Аналогичное концентрационное распределение металлов получено в образцах почв с канадских учебных полигонов, а точнее из берм с пулевым упором в стрельбище для стрелкового оружия [183, 186]. В этих случаях также отмечались высокие уровни содержания в почвах Pb и Sb и более низкие – Cu и Zn.
Пробы почв, отобранные в восьми различных штатах США, имели переменные значения pH в диапазоне от чрезвычайно кислых (4,4) до умеренно щелочных (8,2). Среди образцов в основном превалировали песчаные и глинистые почвы. Наибольшее содержание в них характерно для Pb, Sb и Cu, тогда как концентрации, As, Ni и Zn были намного ниже [106].
Образцы почвы из Вердена (Франция) характеризуются кислым рН (5,3). Не имеющие растительного покрова почвы были наиболее загрязнены. Почвы из районов, покрытых лесной растительностью и с высоким содержанием гумуса, загрязнены металлами меньше в ~5–10 раз. Большинство проб почвы содержали мелкий песок. Концентрации Zn, Cu и Pb преобладали в крупных и мелких песчаных фракциях. Надо отметить высокую концентрацию мышьяка на этой территории, которая превышает российские ориентировочно допустимые концентрации в десятки и сотни тысяч раз, при этом и фоновые концентрации, установленные авторами статьи [107], превышают российские нормативы минимум в 5,5 раза (таблицы 10, 11). Такое аномально высокое содержание относительно подвижного металла в почвах (в том числе в окрестных зонах, где устанавливали фоновые концентрации) через ~100 лет после Первой мировой войны может быть следствием использования и хранения на этих территориях некоторых типов химического оружия, которое при трансформации выделяет огромное количество As.
К территориям с опасным уровнем загрязнения почв металлами-индикаторами военной деятельности (Z=32–128) относятся: корейский и канадский полигоны [161, 184], земли Испании, подверженные военному воздействию во время Второй мировой войны [134].
Образцы почвы с военных стрельбищ в Корее (супесчаный суглинок, pH=8) содержали Pb, концентрации которого превышают корейские нормативные уровни «предупреждения для почв стрельбища» в 25 раз, а российские стандарты для почв сельскохозяйственных угодий и жилых зон – в 143 раза. Содержание Cu и Sb не превышало нормативных уровней для военных объектов (2000 мг/кг), но было выше принятых для расчета российских стандартов в 3,3 и 14,8 раз соответственно [161].
На канадском военном полигоне результаты исследования почв показали значительное превышение всех нормативов по свинцу и меди [184].
Образцы поверхностных почв в Испании отбирали с 35 участков с шагом ~3 м. Только три показали чрезвычайно опасные уровни загрязнения металлами, особенно Zn, Pb, Hg, Cu, Cd и Ag. Остальные площадки классифицированы как опасно загрязненные тяжелыми металлами в результате боевых действий [134].
Умеренно опасный уровень загрязнения почв (Z=16–32) характерен для военных полигонов в Австралии, Испании и Норвегии [208, 234, 236], а также для территории Ирана, на которой велись боевые действия в 1980 г. [119].
В Австралии отбор проб почвы проводили на четырех стрельбищах. Текстура почвы, как правило, песчаная, с небольшим количеством ила и глины. Показатель кислотности исследуемых образцов различался от кислого (5,3) щелочного (9,3). Содержание органического углерода во всех образцах было низким (0,06–0,76 мас.%) [236]. Наибольшие коэффициенты концентрации, как и в случае других территорий стрельбищ, характерны для Pb и Sb (4,5 и 28 соответственно), превышения ориентировочно допустимых концентраций по меди и цинку не установлено.
В Испании поверхностные образцы почвы, собранные с небольшого стрельбища, имели различную и неоднородную текстуру (от мелкого суглинистого песка до супеси). Это связано с перемещением и транспортировкой частиц почвы между различными зонами стрельбища (со скудной растительностью) в результате наземной деятельности [234]. Показатель кислотности почвы варьировался от сильно кислого (3,72) до нейтрального (6,75). Содержание органического углерода было очень высоким (от 4,7 до 17,31% по массе). Превышение нормативов в этом случае было зафиксировано только для свинца (коэффициент концентрации 24,5).
В образцах почв со стрельбищ в Норвегии было изучено содержание Sb и Pb. Их концентрации превышали установленные в РФ нормативы соответственно в 18,1 и 5,6 раз. Почвы на этой территории относятся к кислыми со значениями pH от 5,3 до 6, малогумусным (общий органический углерод 0,41 % масс.) [208]. Соотношение концентраций Sb:Pb было относительно постоянным (11,0:0,10), что, по-видимому, отражает соотношение Sb:Pb в ядре оригинальных боеприпасов, которые в основном используют в этом месте.
Образцы почвы из зоны военных действий в Шаламче (Иран) были изучены на предмет их загрязнения Pb, Hg, Co, Cr, Zn, As, Fe, Sb, Ni и Cu [119]. В основном образцы представляли собой песок со значениями рН=8 и содержанием органического углерода 0,061 % масс. Превышение ориентировочно допустимых концентраций зафиксированы только для цинка и сурьмы. Концентрации меди и свинца находились в пределах установленных в РФ нормативов. В пробах также были обнаружены Br, Cl, Mo, S, Zn и Hg с антропогенным происхождением. Повышенные концентрации Cl и S в этой области могут быть результатом использования в ирано-иракской войне боевого отравляющего вещества – иприта [120].
Остальные почвы из представленного обзора можно классифицировать как загрязненные на допустимом уровне (Z≤16).
В Боснии и Герцеговине пробы почвы отбирали из открытой детонационной ямы с разной глубины [254]. Как правило, почвы со дна воронок относятся к илистым суглинистым почвам с щелочной реакцией среды. Превышение ориентировочно допустимой концентрации здесь зафиксировано только для меди (примерно в 2 раза); концентрацию сурьмы в исследованиях не определяли.
В Канаде образцы почвы были собраны с четырех тренировочных полигонов, и их уровни загрязнения металлами (Cd, Cu, Pb, Zn, Ni, Cr, As, V и Ba) показали значительные различия [112]. Наиболее загрязненные почвы относятся к местам частого использования боеприпасов (ракет и муляжей бомб). Здесь уровни загрязнения металлами в 24 раза превышали фоновые концентрации, тогда как по полигону в целом они составляли максимум 5 фоновых значений. В среднем по полигонам превышения норм РФ по всем четырем металлам-индикаторам военной деятельности зафиксировано не было.
На одном из полигонов в Швейцарии были исследованы два образца почвы со стрельбищ на содержание Sb, Pb, Cu, Ni, Zn, Mn и Fe [249]. Здесь наблюдается наибольшее загрязнение почв свинцом и сурьмой (коэффициенты концентрации составляют ~4), по остальным показателям почвы соответствуют установленным нормам.
Образцы верхнего слоя почвы, собранные в районе Северного Прасника (Хорватия), изучены на наличие Cd, Cu, Hg, Pb, Cr, Ni, Zn и Mn [180]. Исследуемые почвы относятся к суглинкам с pH=4,8–7,2. Измеренные уровни Cd, Cu, Hg, Cr, Ni, Zn и Pb не превышали установленные в Хорватии и РФ предельно/ ориентировочно допустимые концентрации. Марганец не относится хорватским законодательством к загрязнителям почв, поэтому, несмотря на его высокое содержание, исследуемые почвы в статье оценены как пригодные для сельскохозяйственных нужд.
В 2015 г. на законсервированном в 1991 г. военном полигоне в Чешской Республике определяли содержание в почвах As, Cd, Co, Cr, Ni, Cu, Pb и Zn [247]. Показатель кислотности исследуемых образцов почвы варьировался от 5,6 до 7,7, наиболее распространенным было слабощелочное значение. Анализ образцов почвы показал, что измеренные значения средней по полигону концентрации As, Cd, Co, Cr, Ni, Cu, Pb и Zn не были повышены.
Пробы почвы с военного полигона Кэмп-Эдвардс в США были изучены на содержание Pb, Cr, Cu, Ni, Zn, Mn, Fe, Mo, V, Ca и As [146]. Образцы почвы были в основном песком со значениями рН около 4,9. Концентрации металлов-индикаторов не превышали установленные пределы.
На военном полигоне в Корее изучали почвы на загрязнение кадмием, медью и свинцом [235]. Превышающие корейские экологические стандарты концентрации Pb и Cu на исследуемом участке полигона были относительно высокими, особенно для Cu в зоне частых бомбардировок. Российские стандарты более гибкие, поэтому коэффициенты концентрации для всех исследуемых металлов не превышали единицы.
На испанском стрельбище и тренировочном полигоне пространственное распределение металлов в почвах оценивалось для огневых рубежей [234]. В нижней части бермы обнаружено максимальное содержание свинца, за которым следует Zn. На участке ближе к линиям огня, напротив, концентрации Zn в почве были выше, чем концентрации Pb.
На северо-востоке Вердена (Франция) пространственное распределение металлов в почвах оценено на более крупном, пострадавшем от войны участке, где в конце Первой мировой войны хранилось огромное количество боеприпасов и снарядов [252]. Было обнаружено, что высокий уровень загрязнения почв мышьяком, медью, свинцом и цинком локализован в центре участка. Градиенты концентрации металлов уменьшились от центра участка к лесу. Загрязненная территория в северной низкой топографической точке участка (вне зоны горения) показала горизонтальный перенос загрязняющих веществ, вызванный в основном сточными водами.
Почвы авиационного полигона в РФ не соответствуют нормативам по сурьме (коэффициент концентрации ~ 2). Содержание остальных металлов-индикаторов не превышает ориентировочно-допустимых концентраций [63]. Особенности загрязнения почв металлами этого полигона подробно рассмотрены в главе III монографии.
На основании проведенного обзора загрязнения поверхностных и приповерхностных почв полигонов металлами можно сделать следующие выводы.
Основными металлами-загрязнителями почв на территориях объектов военной деятельности являются свинец Pb, Sb, Cu, Zn, Ni и As. В последнее время стали доступны боеприпасы, не содержащие Pb. Для их производства применяют сталь, железо и различные сплавы, но они являются источником загрязнения почв другими металлами, такими как Bi, Cr и Ni. Эти недавно введенные боеприпасы могут вызвать экологические проблемы из-за их более высокой скорости коррозии по сравнению с Pb [186, 267].