Оценка деградации качества окружающей среды Донбасса вследствие годовых боевых действий

Война в Донбассе длится 9 лет. Это вдвое больше, чем Великая Отечественная. Оценки потерь, ущерба, человеческого горя от Великой войны учеными давно проведены, но постоянно уточняются на протяжении десятилетий. Однако экологические последствия освещены довольно скромно. Люди старшего поколения помнят, что в 1946-47 г.г. в СССР был «послевоенный голод». Историки выделяют несколько основных причин голода 1946-47 годов: разруха, вызванная войной, сильная засуха 1946 года в регионах европейской части СССР и затяжные дожди на востоке, упадок сельского хозяйства ввиду нехватки рабочих рук, техники, скота, удобрений и экономической политикой руководства страны [1].

Обращают на себя внимание формулировки «засуха», «упадок сельского хозяйства» -косвенно характеризующие экологическую составляющую последствий войны. Подобная ситуация разворачивается на наших глазах и имеется уникальная возможность изучить это явление на имеющихся фактах и наблюдениях.

Цель работы : оценить влияние военных действий на качество окружающей среды Донбасса и выполнить прогноз последствий от ее деградации.

Методика исследований. 1. Исходные данные получены из открытых источников в СМИ и оперативных сводок компетентных ведомств на официальных сайтах; 2. Ряд оценок получен расчетным путем с использованием справочных материалов.

Результаты и обсуждение.

По информации из компетентных источников [10] «Вооруженные силы Украины после начала спецоперации РФ выпустили по территории Донбасса 50 960 снарядов И⁹⁰                 Агротехника и энергообеспечение. - 2023. - № 2 (39)

различного калибра. Всего за152 дня украинские националисты вели обстрелы 6089 раз, из них 5760 — из тяжелого вооружения калибра 82-155мм. Среди выпущенных боеприпасов — 9016 ракет РСЗО БМ-21 «Град», 151 ракета РСЗО БМ-27 «Ураган, 14 ракет РСЗО БМ-30 «Смерч» и 31 ракета из ОТРК «Точка-У». Количество боевой техники в резерве: авиации около 100 единиц, БМП-более 1000 и танков около 300 единиц.

На рисунке 1 приведены данные об уничтожении за год военной техники ВСУ, это 600 единиц авиации и около 20000 боевых машин. В таблице 1 указан примерный состав использованного вооружения, техники и топлива за год проведения специальной военной операции Приведенные данные подразумевают, что техника выводится из строя не одномоментно, но с постоянным пополнением из запасов. Зафиксированные цифры использованы для оценки вредных выбросов в окружающую среду от данного количества техники в течение года.

Приведенные на рисунке 1 и в таблице 1 исходные данные о средствах ведения боевых действий являются крайне приблизительными, т.к. учесть всё практически невозможно. Однако они позволяют сформулировать и оценить потенциальную угрозу окружающей природной среде не с точки зрения погубленных жизней и разрушений, а с позиций изменения качества её отдельных компонентов.

ПО СОСТОЯНИЮ НА 25 02.2023

ВСЕГО В ВООРУЖЁННЫХ СИЛАХ УКРАИНЫ УНИЧТОЖЕНО

AOS

+16

хсмппг*;ое

M'rj.M потеол

+20

Рисунок 1 – Официальная сводка МО РФ о потерях ВСУ за год СВО

Таблица 1 - Примерный состав использованного вооружения, техники и топлива за год проведения специальной военной операции

Наименование	Характеристика	Содержание энергетического компонента
Артиллерийские снаряды РФ. Расход 23000-100000шт/сут [2].	Средний вес снаряда-50кг. Ежесуточный расход: 60 ж.д вагонов по 60 т. Суточный расход – 3600 т. За год- 1315000 т [2,3].	Содержание взрывчатого вещества (ВВ) 15-20% от массы боеприпаса [3]. Примерно 262000т
Поставка снарядов NATO [4]. 2000000 шт.	Средний вес снаряда-50кг За год примерно 40000т	Содержание взрывчатого вещества (ВВ) 15-20% от массы боеприпаса. Примерно 8000т
Снаряды РСЗО Град Ураган Смерч	Вес-57кг, ВВ-14 кг (27000 шт,1537 т) Вес- 280 кг, ВВ -51 кг (450шт,126 т) Вес-800кг, ВВ70 кг (50 шт, 40т)	378т 22,9т 3,5т Примерно 402т

Продолжение таблицы 1

Патроны NATO к стрелковому оружию 200000000 шт. [4].	10,5 г/шт (калибр 5,45 мм). Общий вес более 2100 т [3].	Содержание взрывчатого вещества (ВВ) 15-20% от массы боеприпаса. Примерно 420т
Патроны к стрелковому оружию Калибр 5,45 и 7,62 мм	Примерно 2400т	Содержание взрывчатого вещества (ВВ) 15-20% от массы боеприпаса. Примерно 430 т.
Авиация: Самолеты СУ-24 (390 шт.) Вертолеты МИ-8, МИ-24 (210шт) (рис.1)	Топливо [5].: 10тх390х365= 1432000 т. 5тх210х365= 18250 т.	1450250 т
Военная техника (танки, БТР, БМП, спецавтомобили и т.д.) Примерно 20000 ед. (Рис.1)	Топливо при средней заправке: 20000х0.2тх365= =1460000т	1460000т
Цистерны с топливом (60х1000 т +50000т х2 + 20000т) [6].	180000т	180000т

Атмосфера. Взрывчатые вещества рассеиваются при использовании их в бою. Образующиеся в момент взрыва заряда газообразные продукты находятся под давлением 200-250 тысяч атмосфер и нагреты до температуры 3500-4000 градусов Цельсия. Рассмотрим виды и количество образующихся газов. В военной сфере широко используется не более 2-3 десятков видов различных взрывчатых веществ. Так называемый «дымный порох» (75%KNO 3 ; 10%S и 15%С) приблизительно соответствует составу 2KNO 3 +3C+S и его сгорание происходит в две стадии [7]:

• 1.    2KNO 3 +S+3C = K 2 SO 4 +N 2 +2CO 2 ;

• 2.    K 2 SO 4 + 2C =K 2 S +2CO 2 .

В результате реакции выделяется гораздо более сложный спектр продуктов сгорания, как правило, на 40% состоящий из газообразных и на 60% из твердых производных продуктов реакции (выделение дыма) (рисунок 2).

Рисунок 2 - Визуальный факел взрыва

Дымный порох в основном используется при применении дополнительных минных метательных зарядов.

Взрывчатое вещество боеприпасов представлено рядом артиллерийских бездымных порохов на основе тринитротолуола, нитроглицерина, гексогена, пироксилина, их комбинаций и др. Согласно [11]: при взрыве аммотола происходит реакция:

11,35NH 4 NO 3 + C 7 H 5 (NO 2 ) 3 = 7CO 2 +25,2H 2 O + 12,85N 2 +0,45O 2 ;

Процесс взрыва пироксилина (восьмиазотной нитроклетчатки) описывается реакцией:

C 24 H 32 O 36 N 8 = 20,58 CO+3,42CO 2 +7,42 Н 2 +8,58Н 2 О+4N 2.

Представляет интерес определить количество «пороховых» газов. Вот как специалисты отвечают на этот вопрос: «Главная особенность порохового цикла -превращение высокоплотной фазы твердых компонентов заряда в низкоплотную фазу рабочих газов. Это- результат необратимых окислительно-восстановительных реакций «горючее + окислитель = продукты-газы». Масса продуктов-газов равна массе пороха, поэтому объем пороховых газов будет превышать объем пороха – пропорционально отношению плотностей исходного заряда и газовой фазы» [7].

Таким образом, при сгорании пороха массой 271000 т (см.табл.1) образуются газы в объеме 271 000 000 м ³ со средней плотностью 271000000 кг: 270000000м ³ =1 кг/м ³ . Исходя из того, что ПДК для отдельных компонентов, таких как SO 2 , NO 2, CO и других находятся на уровне 0,04 – 3 мг/м ³ ,то необходимо «разбавление» еще на 3 порядка .Отсюда следует, что взрыв 271000 т пороха образует условное газовое облако объемом 271 000 000 000м ³ = 271 км ³ с концентрацией загрязнений больше ПДК. Это подтверждается исследованиями экспертов организации «Экология-Право-Человек», которые я приводил в статье [8] (рис. 3).

Рисунок 3 – Концентрация продуктов сгорания взрывчатых веществ в воздухе при обстреле города Счастье [8]

Исследованиями установлено, что показатели содержания в воздухе отдельных веществ существенно превысили допустимые нормы концентрации. Исследование выполнено с использованием данных Автоматизированной системы мониторинга окружающей среды Луганской области. Во время обстрелов г. Счастье с третьей декады июля по третью декаду августа, в воздухе значительно увеличилась концентрация оксидов серы, азота и углерода. При этом количество оксидов серы и азота значительно превысило пределы допустимой концентрации: 13 августа – в 5 раз, а 14 августа – в 8 раз. Превышение концентрации в воздухе оксидов серы, углерода и азота являются угрозой для здоровья населения и зеленых насаждений, окружающих город.

Завершая рассмотрение вопроса влияния на атмосферу взрывчатых веществ необходимо заметить, что их суммарная мощность в 271000 т соответствует мощности 13 ядерных бомб, сброшенных на Хиросиму (фугасный эквивалент до 20 тыс. т тротила).

Атмосфера интенсивно загрязняется и выхлопными газами военной тяжелой техники и авиации, а также продуктами горения бензина и солярки разрушенных и горящих хранилищ топлива (рис.4).

Рисунок 4 – Горящая нефтебаза в Луганске

Из таблицы 1 следует: авиация использовала 1450250 т топлива + тяжелая техника -1460000 т топлива + выгорели емкости с 180000 т топлива—всего 3090250 т. Под топливом понимаются различные его виды: керосин, бензин, дизтопливо. Для расчетов принят бензин. По данным Министерства энергетики РФ [9] при сжигании 1 л бензина образуется 2,35 кг СО 2 .

Таким образом при сжигании всего топлива образуется: 3090350 х2,35= 9348263т СО 2 . Объем газа при нормальных условиях при плотности р= 1,98кг/м 3 составит 4730000000 м ³ , но если привести к значениям размерностей ПДК, то объем увеличится на 2 порядка. Получим 473 км ³ . Наряду с углекислым газом при сгорании топлива выделяется большое количество сажи (С), оксида углерода (СО), оксидов азота (NO, NO Х ), углеводородов (С n Н m ).

Суммарная масса загрязнений атмосферы продуктами взрывов ВВ и продуктами горения топлива за год военных действий составила: 270000 + 9348263 = 9618263т. Примерно 10 млн. т. Сравним с эталонным промышленным предприятием. По данным 2012года [10]: «Наибольшее количество выбросов в атмосферный воздух осуществляет «Алчевский металлургический комбинат» — 83 тыс. т ./год (19% от общих выбросов по 94

области). 10000000 т: 83000 т/год =120 лет. Таким образом год боевых действий в Донбассе по загрязнению атмосферы эквивалентен 120 годам беспрерывной работы крупнейшего промышленного предприятия.

Почва, грунты.

По имеющимся данным (таблица 1) оценим фугасное действие взрывчатых веществ на почвенный покров в зоне боевых действий. При ежесуточном расходе снарядов в 60000 штук, за год использовано около 22 млн. боеприпасов. Примем, что половина из них (11 млн.) использована для поражения техники или бетонных объектов, а вторая половина для поражения живой силы в «поле». Приблизительно оценим территорию поражения «поля», исходя из норм расхода боеприпасов [2]: на 1га расходуется 40 шт. 122 мм или 25 шт. 152 мм снарядов. Примем в среднем 35 снарядов/га (рисунок 5а, б).

Рисунок 5а – Плотность артиллерийского обстрела опорного пункта

Рисунок 5,б – Последствия обстрелов окрестностей Артемовска (Бахмута) 1августа 2022г (вверху) и 7января 2023 г (внизу)

Территория, пораженная обстрелом составит: 11000000 : 35 = 314285 га = 3142 км ² .

Образующиеся воронки в зависимости от вида грунта, влажности и мощности боеприпаса имеют глубину до1,5 м и диаметр до 3м. При этом поверхностный слой земли подвергается механическим ударам силой 500-900 атм и тепловому воздействию до 3000 градусов. Происходит деструкция массива грунта с изменением его механических свойств, перемещением и захоронением слоев и насыщением остатками и осколками металла (Рисунки 6, 7).

Рисунок 6 – Боевая работа

Рисунок 7 – Поле боя

Оценим концентрацию металла в метровом слое земли на площади 3142 км ² . Для этого учтем «чистый металл» в осколках, вычитая от массы боеприпасов массу взрывчатого вещества: 1361203 т -271000 т =1090203т.

1090203000 кг : 2 = 545101500 кг : 3142 х 1000000 х 1= 0,173кг/м ³ .

Вторая часть боеприпасов (11 млн. шт.) использована для разрушения опорных пунктов и городов. На момент подготовки статьи в ДНР и ЛНР освобождено 242 населенных пункта площадью от сотен до1 км ² (рисунки 8, 9).

Рисунок 8 – Освобожденный Мариуполь

Рисунок 9 – Освобожденный поселок

По очень грубым прикидкам суммарная площадь освобожденной городской застройки составляет 1000 км ² с характерными разрушениями, приведенными на рисунках 10 а, б. Много объектов восстановлению не подлежит. Масса строительного мусора исчисляется миллионами тонн (разрушено и повреждено до 100000 объектов), а плотность такого техногенного загрязнения превышает 1000 т/км ² .

Рисунок 10 а – Состояние разрушенных жилых зданий

Рисунок 10 б – Состояние разрушенных жилых зданий

По данным [11] в зону боевых действий попали более 2700 км ² лесов, при этом не менее трети из них пострадали от вырубки, пожаров, порчи, боевых действий и уничтожения (рисунки 11а, б).

Рисунок 11 а – Состояние леса после боёв под Кременной

Рисунок 11 б – Леса под Кременной при боевых действиях

Завершая рассмотрение хода СВО необходимо внести некоторые уточнения:

• 1.    Количество боеприпасов, приведенное в табл.1 применялось обеими противоборствующими сторонами.

• 2.    Количество военной техники РФ достоверно не известно. Поэтому для оценки выбросов в атмосферу принято то же количество, что и у украинской стороны (600 единиц авиации и 20 тыс. единиц тяжелой техники). Количество газовых выбросов от неё составляет 9348263 т. Суммарный объем выбросов от техники противоборствующих сторон составит 18700000 т, а объем гипотетического газового облака составит 946 км ³ .

• 3.    Суммарная масса загрязнений от взрыва ВВ и сгорания топлива составляет 18700000 + 271000 =199710000 ≈ 20 млн. т.

Выводы

• 1.    За год боевых действий в Донбассе использовано более 1,3 млн. т боеприпасов с более чем 271000 т взрывчатых веществ, что по мощности соответствует 13 ядерным боеприпасам, сброшенным на Хиросиму.

• 2.    Объем образованных взрывчатыми веществами газов сопоставим с гипотетическим облаком размером 270 км ³ , внутри которого концентрация вредных веществ превышает ПДК.

• 3.    В военных действиях использовано более 6,2 млн. т топлива (керосина, бензина, дизельного топлива), объем выбросов в атмосферу от сжигания которого только по СО 2 составляют 946 км ³ .

• 4.    Суммарная масса загрязнений воздушного бассейна газообразными продуктами взрывов и сжигания топлива составляет около 20 млн. т, что в 240 раз превышает годовые

• 5.    Более 3140 км ² территории имеет загрязнения поверхностного слоя грунта толщиной 1м металлическими осколками с концентрацией 0,173 кг/м ³ , а порядка 1000 км ² территории захламлены обломками и строительным мусором, плотность которого достигает 1000 т/км ² .

• 6.    Около 900 км ² лесов и лесозащитных полос Донбасса пострадали от военных действий, пожаров, уничтожения, вырубки для создания фортификационных сооружений, что, безусловно, сказывается на самоочищении воздушного бассейна.

• 7.    Экстраполирование и осознание всех негативных последствий для окружающей среды, вызванные годовыми боевыми действиями на все девять лет войны, дают основание констатировать, что регион находится в состоянии экологического бедствия.

• 8.    Боевые действия и вызванные ими экологические последствия, могут привести к региональному изменения климата, что, вероятно, и произошло после окончания Великой Отечественной войны.

выбросы металлургического производства, такого как Алчевский меткомбинат.

Агротехника и энергообеспечение. – 2023. – № 2 (39) 99

Россия, ЛНР, Луганск, Луганский государственный университет имени Владимира Даля