הסכנה הנסתרת: שאריות חומרי נפץ נשטפות מהשטח ומזהמות את מקורות המים

מרכז המחקר והפיתוח של מהנדסי צבא ארה"ב (ERDC) פרסם ב-10/09/2025 מסמך המסכם מחקר תחת הכותרת: "Detachment and transport of composition B detonation particles in rills." חומר הנפץ הצבאי "Composition B" הוא תערובת של 60% RDX ו-40% TNT, הנמצא בשימוש צבאי מאז מלחמת העולם הראשונה, בין היתר ברימוני יד, פגזים ומוקשים.

במהלך תרגילים צבאיים מתרחשים לעיתים פיצוצים חלקיים, כלומר לא כל חומר הנפץ מתפרק ונותרות שאריות של חלקיקים אנרגטיים על פני הקרקע. שאריות אלה עלולות להישטף עם מי גשמים ולזהם את הקרקע, מי התהום, ומקורות מים עיליים. הקרקע ומי התהום בסביבת מטווחי ירי צבאיים מועדים לזיהום על ידי חלקיקים אלה ומרכיביהם המומסים.

ידוע כי לתרכובות "Composition B", RDX ו-TNT יש השפעות בריאותיות שליליות בבני אדם בעת שאיפה או צריכה. האוכלוסייה הכללית עלולה להיחשף לחומרים אנרגטיים באמצעות זיהום מי שתייה. חיות בר יבשתיות, אורגניזמים בקרקע ואורגניזמים ימיים עלולים גם הם לסבול מהשפעות שליליות עקב חשיפה ל-RDX.

השפעות סביבתיות אלו מדגישות את החשיבות של ניטור ומחקר זיהום על ידי "Composition B." בשל יכולתו לשאת משקעים ומזהמים מומסים, זרימה יבשתית נחקרה כמנגנון פוטנציאלי להובלת "Composition B." זרימה יבשתית מתרחשת כאשר המשקעים עולים על קיבולת החלחול של הקרקע. היא שכיחה במקומות עם כמות ועוצמת גשם גבוהות, אזורים עם מעט צמחייה, ואזורים צחיחים שיכולים לחוות סופות גשם נדירות אך עוצמתיות.

נגר מי הגשם יכול לגרום לסחף קרקע. תהליך סחף קרקע כולל ניתוק, שהוא הפרדת חלקיקים ממטריצת הקרקע על ידי זרימה יבשתית או טיפות גשם, הובלה ושקיעה. בשל העובדה של-RDX ו-TNT יש השפעות בריאותיות שליליות בבני אדם, כולל רעילות בשאיפה או צריכה, וכן השפעות אקולוגיות על בעלי חיים ואורגניזמים בקרקע ובמים, יש חשיבות קריטית להבין כיצד חלקיקים אלה נעים בסביבה.

מחקר זה בחן סחף נחלים כמנגנון פוטנציאלי של הסעת "Composition B." מטרות המחקר היו לכמת את מנגנוני ההובלה של חלקיקי "Composition B" בזרימה יבשתית, לבחון את השפעת גודל החלקיקים וקצב הזרימה על מידת ההובלה, לבדוק את השפעת התכונות הכימיות של החומר על ההובלה ולהבדיל בין הובלה פיזית להובלה מסיסתית.

מטרות נוספות היו להעריך את ההשלכות הסביבתיות ואת האפשרות לצמצום הזיהום. בוצעה סדרת ניסויים מבוקרים בתעלות מים מעשה ידי אדם (rock flume) שדימו ערוצי נחלים. השתמשו בשלושה קצבי זרימה שונים ובארבעה גדלים של חלקיקים אנרגטיים. אחרי כל ניסוי נמדדו: כמות החלקיקים שנותרו על פני הקרקע, החלקיקים שנסחפו עם המשקעים, תרכובות מומסות בנגר וחומרים שחילחלו לקרקע.

ממצאי המחקר הראו כי גודל החלקיקים משפיע משמעותית, וחלקיקים קטנים (פחות מ-2 מ"מ) הוסעו בקלות רבה יותר, הן כמשקעים והן כתמיסות. זה חשוב במיוחד כי גודל כזה אופייני לשאריות מתחמושת המתפוצצת חלקית. רוב ההובלה של "Composition B" הייתה של חלקיקים מוצקים ולא באמצעות המסתם במים. רק אחוז קטן מהתרכובות הובלו כתמיסה או חדרו לקרקע.

TNT הועבר יותר מ-RDX כנראה בגלל המסיסות הגבוהה יותר של TNT. למרות זאת, כיוון ש-RDX מהווה את רוב ההרכב, נותרו ממנו יותר חלקיקים על פני הקרקע. חלקיקים גדולים נותרו קרוב לנקודת הפיצוץ, ורובם לא נעו הרבה ונשארו על פני השטח, מה שמעלה את הסיכון לזיהום מקומי. עוצמת הזרם השפיעה על הסחף וההובלה.

נמצא קשר חיובי בין עוצמת הנחל (הנגר) לבין כמות החלקיקים שהוסעו, בעיקר עבור חלקיקים קטנים. זרימה יבשתית היא מנגנון משמעותי להעברת מזהמים, במיוחד באזורים צחיחים או מדוללי צמחייה, שבהם מי הגשמים אינם נספגים אלא יוצרים נגר עילי וסחף. מסקנות המחקר הן שתרגילים צבאיים יוצרים זיהום סביבתי של חומרים נפיצים, במיוחד כאשר מתרחשים פיצוצים חלקיים.

זרימה עילית (Overland Flow) וסחף נחלים הם מסלולים מרכזיים להובלת חלקיקים אלה מהאתר שבו הם נוצרו. ניתן לשפר את ניבוי ההובלה של חומרים אלה על ידי שקלול של גודל חלקיקים, תכונות כימיות, קצב זרימה ותנאי השטח. הפחתת סחף נחלים עשויה להיות כלי מפתח בהפחתת הובלה של חומרים נפיצים, ויש מקום למחקרים עתידיים שיבחנו פתרונות הנדסיים או אקולוגיים בתחום זה.

מחקר זה הוא הראשון שביצע כימות מדויק של הובלת "Composition B" על ידי סחף נחלים כנגזרת של משתנים סביבתיים. תוצאותיו יסייעו לפיתוח כלים לחיזוי פיזור מזהמים מאזורים צבאיים. למחקר יש השלכות יישומיות על בריאות הציבור, על תכנון סביבתי ועל טיהור שטחי אימונים מזוהמים. 

המידע מסתמך על פרסומים שהופיעו בקבוצות ה-LinkedIn המנוהלות על ידי כותב המסמך: "Explosives / Blasting (Energetic Materials) OSH" ו-"Fireworks and Pyrotechnics OSH."