинку та ін.), які є важкорозчинними сполуками і малодоступні для рослин. На кислих ґрунтах економічно доцільніше використання фосфоритного борошна.

Внесення підвищених доз калійних добрив на тлі збалансованого азотного і фосфорного живлення сприяє меншому накопиченню цезію-137 в рослинах. Пов’язано це з тим, що цезій-137 є хімічним аналогом калію.

Рекультивація. Рекультивація сильно порушених ґрунтів здійснюється шляхом механічного загортання бульдозерами та грейдерами без урахування генетичних горизонтів. Це — груба рекультивація. В такому випадку відновлення ґрунту триватиме десятки років із необхідністю серйозних інвестицій в органічні добрива, меліоранти та ін.

Зняття забрудненого шару із подальшим завезенням ґрунту хорошої якості — ще більш затратна історія. В тих випадках, коли ймовірні витрати не окупляться десятками чи сотнями років, доцільно законсервувати пошкоджені ділянки і дозволити природі запустити процес самовідновлення. Проте якщо рівень забруднення високий, а небезпечний забруднювач зможе (залежно від ґрунтово-кліматичних умов) легко мігрувати у підґрунтові води, то без заходів покращення не обійтися! І тут питання не в економічній доцільності, а в інтересах екологічної безпеки держави.

Отже, перше, з чого треба починати, — фіксація уражень. Далі — оцінка особливостей території і підбір рішення з урахуванням усіх технологічних складових.