Геохімія техногенезу

КЛАСИФІКАЦІЯ ВІЙСЬКОВОГО ВПЛИВУ НА ЕКОСИСТЕМУ ҐРУНТУ: ФАКТОРИ, НАСЛІДКИ, ІНДИКАТОРИ

O.O. Орлов — 2026-05-29

Метою дослідження є теоретичне розроблення класифікації факторів військового впливу на екосистему ґрунту, виділення провідних факторів. За масштабом прояву та характером впливу на екосистему ґрунту екологічні фактори були об’єднані у п’ять груп: ландшафтні, фізичні, фізико-хімічні, хімічні та біологічні. У цьому дослідженні вперше виділено групу ландшафтних факторів впливу, яка включає: зміну ландшафту; фрагментацію ландшафту і ґрунтового покриву; лінійну та площинну водну і вітрову ерозію ґрунту, зсуви та просадки ґрунту; деформацію ландшафту з ґрунтовим покривом включно внаслідок обстрілів; захаращення ландшафтів та засмічення поверхні ґрунту внаслідок військових дій; тривале затоплення/підтоплення територій. Для кожного екологічного фактору наведено екологічні наслідки дії та індикатори виявлення, а для частини – методи аналізу. Продемонстровано, що екологічні фактори військового впливу на екосистему ґрунту досліджені з різною детальністю, при цьому здебільшого спостерігається одночасний комплексний вплив різних екологічних факторів на ґрунт, синергетичний вплив яких практично не вивчено. Зроблено висновок, що не досліджено вплив на ґрунт низки фізичних факторів: акустичного, світлового, електромагнітного, а також хімічних факторів, зокрема забруднення ґрунту оптоволокном. Виявлено індикатори однозначного причинно-наслідкового зв’язку військових дій з екологічними наслідками. Зокрема, таким індикатором може бути візуальна порівняльна оцінка чітко датованих космічних знімків до і після порушення ландшафтів унаслідок військових дій. При цьому засоби GIS дають змогу визначити площі порушень, провести їх класифікацію та ін. Такі дослідження є актуальними для встановлення площ знищених/трансформованих ландшафтів, розвитку ерозійних процесів, ущільнення ґрунту тощо. Окрім того, індикатором однозначного причинно-наслідкового зв’язку військових дій із лісовими пожежами у комбінації з візуальним порівнянням чітко датованих космічних знімків може бути радіовуглецевий аналіз деревини, коли за 14С отримується чітка часова мітка пожежі. Доказом однозначного причинно-наслідкового зв’язку хімічного забруднення ґрунтів із воєнними діями можуть слугувати органічні вибухівки нітроароматичного ряду та їхні метаболіти: TNT, 2ADNT, 4ADNT, RDX, HMX, що вивчені в Україні недостатньо. Розрахунки продемонстрували, що, за мінімальною оцінкою, протягом повномасштабної війни росії проти України було використано боєприпасів, які містили вибухівки: ТNT – 31,5 тис т, RDX – 159,2 тис т, Al – 56,5 тис т, залишки та метаболіти яких потрапили у навколишнє середовище України. Установлення однозначного причинно-наслідкового зв’язку хімічного забруднення ґрунтів важкими металами у зоні бойових дій в Україні значно утруднене внаслідок значного довоєнного фону цих металів у ґрунтах промислових районів: Приазов’я, Донбасу, Кривбасу та ін. Зроблено узагальнюючий висновок, що встановлення однозначного причинно-наслідкового зв’язку військових дій з екологічними наслідками в Україні вимагає проведення спеціальних ґрунтовних досліджень.

МІКРОВОДОРОСТІ ЯК ПЕРСПЕКТИВНА ПЛАТФОРМА ДЛЯ СТАЛОГО ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД

Л.І. Павлюх — 2026-05-29

У статті досліджено ефективність використання мікроводоростей у процесах доочищення стічних вод від біогенних елементів. Проаналізовано сучасні проблеми функціонування традиційних систем очищення стічних вод, зокрема недостатню їх ефективність у видаленні сполук азоту та фосфору в умовах зростаючого антропогенного навантаження та воєнних дій в Україні. Експериментальні дослідження проведено з використанням штаму Euglena gracilis Klebs HPDP-114, культивованого на штучно змішаних стічних водах із різними концентраціями фосфатів та амонійного азоту. Встановлено високу ефективність видалення фосфатів (до 94,5 %) і помірну ефективність видалення амонійного азоту (до 63,33 %) упродовж 4-добового періоду культивування. Визначено основні обмеження фіторемедіаційних технологій, зокрема складність відокремлення біомаси та чутливість мікроводоростей до змін температурного режиму. Водночас обґрунтовано екологічні, економічні й енергетичні переваги фіторемедіаційних підходів, а саме можливість отримання біопалива та біодобрив, зниження енергетичних витрат і повернення біогенних елементів у природний кругообіг. Результати дослідження підтверджують доцільність використання мікроводоростей як ефективного й екологічно безпечного інструменту для сталого очищення стічних вод і зменшення негативного впливу на водні екосистеми.

СИСТЕМА ПОШУКУ «ВТРАЧЕНИХ» ДЖЕРЕЛ ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ НА БАЗІ БПЛА

Ю.Л. Забулонов — 2026-05-29

У цій статті розглядається система на базі БПЛА, яка використовується для ефективного пошуку та локалізації джерел радіації, над якими був втрачений контроль. Розглянуто основні фактори, які впливають на точність аерогамазйомки, а саме: фізичні параметри системи, техніку сканування місцевості та методологію обробки даних. Показано структуру системи, а також приведено її основні технічні параметри. Методологія одержання даних, яка застосовується, спрямована на забезпечення повноти вимірювальної інформації, зниження невизначеностей, оптимізацію часу і ресурсів, підвищення точності під час проведення пошуку радіоактивних джерел. Роль обробки даних полягає в тому, щоб виявити радіоактивні джерела, ідентифікувати та локалізувати їх, одержати оцінки концентрації радіоактивного забруднення на поверхні землі. Правильна інтерпретація даних вимірювання дає можливість відрізнити джерело від випадкових фонових коливань, прискорити локалізацію та знизити ризик помилок. Особлива увага приділяється обробці даних, яка для бортової гамма-спектрометрії складається з процедур: калібрування, попередньої обробки (верифікація даних, спектральне згладжування, корекція «живого» часу вимірювання, корекція фону, виправлення спектрів, корекція висоти, відновлення даних до елементарних концентрацій, вирівнювання даних), картографування й оконтурювання зон радіоактивного забруднення, пошуку та ідентифікації радіоактивних джерел, їх географічної локалізації. Запропоновані етапи попередньої обробки забезпечують: підвищення достовірності вимірів, зниження впливу сторонніх факторів, приведення даних до єдиного масштабу, вирівнювання спектрів, виділення піків для класифікації ізотопів, визначення активності, потужності дози, скорочення обсягу даних для подальшої обробки. Для візуалізації радіаційного поля використовуються ГІС (QGIS, ArcGIS). Для процесу локалізації джерела використовувалося перетворення Хафа, яке забезпечує визначення центрів кожного кругового розподілу радіоактивності. Особлива увага приділяється практичним умовам використання гамма-спектрометрії на базі БПЛА для пошуку радіоактивних джерел. Для виявлення та локалізації джерела використовуються оригінальні алгоритми. Запропонована структура системи на базі БПЛА, алгоритми обробки даних дають змогу локалізувати джерела з радіоактивним випромінюванням у режимі квазіреального часу. Щоб перевірити обґрунтованість та продуктивність запропонованих стратегій, нами були проведені великі чисельні експерименти з різною кількістю джерел та їх розташуванням. Одержані результати показали, що запропонований підхід значно підвищує точність, швидкість та ефективність пошуку радіоактивних джерел, а також забезпечує можливість контролю, моніторингу й оперативного реагування на загрози ядерного тероризму або аварійні ситуації на об’єктах ЯПЦ.

МЕТОДИ ОЦІНЮВАННЯ ЗАХИЩЕНОСТІ ТА ВРАЗЛИВОСТІ ГРУНТОВИХ І ПОВЕРХНЕВИХ ВОД АДАПТОВАНІ ДЛЯ ЧОРНОБИЛЬСЬКОЇ ЗОНИ ВІДЧУЖЕННЯ

О.Л. Шевченко — 2026-05-29

Розглянуто кілька підходів щодо визначення захищеності та вразливості ґрунтових та напірних міжпластових вод від розосередженого на поверхні радіоактивного забруднення. Виділення та застосування цих підходів для Чорнобильської зони відчуження стало можливим лише після багаторічних досліджень та накопичення достатнього обсягу фактичних даних щодо особливостей розподілу техногенних радіонуклідів на водозборах і часових змін їх винесення водотоками. Найбільше уваги в статті приділено методу кількісної оцінки вразливості та захищеності ґрунтових вод за допомогою стандартизованих індексів. Цей метод використовує результати регулярних спостережень за винесенням 90Sr поверхневим стоком за умов, коли переважаюча кількість 90Sr надходить до водоприймача з ґрунтовими водами, що власне і відбувається, за невеликими виключеннями (2012-2013, 2016 рр.), в Чорнобильській зоні відчуження після 2001 року. Чинниками захищеності ґрунтових вод для цього випадку виступають ландшафтні та орогідрографічні ознаки, які мають високу кореляцію із винесенням 90Sr. Оскільки від ландшафтних і гідрогеологічних умов залежить стан забруднення поверхневих вод, доцільно застосовувати у зоні Полісся комплексне поняття захищеності для ґрунтових вод і водотоків що їх дренують. Показано, що навіть за дефіциту стандартної для індексних оцінок (типу DRASTIC) інформації, можна підібрати інформативні показники, які дозволяють типізувати територію за умовами захищеності або вразливості підземних і поверхневих вод. Цей метод ефективний саме для регіональних оцінок захищеності від забруднення невеликих водозбірних басейнів. Інший метод передбачає попередню типізацію умов водообміну між ґрунтовими і поверхневими водами на основі розрахунків балансу, та оцінку вразливості ґрунтових вод до латерального перенесення, виходячи з найвищих значень коефіцієнтів кореляції між вмістом радіонукліду в ґрунтових та поверхневих водах. Ще один метод призначений для визначення гідродинамічної захищеності другого від поверхні, бучацько-канівського напірного водоносного комплексу за співвідношенням напорів із першим від поверхні горизонтом, що є для нього джерелом забруднення.

РЕПРЕЗЕНТАТИВНІСТЬ ПІДРАХУНКУ ВИРВ ЯК ІНДИКАТОРА ВПЛИВУ БОЙОВИХ ДІЙ НА ДОВКІЛЛЯ: МЕТОДОЛОГІЧНІ ОБМЕЖЕННЯ НА ПРИКЛАДІ УКРАЇНИ

В.В. Дудар — 2026-05-29

У статті досліджено репрезентативність використання підрахунку вирв як індикатора впливу бойових дій на довкілля, зокрема на сільськогосподарські угіддя. Показано, що традиційна практика оцінки екологічних наслідків через аналіз слідів вибухів має обмеження. Вона не відображає прихованих процесів, які призводять до токсичного забруднення агроландшафтів та деградації ґрунтів. Значна частина хімічного забруднення орних земель формується внаслідок неповної детонації боєприпасів, дефлагаційного горіння порохових сумішей або неспрацювання вибухових пристроїв. Ці процеси відбуваються переважно без утворення кратерів, проте становлять серйозну загрозу для ґрунтів і безпеки агропродукції. Проаналізовано механізми детонації та дефлагації вибухових речовин і їхній вплив на накопичення екотоксикантів у педосфері. Запропоновано модель оцінювання потенційної кількості токсичних речовин, що потрапляють у довкілля за різних сценаріїв спрацювання боєприпасів. На основі аналізу супутникових даних і польових досліджень агроценозів доведено, що основна частка забруднювачів надходить у ґрунт від частково або повністю неспрацьованих боєприпасів. Дослідження на землях Миколаївської області підтвердили локальний характер хімічного забруднення без утворення вирв. Результати свідчать про необхідність перегляду оцінки екологічних наслідків війни та інтеграції хімічних аспектів у систему управління ризиками для безпечного повернення земель в обіг. Доведено, що для планування рекультивації найінформативнішим джерелом даних про забруднення є звіти операторів протимінної діяльності. Вони містять геопросторово верифіковану інформацію про типи й кількість вилучених вибухонебезпечних предметів. Це дає значно точніше уявлення про масштаби та просторову структуру забруднення довкілля порівняно з дистанційним аналізом вирв.

МАЛІ МОДУЛЬНІ РЕАКТОРИ (ММР) У ПОВОЄННІЙ ВІДБУДОВІ УКРАЇНИ

В.Г. Верховцев — 2026-05-29

За час війни, яка в Україні триває 13 років, значних ушкоджень зазнали її енергетичні об’єкти. Недостатня енергетична забезпеченість України може стає базовим обмежувачем темпів відбудови, в умовах дефіциту генерації електроенергії, вразливості централізованих об’єктів до військових загроз, тому в повоєнній відбудові однією з першочергових задач буде відновлення та заміщення втрачених енергогенеруючих потужностей. В останні десятиліття у світі прискореними темпами розвиваються технології, спрямовані на створення малих модульних реакторів ІІІ та ІІІ+ покоління. Ці технології мають ряд суттєвих переваг порівняно з традиційними «великими» енергоблоками. Так, малі модульні реактори вимагають нижчих початкових капітальні вкладень завдяки будівництву основних модульних конструкцій у заводських умовах, скороченим термінам підготовки проммайданчиків та інфраструктури; їх введення в дію шляхом поетапних інвестиції зменшує фінансові ризики; крім того, вони дозволяють досягати меншого впливу на навколишнє середовище на одиницю електроенергії. Всесвітній досвід використання малих модульних реакторів у морському флоті дозволив виділити основні причини аварійних ситуацій з ядерними енергетичними установками на морському флоті, які можуть бути актуальними і при використанні ММР. Основною вимогою до малих модульних реакторів є розробка підвищених функцій безпеки, що забезпечується меншою потужністю реакторів, використанням пасивних систем безпеки та нижчому тиску робочої зони. Пасивні системи використовують такі фізичні явища, як природна циркуляція, конвекція, гравітація та тиск, що дозволяє автоматично відключати критичні системи реактора при загрозі надзвичайної ситуації. Порівняння вартості, окупності та собівартості електроенергії для великої АЕС, відновлюваних джерел енергії, та кількох однакових малих модульних реакторів, показує, що найвигіднішими є останні. При впровадженні малих модульних реакторів Україна отримує зростання економіки та підвищення енергетичної безпеки, вигоду від створення робочих місць з можливостями місцевого розвитку, конкурентні ціни на енергію та самодостатні енергетичні системи, які також ідеально підходять для районів з обмеженими водними ресурсами та у сейсмічно активних територіях. Великі реактори ще довго будуть залишатися основою енергетики, а малі реактори можуть бути гнучкою, інноваційною альтернативою швидкої відбудови України та для заміни викопного палива.