Забруднення ґрунтів важкими металами в місцях падіння авіабомб та згорілої техніки: дослідження в Сумській області

Військові дії призводять не лише до фізичного погіршення стану ґрунту, але й до його хімічного забруднення. Пряме потрапляння снарядів, згоріла військова техніка та нафтопродукти руйнують екосистему і забруднюють ґрунти та воду важкими металами і токсичними елементами. 

Інститут охорони ґрунтів України» провів експериментальні дослідження вмісту валових форм важких металів у десяти пробах ґрунтів, відібраних на землях сільськогосподарського призначення Сумського та Охтирського районів Сумської області:

• три проби ґрунтів відібрано з місць падіння авіабомб (с. Сад Сумського району (проба 1), с. Климове (9) та м. Охтирка (10) Охтирського району)
• сім проб — з місць розбитої військової техніки (с. Косівщина (2), с. Старе село (3), с. Низи (4), с. Верхня сироватка (5) Сумського району та с. Боромля (6), с. Білка (8), м. Тростянець (7) Охтирського району). 
• контрольні (фонові) проби — з територій, що були поряд (за 100 м від точки ураження), характеризувалися тим же типом ґрунту, за винятком впливу бойових дій.

Таблиця 1 — Уміст валових форм важких металів І класу небезпеки на землях сільськогосподарського призначення Сумського та Охтирського районів Сумської області

** БД — бойові дії, фон — фонове значення. *Показник перевищує ГДК (ГДК для валового вмісту свинцю — 32 мг/кг ґрунту, цинку — 300 мг/кг ґрунту, кадмію — 3 мг/кг ґрунту).

У результаті проведених досліджень виявлено перевищення ГДК у шести зразках ґрунту (3, 4, 5, 6 та 8), відібраних у зоні бойових дій, та одному зразку (3) — поза зоною бойових дій.

Валовий вміст свинцю є одним з найбільш варіабельних показників. Коефіцієнт варіації за вмістом елементу становив 113,5 % у зразках, відібраних у зоні бойових дій, та 57,2 % — поза зоною впливу.

Цинк відноситься до металів І групи небезпеки, характеризується  помірною токсичністю та слабкою фітотоксичністю. За підвищеної вологості ґрунту має високу міграційну здатність. За надлишкового надходження до організму людини і тварин токсично діє на серце, кров та інші органи, виявляє канцерогенну дію.

Валовий вміст цинку в точках відбору ґрунтів у зоні бойових дій варіював від 35,52 до 1012,31 мг/кг ґрунту, поза зоною бойових дій — від 35,98 до 214,86 мг/кг ґрунту. Перевищення фонового рівня відмічено у дев’яти з десяти проб ґрунту. Середній вміст цинку у зразках з місць бойових дій у 3,9 раза перевищує фонове значення. 

Найвищий ступінь порушення ґрунтового покриву виявлено у пробах ґрунту 4, 5, 8 та 3, відібраних з місць згорілої техніки. Вміст цинку у цих пробах перевищує фонове значення від 471,1 до 764,8%. Найнижчий вміст цинку та найменшу різницю з фоновими значеннями виявлено у місцях падіння авіабомб (проби ґрунту 1 та 10). Слід зазначити, що валовий вміст цинку у пробі 1 був нижчий за фоновий показник (рис. 2). 

У результаті проведених досліджень виявлено перевищення ГДК у двох зразках ґрунту (3, 4), відібраних у зоні бойових дій.

Одним з найбільш варіабельних показників був валовий вміст цинку. Коефіцієнт варіації за вмістом елементу становив 107,1% у зразках, відібраних у зоні бойових дій, та 80,8% — поза зоною впливу.

Вміст валових форм сполук кадмію в ґрунті 

Кадмій і його сполуки характеризуються надзвичайною токсичністю навіть у незначних концентраціях та відносяться до І класу небезпеки, легко мігрують у ґрунтах, швидко засвоюються і накопичуються у рослинах. Через забруднені продукти харчування рослинного та тваринного походження, кадмій може потрапити в організм де порушує процеси формування кісткової тканини та провокує хвороби органів дихання. Кадмій знижує здатність організму протистояти хворобам. Він має мутагенні і канцерогенні властивості, негативно впливає на спадковість, руйнує еритроцити крові, призводить до захворювання нирок і сім’яних залоз, викликає гастрит і анемію. Для людини допустима доза кадмію становить 70 мг/кг на добу для дорослих і повністю виключає його присутність у питній воді та їжі для дітей.

Валовий вміст кадмію у точках відбору ґрунтів у зоні бойових дій варіював від 0,22 до 1,76 мг/кг ґрунту, поза зоною бойових дій (фонове значення) — від 0,15 до 0,87 мг/кг ґрунту. Перевищення фонового рівня відмічено у восьми з десяти проб ґрунту (2, 3, 4, 6, 7, 8, 9 та 10). Середній вміст кадмію на забруднених територіях у 1,4 раза перевищував фонове значення.

Найвищий ступінь порушення ґрунтового покриву виявлено у пробах ґрунту 2 та 3 з місць згорілої техніки, вміст кадмію у яких перевищує фонове значення в 3,3 та 2,6 разів відповідно.

Найнижчий вміст кадмію та найменшу різницю з фоновими значеннями виявлено у місцях падіння авіабомб (проби ґрунту 1, 9 та 10) та у пробі 7, відібраній у місці згорілої техніки (рис. 3). Перевищення ГДК не виявлено. 

Вміст валових форм сполук свинцю в ґрунті

Одним з найменш варіабельних показників серед досліджуваних елементів є валовий вміст свинцю. Коефіцієнт варіації становив 70,1% у зразках, відібраних у зоні бойових дій та 37 % —  поза зоною впливу.

Мідь належить до важких металів ІІ класу небезпеки, має слабку фітотоксичність проте є дуже токсичною для людського організму. За надлишкового надходження до організму людей і тварин виявляє канцерогенну дію та має токсичний вплив на серце, кров та інші органи. 

Валовий вміст сполук міді у точках відбору ґрунтів у зоні бойових дій варіював від 4,5 до 610,38 мг/кг ґрунту, поза зоною бойових дій — від 0,79 до 177,07 мг/кг ґрунту (табл. 2). Перевищення фонового рівня відмічено у восьми з десяти проб ґрунту, а середній вміст міді на забруднених територіях у 4,6 раза перевищував фонове значення. У  зразках 6 та 10 — вміст елемента був нижчий за фонове значення. 

Найвищий ступінь порушення ґрунтового покриву виявлено у пробах ґрунту 2, 5, 4 та 3 з місць згорілої техніки, вміст міді у яких перевищує фонове значення в 7-20 разів. 

Таблиця 2 — Уміст валових форм важких металів ІІ класу небезпеки на землях сільськогосподарського призначення Сумського та Охтирського районів Сумської області

*Показник перевищує ГДК (ГДК для валового вмісту міді  — 100  мг/кг ґрунту, нікелю  — 50 мг/кг ґрунту). **Коефіцієнт варіації без урахування зразка 6. 

У результаті проведених досліджень виявлено перевищення ГДК у п’яти пробах ґрунту (2-6), відібраних у місцях згорілої техніки. Перевищення ГДК також відмічено у зразку 6, відібраному поза зоною бойових дій. Слід зазначити, що вміст валових форм міді у цьому зразку на 65,36 мг/кг ґрунту перевищував значення показника у відповідній пробі ґрунту з зони бойових дій та у 8,6 раза перевищував середнє значення вмісту елемента в інших фонових зразках.

Одним з найбільш варіабельних показників був валовий вміст свинцю. Коефіцієнт варіації за вмістом елементу у зразках, відібраних у зоні бойових дій, становив 136,4% та 150,7% (119,3 % без урахування зразка 6) — поза зоною впливу (фонові значення). 

Нікель належить до елементів ІІ класу небезпеки, потрапляючи на шкіру і в органи дихання може викликати гострі і хронічні отруєння.

Валовий вміст нікелю у точках відбору ґрунтів у зоні бойових дій варіював від 2,50 до 23,22 мг/кг ґрунту, поза зоною бойових дій — від 1,74 до 8,32 мг/кг ґрунту. 

Перевищення фонового значення відмічено лише у трьох пробах ґрунту (2, 3 — з місць згорілої техніки, 9 — падіння авіабомби). Середній вміст нікелю у зразках з місць бойових дій у 1,2 раза перевищує фонове значення (див. табл. 2). 

Найвищий ступінь порушення ґрунтового покриву виявлено у пробі ґрунту 3, відібраній з місць згорілої техніки, вміст нікелю у якій перевищує фонове значення у 3,6 раза. Найнижчий вміст нікелю виявлено у місцях падіння авіабомб (проби ґрунту 9, 10 та 1). Перевищення ГДК за вмістом валових форм нікелю не виявлено.

Валовий вміст нікелю характеризується середньою варіабельністю. Коефіцієнт варіації за вмістом елементу у зразках, відібраних у зоні бойових дій, становив 78,2% та 32,3% —  поза зоною впливу (фонові значення). 

Залізо є одним з найпоширеніших елементів у природі, відноситься до ІІІ класу небезпеки. У природі існує у трьох станах, з них найбільш шкідливим для навколишнього середовища є стан іржі. 

Вміст валових форм заліза у точках відбору ґрунтів у зоні бойових дій варіював від 3430 до 26353 мг/кг ґрунту, поза зоною бойових дій — від 470 до 15195 мг/кг ґрунту. Перевищення фонового рівня відмічено лише у трьох пробах ґрунту (3 та 5 з місць згорілої техніки та 9 — з місця падіння авіабомби). Середній вміст заліза на забруднених територіях у 1,1 раза перевищував фонове значення (табл. 3). 

Найвищий ступінь порушення ґрунтового покриву виявлено у пробі 3, у якій вміст заліза, у порівнянні з фоновим значенням, збільшився на 15134 мг/кг ґрунту.

Серед досліджуваних елементів, валовий вміст нікелю характеризувався найменшою варіабельністю, а коефіцієнт варіації за вмістом елемента у зразках, відібраних у зоні бойових дій, становив 59,8 % та 42,8 % — поза зоною впливу (фонові значення).

Марганець відноситься до важких металів ІІІ класу небезпеки, має слабку фітотоксичність проте, перевищення його вмісту в ґрунті має шкідливий вплив на організм людини та призводить до руйнування нервової системи.

Вміст валових форм марганцю у точках відбору ґрунтів у зоні бойових дій варіював від 62,29 до 3545,19 мг/кг ґрунту, поза зоною бойових дій — від 21,86 до 333,81 мг/кг ґрунту. Перевищення фонового рівня відмічено у шести пробах ґрунту. Середній вміст елемента у зразках, відібраних у зоні впливу бойових дій, у 4,8 раза був вищим за фонове значення.

Таблиця 3 — Вміст валових форм важких металів ІІІ класу небезпеки на землях сільськогосподарського призначення Сумського і Охтирського районів області

*Показник перевищує ГДК (ГДК для валового вмісту марганцю  — 1500  мг/кг ґрунту, заліза — не нормується). 

Найвищий ступінь порушення ґрунтового покриву виявлено у пробах 2 та 3, де вміст валових форм марганцю перевищує фонове значення у 14,5 та 11,3 раза відповідно (1453,5 та 1133,0%). У результаті проведених досліджень перевищення ГДК за вмістом валових форм марганцю виявлено у пробах ґрунту 2 та 3 з місць впливу бойових дій.

Вміст валових форм сполук марганцю в ґрунті

Коефіцієнт варіації валового вмісту марганцю у зразках, відібраних у зоні бойових дій, становив 150,7% та 47,8% — поза зоною впливу (фонові значення). Варіабельністю показника була найвищою серед досліджуваних елементів.

За результатами досліджень вмісту валових форм важких металів у пробах ґрунту, відібраних у зоні бойових дій, встановлено кореляційні зв’язки між їх вмістом.

Таблиця 4 — Кореляції між вмістом валових форм важких металів у пробах ґрунту, відібраних у зоні бойових дій

В результаті кореляційного аналізу встановлено надзвичайно сильну залежність (значення понад 0,5) між вмістом досліджуваних форм важких металів. 

Загалом проведені дослідження вказують на перевищення фонового рівня важких металів в ґрунті: 

• За валовим вмістом свинцю — в усіх десяти пробах ґрунту, цинку — дев’яти, кадмію та міді — восьми, марганцю — шести, нікелю та заліза — у трьох. 
• Середній вміст свинцю на забруднених територіях у 5,4 раза перевищував фонове значення, марганцю — у 4,8 раза, міді — 4,6, цинку — 3,9, кадмію — 1,4, нікелю та заліза — в 1,2 та 1,1 раза. 
• Перевищення ГДК валового вмісту свинцю виявлено у шести пробах ґрунту, міді — п’яти пробах ґрунту, цинку та марганцю — у двох пробах ґрунту з місць бойових дій. За вмістом валових форм кадмію та нікелю перевищення ГДК не виявлено.
• Найвищий ступінь порушення ґрунтового покриву внаслідок бойових дій відмічено у місцях згорілої техніки (с. Косівщина, с. Старе село, с. Низи Сумського району Сумської області).
• Значно вищий коефіцієнт варіації вмісту валових форм важких металів у зоні бойових дій, порівнюючи зі вмістом поза зоною бойових дій (фонове значення), свідчить про інтенсивність впливу негативного чинника на ґрунтовий покрив.

Враховуючи наведене, необхідно проводити ретельний моніторинг площ ґрунтів, пошкоджених та забруднених у результаті бойових дій, що дозволить своєчасно вживати заходів для їх реабілітації, а також встановити межі забруднених ділянок з метою їх відновлення.

Ю. О. Зайцев, О. М. Грищенко, С. А. Романова, «Інститут охорони ґрунтів України» В.О. Сироватко, Дніпропетровська філія ДУ«Держґрунтохорона».

Ми у Telegram

Тримай руку на пульсі важливих агрономічних новин та подій