Экология почв военных полигонов - Дмитрий Александрович Пантелеев

82,4, 13,0 и 3,36 мг/кг соответственно. На другой огневой площадке средняя концентрация нитроглицерина в 5–15 м за линией огня – 936 мг/кг, а в зоне 15–25 м – 206 мг/кг [166, 218]. Содержание нитроглицерина в 5–15 м и 15–25 м за линией огня в CFB Valcartier были равны 788 мг/кг и 339 мг/кг [168]. На учебном полигоне Petawawa 2400 мг/кг нитроглицерина обнаружено в 0–10 м за линией огня, в 10–20 м – 380 мг/кг. На стрелковом ракетном полигоне, который был закрыт 30 лет назад, средняя концентрация нитроглицерина в поверхностном слое почвы составляет 250 мг/кг [118].

На полигоне в Гагтауне вблизи целей преобладал октоген, высокие концентрации нитроглицерина обнаружены только вблизи линии огня. Концентрация нитроглицерина достигала 6560 мг/кг на расстоянии 2 м за линией огня, он был обнаружен и на глубине 60 см. Ряд веществ в порядке убывания их концентраций в почвах на этом полигоне имеет вид: октоген > нитроглицерин >> тротил >>> гексоген >>>> 2-аминодинитротолуол и 4-аминодинитротолуол [251].

2,4-динитротолуол обнаружен вблизи огневых позиций в Форт-Ричардсоне (Аляска) и Абердинском испытательном полигоне (Мэриленд) [227]. На стрелковом полигоне Арнем (Квебек, Канада) самые высокие концентрации перхлората зафиксированы в поверхностных почвах сразу за линией огня. Перхлорат содержался во всех проанализированных пробах грунтовых вод [98].

Артиллерийские полигоны

Взрывчатые вещества, используемые в артиллерийских и минометных боеголовках, обычно представляют собой либо тротил, либо смесь тротила, гексогена и воска, некоторые старые снаряды содержат тетрил. Бомбы могут содержать тротил или тритонал (тротил и алюминий), гранаты – гексоген и воск. Боеприпасы доставляются с использованием одно-, двух- и трехкомпонентного оружейного топлива, а также ракетного топлива [218].

Концентрации взрывчатых вещества в почвах артиллерийских полигонов в основном невелики, но их пространственное распределение очень неоднородно [167]. В почвах, отобранных на расстоянии друг от друга 3–4 м, концентрации октогена могут различаться на 4 порядка [156, 168, 218, 260]. В районах действия артиллерии и минометов в Форт-Льюисе (Вашингтон) концентрации взрывчатых веществ, попадающих в почвы после детонаций высокого порядка, обычно составляют менее 1 мкг/кг [167]; концентрация гексогена в среднем равна 100 мкг/кг. Анализ проб воды, отобранных из контрольных скважин, которые граничат с артиллерийским полигоном, также показал низкий уровень загрязнения гексогеном (<1 мкг/л).

В пробах поверхностных почв, отобранных вблизи снаряда калибра 155 мм, который подвергся детонации низкого порядка, концентрация тротила в почве составляла 1,5 % масс. Его содержание было высоким и в почвах, отобранных на глубине 5 и 10 см. На огневой точке гаубицы в поверхностном слое почвы артиллерийского полигона Форт-Льюис был обнаружен 2,4-динитротолуол с максимальной концентрацией 237 мг/кг.

На огневых точках орудий и минометов в почве глубиной до 30 см обнаружен 2,4-динитротолуол. Также были идентифицированы 2,6-динитротолуол, диэтилфталат, n-нитрозодифениламин и ди-н-бутилфталат [126].

Авиационные полигоны

Радиусы действия ВВС, сбрасывающих бомбы, исторически измерялись сотнями километров. Площади современных учебных полигонов намного меньше, они составляют десятках гектаров. Применяемые в авиационных боеприпасах взрывчатые вещества в основном содержат тринитротолуол, алюминиевую пудру, гексоген. Детонации фугасных авиабомб большой массы очень эффективны, поэтому в почвы попадают только микрограммы взрывчатых веществ [261]. Как и в случае с другими боеприпасами, детонации низкого порядка являются основным источником остатков взрывчатых веществ в почвах авиационных полигонов.

Полигон «Холодное Озеро» (Канада) используется для сбрасывания ракет класса «воздух-земля» уже более 40 лет. Концентрации тротила в почве у целей варьируются от 3 до 408 мг/кг, при среднем значении 86 мг/кг в радиусе 50 м. Средние концентрации гексогена, октогена, 4- и 2-аминодинитротолуола, 2,4-динитротолуола и тринитробензола составили 0,27; 0,21; 0,71; 1,2; 0,20 и 0,13 мг/кг соответственно, что ниже ПДК [218]. Основные источники гексогена и тротила – детонации низкого порядка и неразорвавшиеся боеприпасы.

На авиационном полигоне Холломана (Нью-Мексика) тротил обнаружен в высоких концентрациях в поверхностном и неглубоком приповерхностном слое почв. Гексоген, как правило, находился ниже пределов обнаружения [217].

На учебном полигоне Доннелли (Аляска) обнаружены тротил (1–314 мг/кг), гексоген (<1,4 мг/кг), октоген, 2,4-динитротолуол и нитроглицерин (<1 мг/кг). Только в четырех образцах концентрация тротила составляла менее 1 мг/кг. В образце, собранном вблизи частичной детонации бомбы весом 500 фунтов, концентрация тротила составляла 17300 мг/кг [217, 218].

Использование твердого ракетного топлива приводят к выбросу в окружающую среду десятков млн кг солей перхлората [204].

Тренировочные полигоны

Тренировки на полигонах проводится с использованием осколочных гранат, основными энергетическими веществами которых являются гексоген и тротил [164]. Разброс уровня загрязнения почв тренировочных полигонов взрывчатыми веществами существенен, их концентрации могут отличаться на 2 порядка в пробах, отобранных на расстоянии всего 1 м друг от друга [167].

На военных полигонах США и Канады, где основным видом оружия являются гранатометы, концентрация гексогена в почвах изменялась в широких пределах (от 1 до 50 мг/кг) [218]. Около гранат и на их внутренней поверхности обнаружены куски взрывчатого вещества. Самые высокие концентрации взрывчатых веществ содержатся в верхних слоях почвы (от 0 до 3 см) тренировочных полигонов. Средние концентрации гексогена и октогена были примерно в 12 раз выше в поверхностных почвах, чем на глубине 10 см. Концентрация тротила на поверхности почвы превышала его концентрацию на глубине 10 см в 49 раз.

Проведены исследования на тренировочных полигонах в Форт-Льюисе (Вашингтон), Форт-Ричардсоне (Аляска), где ежегодно используется от 6000 до 7000 гранат. Гексоген содержится во всех 96 пробах, равномерно отобранных по полигону с поверхности почв и на незначительном углублении (30–45 см). Средние и максимальные концентрации гексогена в поверхностных почвах составили 1,6 и 51,2 мг/кг соответственно [167]. В большинстве проб обнаружены также тротил и октоген со средними концентрациями 40,6 и 5,2 мг/кг.

Полигоны для утилизации боеприпасов

На полигонах зоны подрыва утилизируемых боеприпасов могут составлять несколько гектаров. Во время подрывов рассеиваются значительные выбросы взрывчатых веществ и продуктов их распада, особенно, если подрывы приводят к детонации низкого порядка [219]. В некоторых зонах открытого горения/детонации может происходить выброс невзорвавшихся боеприпасов за пределы воронки. Области открытого горения/детонации могут использовать и для утилизации промышленных отходов (красок, растворителей, смазочных материалов, топлив). Поэтому почвы полигонов для утилизации содержат более широкий спектр опасных химических веществ, чем другие военные полигоны.

Наиболее распространенное взрывчатое соединение на полигонах открытого подрыва – гексоген; далее следуют нитроглицерин и 2,4-динитротолуол [166]. Средние концентрации гексогена и октогена в почвах различных полигонов для утилизации боеприпасов в радиусе 25 м от места подрыва составляют 8,84 и 0,54; 11,4 и 1,84 мг/кг соответственно [217, 218].

2.1.6 Профильное распределение взрывчатых веществ в почве

Взрывчатые вещества и продукты их трансформации являются одними из основных загрязнителей подземных