Вимірювання є ключовим інструментом для:
• моніторингу змін стану ґрунтів (ерозія, забруднення, втрата родючості);
• оцінки родючості та потенціалу земель для сільськогосподарського використання;
• попередження деградації ґрунтів шляхом виявлення ранніх ознак погіршення;
• прийняття управлінських рішень щодо використання добрив, зрошення та інших заходів.
Сучасні виклики у напрямку проведення вимірювань для визначення стану ґрунтів:
1. Технічні обмеження, зокрема недостатнє фінансування сучасного обладнання та відсутність стандартів для новітніх методів аналізу.
2. Репрезентативність даних, а саме: нерівномірний розподіл точок відбору проб, вплив сезонних змін та кліматичних факторів на результати.
3. Антропогенні та техногенні впливи такі як: хімічні забруднення грунтів внаслідок військових дій, забруднення ґрунту важкими металами, пестицидами, мікропластиком.
4. Кадрові виклики, що характеризуються низьким рівень підготовки фахівців у галузі агрохімічного аналізу та відтік кваліфікованих кадрів з лабораторій.
Також важливими напрямками для визнання результатів вимірювань на міжнародному рівні є:
1. Вимоги до випробувальних лабораторій;
2. Зовнішній та внутрішній контроль результатів вимірювань, стандартні зразки ґрунту;
3. Нормативно-методична база.
Стосовно вимог до випробувальних лабораторій. Випробувальна лабораторія, яка проводить вимірювання, повинна бути акредитована на відповідність вимогам ДСТУ EN ISO/IEC 17025:2019 (EN ISO/IEC 17025:2017, IDT; ISO/IEC 17025:2017, IDT), та на відповідність вимогам ДСТУ ISO/IEC 17025:2017 (ISO/IEC 17025:2017). Ці стандарти регламентують загальні вимоги до компетентності, неупередженості та узгодженості роботи лабораторій. На сьогодні, реєстр таких лабораторій формує Національне агентство з акредитації України. Станом на кінець 2024 року загальна кількість акредитованих лабораторій становить 718, із них 69 випробувальних лабораторій, до сфери акредитації яких входить такий важливий об’єктів вимірювань як ґрунти, зокрема:
• 20 лабораторій, які підпорядковані Міністерству охорони здоров’я України;
• 16 лабораторій Державної служби України з питань безпечності харчових продуктів та захисту споживачів;
• 4 лабораторії науково-виробничих центрів стандартизації, метрології та сертифікації;
• 5 лабораторій, які належать до будівельної сфери;
• 5 лабораторій, створених на базі агрохолдингів;
• 5 лабораторій, створених на базі інститутів.
Всі інші – це лабораторії приватних організацій, комунальних господарств, тощо.
Аналіз реєстру показав, що 85 % лабораторій – це непрофільні випробувальні лабораторії, в яких ґрунти не є основним об’єктом акредитації, що створює низку проблем:
• недостатнє розуміння специфіки досліджень ґрунтів може впливати на точність і достовірність результатів;
• недостатнє розуміння ґрунтових процесів може впливати на інтерпретацію отриманих результатів і як наслідок некоректне надання рекомендацій щодо подальших дій з ґрунтами, таких як рекультивація, коригування родючості чи усунення забруднення.
Більш детальний аналіз сфери акредитації цих лабораторій показав, що перелік показників, за якими проводяться вимірювання дуже вузький (визначення основних фізико-хімічних та біологічних показників). Можна зробити висновок, що більшість лабораторій не мають сучасного обладнання для виконання більш глибокого аналізу ґрунту за допомогою: оптично-емісійної спектрометрії з індуктивно-зв’язаною плазмою; газової хроматографії та високоефективної рідинної хроматографії; мас-спектрометрії з індуктивно-зв’язною плазмою; гамма-спектрометрії; газової хроматографії та мас-спектрометрії; газової хроматографії з полуменево-іонізаційним виявленням; енергодисперсійної рентгенівської флуоресцентної спектрометрії тощо. А саме за допомогою цих методів можна вимірювати основні хімічні речовини (поліароматичні вуглеводні; насичені вуглеводні (С20-С30); нітротолуоли; ароматичні нітросполуки (нітроарени); поліхлоровані біфеніли (ПХБ); важкі метали; нафтопродукти; радіонукліди; діоксини тощо), які утворюються в ґрунті або потрапляють до нього внаслідок ведення бойових дій.
Для забезпечення контролю та підвищення якості вимірювань у сфері дослідження ґрунтів на базі Національного наукового центру «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського» було створено Центр державної служби стандартних зразків ґрунту, який виконує низку важливих функцій, а саме:
• виступає координатором у проведенні Програм перевірки кваліфікації вимірювальних лабораторій (проведено 5 раундів міжлабораторних порівнянь результатів вимірювань, в яких прийняли участь 45 вимірювальних лабораторій);
• розроблює стандартні зразки складу (агрохімічних показників) ґрунту (розроблено шість стандартних зразків для різних типів ґрунтів, які атестовані на 20 показників якості ґрунту);
• розроблює методичні матеріали (настанови та інструкції) для оцінювання та контролю точності результатів вимірювань.
У напрямку розвитку нормативно-методичної бази в сфері якості ґрунтів на базі Національного наукового центру «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського» було створено Технічний комітет стандартизації ТК 142 «Якість ґрунту», яким розроблено 300 нормативних документів, 52% з яких є гармонізованими з міжнародними та європейськими стандартами. За останні 4 роки відсутність Програм з розвитку національної нормативної бази спричинило значне відставання національної бази від міжнародної, яка зараз спрямована на розроблення та розвиток стандартів на пробовідбирання ґрунтів, на сучасні методи визначення показників ґрунту, в т.ч. забруднюючих речовин, тощо.
Не зважаючи на низку проблем, для розвитку системи вимірювань у сфері визначати стану ґрунтів необхідними умовами є:
1. Технічне вдосконалення:
• створення вимірювальних центрів на базі наукових установ;
• оснащення сучасними приладами (спектрометри, хроматографи, аналізатори ґрунту);
• використання автоматизованих систем збору даних (дрони, сенсори, супутники).
2. Стандартизаційне забезпечення:
• розроблення та впровадження міжнародних стандартів;
• розроблення єдиних протоколів для проведення вимірювань.
3. Застосування інноваційних методів:
• спектроскопічні методи (інфрачервона спектроскопія (NIR, FTIR) для аналізу органічної речовини, вологи, текстури ґрунту; рентгенівська флуоресцентна спектроскопія (XRF) для визначення вмісту важких металів та мінералів; лазерна спектроскопія для швидкого визначення вмісту елементів у ґрунті);
• геофізичні методи (електромагнітна індукція для оцінки електропровідності для моніторингу засоленості; георадарні дослідження (GPR) для вивчення структури ґрунту та підземних об'єктів);
• дистанційне зондування (Remote Sensing);
• біологічні та генетичні методи (методи ДНК-аналізу (метабаркодинг) для оцінки мікробіологічного складу ґрунту; біосенсори для швидкого виявлення забруднювачів, зокрема пестицидів і важких металів) тощо.
• інтеграція GIS і Big Data для просторового аналізу даних.
4. Підготовка кадрів:
• організація навчальних курсів і тренінгів для фахівців;
• залучення молодих спеціалістів через підтримку наукових ініціатив.
Марина Лазебна, кандидат сільськогосподарських
наук, старший науковий співробітник
ННЦ «Інститут грунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського»
