Економічна оцінка наслідків забруднення ґрунтів у системі сталого управління землями

State Biotechnological University NSC “Institute for Soil Science and Agrochemistry Research named after O. N. Sokolovsky” Institute of Agricultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of the National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine Lviv Polytechnic National University University of Agribusiness and Rural Development Odesa State Environmental University

ECONOMIC EVALUATION OF THE CONSEQUENCES OF SOIL POLLUTION IN THE SYSTEM OF SUSTAINABLE LAND MANAGEMENT

Purpose. The purpose of this paper is to highlight the results of the economic evaluation of the consequences of soil pollution with heavy metals (on the example of mobile forms of lead and cadmium) in the system of sustainable land management in the agricultural sector of Ukraine.

Methodology / approach. The study used the following methods: bibliometric, cluster, graphical (to determine the state of research on soil pollution in the world based on the Scopus database and visual presentation of the results); grouping (to determine the influence of indicators by the share of contamination of the area of agricultural land with mobile forms of lead and cadmium on the efficiency of land use); econometric modeling (for the construction of stochastic models of the impact of soil pollution with heavy metals on the normative monetary value of arable land and the efficiency of land use (estimated by the production of gross agricultural products, including crop production per 1 ha of agricultural land) in the context of regions of Ukraine); monographic and abstract-logical (to summarize the results of the study). The information base is data on soil pollution on agricultural land in the regions of Ukraine based on the results of the X round of agrochemical survey of land and data from the State Statistics Service of Ukraine. Data on publication activity were processed using the “VOSviewer” program, construction and statistical evaluation of econometric models was carried out using the STATISTICA program and the Rprogramming language.

Results. Econometric modeling of economic reserves and assessment of the consequences (losses) of soil contamination with heavy metals (using the example of mobile forms of lead and cadmium) in the regions of Ukraine was carried out, which made it possible to develop 14 stochastic models. It is established that the reduction of lead contamination of the soils of Ukraine to acceptable norms will allow increasing the normative monetary value of arable land by 3.2 % from the average level, and the reserve for increasing the gross agricultural products and crop production in constant prices of 2016 per 1 ha of agricultural land is 23.4 and 20.9 %, respectively. In the case of overcoming cadmium pollution, the expected increase in the normative monetary value of arable land is 5.7 %, and the reserve of gross production of agriculture and crop production per 1 ha of agricultural land is 27.6 and 21.2 %, respectively.

Originality / scientific novelty. For the first time, econometric models were developed, which made it possible to carry out a quantitative assessment of the impact of soil contamination with mobile forms of lead and cadmium on the formation of the efficiency of land use and the normative monetary assessment of arable land. The provision on the formation of a system of sustainable land management in the agricultural sector was further developed, taking into account the results of the economic assessment of the consequences of soil pollution. This study fills the gaps identified as a result of bibliometric and cluster analysis, and also contributes to a better understanding of the economic reserves of sustainable land management in the agricultural sector of Ukraine.

Practical value / implications. The key results of the research can be used for (i) improvement of the soil protection policy of the state in terms of sustainable management of contaminated soils in the agricultural sector; (ii) assessment and forecasting of the impact of soil pollution with heavy metals on the efficiency of land use at the regional level; (iii) evaluation of the efficiency of remediation of soils contaminated with heavy metals at the macro level, taking into account the prevention/minimization of possible losses.

Key words: agricultural sector, soil pollution, economic reserves, economic losses, land monetary value, sustainable soil management.

Постановка проблеми

У світі проблема забруднення ґрунтів набула глобального характеру, про що свідчить хоча б те, що у 2018 р. у штаб-квартирі Продовольчої та сільськогосподарської організації ООН (ФАО) відбувся Глобальний симпозіум із забруднення ґрунту (GSOP18), під час якого обговорено ключові питання про стан, тенденції та дії (наукові, технічні, технологічні й політичні) щодо поліпшення забруднених ґрунтів, загрозливих наслідків проблеми забруднення ґрунту для здоров'я людини, безпеки харчових продуктів та якості довкілля загалом. Однак актуальному питанню економіки охорони ґрунтів від забруднення до теперішнього часу приділяється відносно мало уваги.

Як зазначено у звіті ФАО «Global Assessment of Soil Pollution», забруднення ґрунту невидиме для людського ока, але воно погіршує якість продукції, яку ми споживаємо, води, яку ми п'ємо, та повітря, яким ми дихаємо, і ставить під загрозу здоров'я людини та довкілля. Забруднення не знає кордонів: забруднювачі поширюються по наземних і водних екосистемах, і багато з них розповсюджуються в усьому світі шляхом атмосферного перенесення. Крім того, вони перерозподіляються в глобальній економіці через харчові та виробничі ланцюги. Забруднення ґрунту визнано на міжнародному рівні як серйозну загрозу здоров'ю ґрунту, і воно впливає на здатність ґрунту надавати екосистемні послуги, включаючи виробництво безпечної та достатньої кількості харчових продуктів, що ставить під загрозу глобальну продовольчу безпеку. Забруднення ґрунту перешкоджає досягненню багатьох Цілей сталого розвитку ООН (ЦСР), у тому числі тих, які стосуються ліквідації бідності (ЦСР 1), нульового голоду (ЦСР 2) і міцного здоров'я та добробуту (ЦСР 3). Забруднення ґрунту найчастіше вражає найбільш вразливі верстви населення, особливо дітей і жінок (ЦСР 5). Постачанню безпечної питної води загрожує вимивання забруднювальних речовин у ґрунтові води та стік (ЦСР 6). Викиди CO₂ і N₂O з ґрунтів, якими нераціонально управляють, прискорюють зміну клімату (ЦСР 13). Забруднення ґрунту спричиняє деградацію землі і втрату наземного (ЦСР 15) та водного (ЦСР 14) біорізноманіття, а також знижує безпеку і стійкість міст (ЦСР 11) [1].

Більшість забруднювачів є наслідком людської діяльності. Зокрема, у передмові до спеціального випуску журналу «Environmental Pollution» під назвою «Глобальний стан забруднення ґрунтів» провідні фахівців ФАО та Європейської комісії до числа причин, через які забруднювачі потрапляють у ґрунт, віднесли такі: 1) неналежне поводження з міськими, промисловими та небезпечними відходами; 2) нераціональне використання агрохімікатів і препаратів; використання неочищених органічних відходів як джерела добрив і зрошення стічними водами; 3) видобуток корисних копалин і сировини; 4) спалювання сировини для виробництва енергії; 5) розвиток транспортної мережі й інфраструктури та багато іншого [2]. З огляду на антропогенний характер зазначених чинників можна констатувати, що вони є керованими, тому зусилля науковців мають бути спрямовані на розроблення й імплементацію практик сталого управління ними, у тому числі технологій і методів сталого ведення сільського господарства.

Важливість і актуальність проблеми економічного оцінювання наслідків забруднення ґрунтів України зумовлена тим, що використання результатів такої оцінки, як складника концепції економіки деградації земель, сприятиме кращому розумінню суб'єктами господарювання цінності практик сталого управління землями та доцільності їх упровадження, з порівнянням вартості дій і бездіяльності. Значущість цього питання зростає в умовах ринкового обігу земель сільськогосподарського призначення, що відкриває можливості враховувати вплив забруднення ґрунтів та їх ремедіації через ціну земель.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Результати дослідження показали, що загалом протягом 120 років у Scopus проіндексовано 1942 опублікованих документи, що містять фрази «soil pollution» або «soil contamination» у назві статей. При цьому близько третини (594 од., або 30,6 %) опубліковано протягом останніх п'яти років (2018-2022 рр.), коли наукова продуктивність у світі за цим напрямом становила понад 100 робіт щороку. Істотне зростання уваги з боку науковців до проблеми забруднення ґрунтів у світі, напевно, слід пов'язувати з проведенням Глобального симпозіуму із забруднення ґрунту, після чого актуальність цього питання не тільки не зменшилася, а продовжує підвищуватися, про що свідчить висхідний тренд публікаційної активності (рис. 1).

Рис. 1 Динаміка кількості проіндексованих у Scopus публікацій, які містять терміни «soil pollution» або «soil contamination» у назві статей

Джерело: побудували автори на основі даних бази Scopus

Аналіз публікацій у розрізі країн свідчить, що найбільшу кількість статей про забруднення ґрунтів опублікували китайські (245 од., або 12,6 % від загального обсягу), американські (166 од., або 8,5 %) та польські вчені (149 од., або 7,7 %). Українські вчені мають 33 роботи (або 1,7 %), проіндексовані в Scopus, при цьому жодна з них не стосується економічних наук. Як і слід було очікувати, за результатами аналізу розподілу публікацій щодо забруднення ґрунтів за галузями знань у світі з'ясовано, що провідні позиції належать наукам про довкілля (34,2 %), аграрним і біологічним наукам (12,9 %) та наукам про Землю (11,7 %). Водночас на частку соціальних наук припадає 2,5 % проіндексованих документів, економічних наук - лише 1,4 %. Отже, є підстави констатувати недостатній рівень уваги науковців до економічного оцінювання наслідків забруднення ґрунтів та обґрунтування заходів щодо їх ремедіації у світі і наявність суттєвих прогалин із цього питання в Україні.

Аналіз провідних організацій світу за кількістю проіндексованих у Scopus публікацій, які містять у назві терміни «soil pollution» або «soil contamination», свідчить, що найбільше досліджень і, відповідно, публікацій профінансували Китайська академія наук та Національний фонд природничих наук Китаю. Попри те, що китайські наукові організації є світовими лідерами за фінансуванням досліджень із забруднення ґрунтів, до числа ТОП-5 учених світу за кількістю публікацій із цього питання, проіндексованих у Scopus, належать європейські вчені: J. Wyszkowska, (24 роботи), J. Kucharski (19), J. Bech (12), A. Borowik (12), M. Wyszkowski (9). Лідером рейтингу є польська професорка J. Wyszkowska, до сфери наукових інтересів якої належить біохімія ґрунту, екологічна мікробіологія, охорона довкілля в сільському господарстві.

У подальшому нами обмежено сферу бібліометричного аналізу за такими критеріями: (1) сфера пошуку - назва, анотація, ключові слова; (2) пошуковий запит - «soil contamination»; (3) за типом документа - лише статті; (4) за сферою (галуззю) дослідження - (а) business, management and accounting, (б) economics, econometrics and finance, (в) social sciences; (5) часовий період - 1972-2022 рр. Установлено, що комплексу зазначених критеріїв відповідає 368 статей, дані яких використано для бібліометричного аналізу за допомогою програми VOSviewer. У результаті дослідження побудовано бібліометричну карту найуживаніших термінів у публікаціях щодо забруднення ґрунтів (рис. 2), яка включає 114 ключових слів, що використовуються не менше п'яти разів, об'єднаних у сім тематично споріднених кластерів.

Примітка. НГО - нормативна грошова оцінка земель; ВП - валова продукція. Джерело: авторські розрахунки

Згідно з проведеним групуванням територій за часткою площі сільськогосподарських угідь, забруднених досліджуваними важкими металами, виявлено, що вартісні показники оцінювання збитків (втрат) проявляють певну тенденцію до зниження, проте абсолютного впливу ступеня забруднення в розрізі виділених груп не спостерігається. Зокрема, за високого рівня забруднення свинцем у групах із часткою таких земель до 50 % площі сільгоспугідь констатовано низхідний тренд вартості валової продукції як рослинництва, так і всієї продукції сільського господарства. При цьому різкий перехід, очевидно, відбувається за площі забруднення понад 30 %. Такі ж зміни характерні і для нормативної грошової оцінки ріллі та перелогів. Однак якщо величина валової продукції за обома вимірами (рослинництва і в цілому) у першій групі з часткою забрудненої площі до 15 % була вищою за будь-які інші (наступні) групи, то за НГО вона майже порівнялася з групою від 30,1 до 50 % і досягла найвищого рівня в групі, де частка забруднення становила понад 50 %. Ще гірша ситуація проявляється у випадку забруднення рухомими формами кадмію (табл. 2).

Усі ці умови породжують гіпотези як явного, так і більш абстрактного характеру щодо недосконалості самого механізму формування величини НГО ріллі, оскільки в обох випадках, стосовно обох досліджуваних забрудників, валова продукція краще віддзеркалювала вплив саме рівня забруднення ґрунту. За високої частки забруднених територій не завжди виявляється зниження валової продукції, у такому разі потрібно враховувати й інтенсивність самого забруднення.

Таблиця 2

Групування показників за часткою територій, забруднених рухомими
формами кадмію, у загальній площі с.-г. угідь в Україні (згідно з даними Х туру агрохімічного обстеження земель)