Торф по способу образования

Образование торфа

Горная порода, тип почвы, горючее, удобрение, природный фильтр, сырье для медпрепаратов – всеми этими определениями характеризуется полезное ископаемое под названием торф. Такое количество трактовок связано с обширной географией месторождений, большим разнообразием видов ископаемого, множеством способов добычи и богатым химическим составом. Но главное – это уникальные свойства торфа, обусловившие широту сфер его использования.

Что такое торф

Торф – это разновидность ископаемых, относящихся к классу твердых каустобиолитов (горючих пород органического происхождения). Состоит из остатков болотных растений, подвергшихся частичному разложению в особых условиях. Содержит около 50% углерода.

Механизм образования торфа

Образование торфа происходит в результате разложения флоры, произрастающей на болотах. В таких местах наиболее благоприятные условия для зарождения полезного ископаемого. При ограниченном доступе кислорода в формировании породы активно участвует избыточная влага, представленная подземными, наземными и осадочными водами.

Стоит подробно рассмотреть образование торфа на примере сфагновых болот. Сфагнум – это болотный мох, принимающий активное участие в образовании торфа из-за своей способности впитывать много влаги. При росте мха происходит регулярное обновление верхушек растения с отмиранием его нижних слоев, богатых карболовой кислотой, которая значительно замедляет процесс гниения. Фрагменты других растений, соседствующих со сфагнумом, в таких условиях также разлагаются крайне медленно. Этому способствует и недостаток кислорода. Год за годом полуразложившиеся останки наслаиваются друг на друга, в результате чего получается торф.

Основные понятия и показатели, характеризующие ископаемое:

• Торфяная залежь – скопление на определенной территории различных по типу прослоек породы.
• Геологический запас – залежи, толщина которых в неосушенном виде составляет от 70 см.
• Зольность – процентное содержание минералов в сухой породе.
• Гумификация – соотношение содержащихся в ископаемом углерода, питательных и плодородных составляющих к его общей массе.

Виды торфа и их характеристика

Порода классифицируется по ряду признаков.

По степени гумификации

• хорошо разложившийся – если период разложения охватил свыше 35% тканей;
• среднеразложившийся – 20-35%;
• слаборазложившийся – около 20%.

По характеру залегания

Процесс образования торфа не прекращается никогда. В итоге получается, что нижняя часть останков растений переработалась много веков назад, а верхние участки еще находятся на различных стадиях разложения. Поэтому в первую очередь торф классифицируется по характеру залегания на верховой, низинный и переходный.

Верховой торф преимущественно образуется в результате разложения хвойных пород деревьев, пушицы, сфагнума, багульника и вереска. Это недостаточно сформировавшая крупноволокнистая масса, в которой еще происходят активные физико-химические превращения. Такая порода всего на 2% состоит из зольных элементов, она бедна на кальций, чем и обусловливается ее кислая реакция. Чего в полезном ископаемом в избытке, так это влаги, высокий уровень которой поддерживается дождями и снегопадами.

Низинный включает в основном перегнившие осоку, ольху и зеленые виды мха. Представляет собой полностью разложившуюся массу, характеризующуюся нейтральной реакцией, в редких случаях – слабокислой. Этот вид, по сравнению с верховым, содержит 6 – 18% зольных составляющих. Высока и доля органики – от 70%. Образуется преимущественно в болотах, находящихся в оврагах, у русел рек. Наличие грунтовых источников, воды которых богаты минералами, обеспечивает ископаемому высокий показатель зольности.

Переходная разновидность представляет собой несформированный низинный торф или переходную прослойку между двумя основными видами. Зольность такой породы составляет 3-5%.

По характеру залегания виды торфа получили не совсем точные названия. Так, верховое ископаемое не всегда обнаруживается у поверхностей болот, а низинное – возле дна. Но можно смело утверждать, что обедненная порода обычно располагается в регионах с неблагоприятными климатическими условиями, бедной флорой. Зачастую это равнинные болота, под которыми не имеется источников. Подобные водоемы пополняются только благодаря талому снегу и дождевой воде.

По способу добычи

Наши предки пользовались единственным способом – копанием с помощью лопаты. Современники добывают торф с помощью различных технических устройств.

Гидроторф добывают путем размывания струей высокого давления. «Разбитую» таким образом массу извлекают торфоотсосом. Это довольно сложный и затратный способ, поэтому оправдан только в крупных хозяйствах.

Добыча фрезерторфа осуществляется с помощью фрезерного барабана, которым срезаются слои породы на открытых участках. Данным способом извлекают 80% ископаемого в мире. Первую позицию по его добыче занимает Финляндия, за ней идут Латвия, Швейцария, Ирландия и Канада. Наша страна также входит в десятку лидеров. Самыми богатыми на породу являются Архангельская, Владимирская, Московская, Нижегородская, Тверская области, Пермский край.

Экскаваторное ископаемое добывается с использованием дискового экскаватора, а резной торф получают путем срезания вручную острым инструментом.

Добытую породу подвергают сушке. Ее куски размещают на хорошо освещенных местах и оставляют до полного испарения влаги. При работе в болотистых местностях приходится отсасывать лишнюю воду на начальных стадиях добычи. В противном случае техника увязнет. Кроме того, перед началом работ поверхность полностью очищается от растений.

По показателю зольности

Одной из важнейших характеристик торфа является процент его зольности, в зависимости от которого торф бывает:

1. Малозольный – до 5%.
2. Среднезольный – от 5 до 10%.
3. Высокозольный – от 10%.

Каким бы ни было происхождение торфа и способ его добычи, человек непременно найдет ту нишу в хозяйстве, где определенная разновидность породы принесет максимальную пользу. Это превосходное биотопливо, которое не загрязняет окружающую среду, совершенно безвредное и недорогое минеральное удобрение для растений, органическое сырье для производства фармпрепаратов, эффективный утеплитель для строений. Список сфер применения торфа велик, и в каждой из сфер будут уместны такие характеристики, как «экологичный», «безвредный», «природный», «приемлемый по цене». Стоит также отметить способность полезного ископаемого служить естественным фильтром для природной воды. В век, когда все доступное ассоциируется со сплошной химией, использование этой породы заслуживает особого внимания.

Источник

Все о торфе

Тип почвы, горная порода, натуральное удобрение, естественный фильтр, сырье для производства фармпрепаратов — это все про торф. Такое изобилие трактовок обусловливается разнообразием типов ископаемого, его богатым составом а также вариативностью техник промысла. Однако наиболее значимое — это уникальные эксплуатационные характеристики, которые определили широту направлений его использования. Остановимся детальнее на описании ископаемого.

Торф: что это такое?

Торф — тип полезных ископаемых из категории твердых каустобиолитов, то есть пород, имеющих органическое происхождение. В состав торфа входят остатки болотной флоры, подвергшиеся процессам разложения в специфической биологической среде. В большинстве случаев это кора, корневища деревьев и кустарников, фрагменты травянистых культур, а также сфагновые и гипновые мхи. Порода выглядит как землистая рыхлая масса, может быть коричневого, серого, рыжего или черного цвета. Залегает на поверхности земли, но может находиться и на глубине до нескольких десятков метров под слоем минеральных отложений. Является возобновляемым ресурсом, относится к полезным ископаемым.

С геологической точки зрения занимает место между бурым углём и почвой. От первого отличается высоким содержанием влаги, включением целлюлозы, углеводов и неразложившихся растительных остатков. От второго — присутствием органики, которая в пересчете на сухое вещество составляет 50%.

В недрах земли под действием давления и повышенной температуры со временем превращается в бурый уголь.

С химической точки зрения торф является сложной смесью органических и минеральных веществ, причем концентрация минеральных не превышает 50%. Все остальное — органика (перегной, гумус, продукты разложения растительных остатков), на долю углерода приходится около 50%. В природной среде торф содержит до 90-95% влаги. Химический состав напрямую зависит от ботанического состава растений, степени их разложения и типа торфа. В общем случае торф состоит из:

• углерода — 40-60%;
• кислорода — 20-40%;
• водорода — 4,5-7%;
• азота — 0,5-4%;
• серы — до 1,5%;
• кальция — до 5%.

В состав породы также входят оксиды кальция, кремния, алюминия и железа. Ископаемое содержит полезные минералы — цинк, медь, молибден, кобальт и марганец. В компонентном составе органической части до 17% занимают битумы, 10-60% приходится на долю легкогидролизуемых водорастворимых веществ, менее 10% составляет целлюлоза, 10-50% — гуминовые кислоты и до 20% доходит содержание лигнина.

Общемировые запасы торфа огромны. По приблизительным оценкам они составляют 200-500 млрд тонн, ископаемое покрывает не менее 3% суши земного шара.

При этом отмечено, то в Северном полушарии его намного больше, нежели в Южном. Именно поэтому в северном направлении увеличивается заторфованность грунтов.

Основные свойства торфа

Торф относится к группе водопроницаемых пород, ископаемое в природных условиях всегда влажное. Является природным фильтром — по мере прохождения через него вода очищается, а все тяжелые металлы оседают в торфяной массе. В результате жидкость становится абсолютно безвредной для здоровья и пригодной для питья. От влажности торфа напрямую зависит его удельный вес и показатель плотности. Так, у водянистой породы он соответствует 200-1080 кг/м3.

Сухой торф гораздо плотнее, здесь на каждый кубический метр приходится порядка 1500-1700 кг. Если плотность будет выше — это уже уголь. К этапу перехода в это состояние в породе остается уже менее 50% органических компонентов, полностью вымываются целлюлоза и сахара.

Из-за присутствия минеральных компонентов любой вид торфа золен, различается только степень зольности. Ее определяют методом обжига породы — органическая часть выгорает, а оставшаяся зола показывает процент присутствия в породе металлов и минералов. Важной характеристикой является присутствие перегноя в торфе, под ним понимают сильно разложившиеся растительные остатки. Они придают торфяной массе темный цвет, порода с высокой концентрацией перегноя практически черная, ее широко используют в сельском хозяйстве.

Молодой неперегнивший торф имеет светлые оттенки, в нем органические компоненты еще не прошли цикл разложения. Содержание кальция в породе определяет кислотность торфа. Если его концентрация велика, ископаемое не закислено, оно имеет наибольшую ценность.

При минимальном содержании солей кальция торф считается кислым.

Образование и добыча торфа

В природе порода формируется в заболоченной местности, в так называемых торфяных болотах. Они могут встречаться в долинах рек или водоразделах. Торф имеет биогенное происхождение. Растущие деревья, кустарники, мхи и травы, отмирая, опускаются на дно болота. Под действием высокой влажности в отсутствии кислорода они не разлагаются полностью, а превращаются в бесструктурное органическое вещество — торф. Все биохимические процессы обычно происходят в теплое время года. Процесс накопления торфа происходит постоянно, он никогда не заканчивается.

Скорость образования породы во многом зависит от исходных растительных групп, особенностей климатической и географической зональности, гидрологического режима и многих других условий. В среднем накопления породы составляют 0,3-0,4 мм в болотистых районах лесотундры и 1 мм в широколиственной и хвойной подзонах. Торфяные залежи, добываемые в наши дни, формировались в течение 10-12 тысяч лет. Лидерами отрасли являются Канада, Ирландия, Швейцария и Латвия. Россия входит в топ-10 по добыче торфа. Самые богатые месторождения находятся во Владимирской, Московской, Нижегородской и Архангельской областях, а также в Пермском крае.

Обзор видов торфа

Классификация торфа происходит на основании различных критериев.

Торф: по степени гумификации

Гумификация определяется как отношение органических компонентов породы к ее общему объему. В зависимости от этого показателя торф может быть:

• разложившимся – разложение захватило более 30% тканей растительных остатков;
• среднеразложившимся — от 20 до 35%;
• слаборазложившимся — менее 20%.

Торф: по характеру залегания

Ход торфообразования никогда не заканчивается. В результате нижняя часть растительных остатков переработалась еще несколько столетий назад, в то время как верхние еще пребывают на разных этапах разложения. Именно поэтому торфяные породы подразделяются на верховые, низинные, а также переходные. Верховой торф формируется как результат разложения вереска, багульника, пушицы, сфагнума, а также хвойных пород. Он представляет собой недоразложивушуюся массу с крупными волокнами, в ней еще идут активные трансформации. Зольность этих ископаемых составляет 2%, в них мало кальция и, соответственно, кислая реакция. В таком торфе много влаги, содержание которой поддерживается снегом и обильными дождями. Его используют, чтобы мульчировать грунт.

Низинный торф включает преимущественно ольху, а также осоку и некоторые разновидности мха. Это целиком разложившаяся растительная масса с нейтральным показателем рН. В отдельных случаях реакция может быть слабокислой. Зольность такого торфа высока — 6-20%, на долю органики приходится порядка 70%. Такие виды торфа формируются возле русел рек и в оврагах. Переходный торф — несформированная низинная порода. Представляет собой некую переходную стадию между базовыми разновидностями. Зольность варьируется в пределах 3-6%.

Торф: по способу добычи

Наши давние предки при добыче торфа пользовались только лопатой. В настоящее время породу поднимают при помощи всевозможных технических устройств. Гидроторф добывают методом размывания водной струей под повышенным давлением. Разбитую в результате массу пропускают через торфосос. Это один из самых дорогостоящих и трудоемких способов, он финансово оправдан исключительно в условиях крупных хозяйств.

Фрезоторф получается при использовании фрезерного барабана. Им срезают слои породы на открытых территориях. Эта технология получила наибольшее распространение, на ее долю приходится до 80% всей добычи полезного ископаемого во всем мире. Экскаваторный торф извлекают с применением дискового экскаватора, а резьбовую породу – разрезанием вручную.

Вне зависимости от метода добычи, полученный торф высушивают. Для этого его оставляют на открытых территориях и держат под солнцем до полного испарения всей воды.

Торф: по показателю зольности

Зольность отражает концентрацию минеральных компонентов в сухом веществе. В зависимости от этого показателя торф может быть:

• малозольным – до 5%;
• среднезольным – от 5 до 10%;
• высокозольным – от 10%.

Где применяется торф?

Главное направление использования ископаемого — это земледелие (как промышленное, так и на дачных хозяйствах). В его состав входят уникальные аминокислоты, поэтому ископаемое вводят в состав органических удобрений. Торф используется для посадки рассады, на нем высаживают смородину, голубику и другие плодово-ягодные культуры. Внесение вещества улучшает структуру субстрата, за счет способности поглощать газы и впитывать жидкости повышает водо- и воздухопроницаемость земли. Торф — уникальный материал, который можно использовать на грунтах самых разных типов.

Так, кокосовый торф нашел свое применение как основа для выращивания газонов. Он подстраивается под нужды самых разных растений и регулирует объем влаги в зависимости от температуры и других внешних факторов. Такой торф повсеместно используется для защиты земли от эрозии, которая часто возникает в результате воздействия воды и ветра. Именно поэтому породу используют для укрепления откосов около магистралей и ливневых склонов. Для парников и теплиц лучше взять верховой торф. Он не содержит семян растений, в нем нет патогенных бактерий и насекомых. За счет способности впитывать жидкости и подавлять рост патогенной микрофлоры может выполнять роль фильтра.

Нейтрализованный торф часто идет в ход для мульчирования грядок весной.

Торф используют в качестве подкормок при выращивании садовых культур, овощей и цветов на дачном участке. Однако в этом случае следует придерживаться нескольких правил.

• Перед применением на огородах торфяное удобрение следует тщательно проветрить несколько дней на открытом воздухе — это избавит его от всех ненужных примесей. Если этого не сделать, то такая подкормка принесет растениям намного больше вреда, нежели пользы.
• При использовании удобрения необходимо следить за параметрами влажности — они не должны опускаться ниже отметки в 50%. Иначе торф будет задерживать в себе влагу. Это существенно замедляет его разложение.
• Важно понимать, что концентрация микро- и макроэлементов в торфе велика, поэтому вносить его нужно дозировано. Торф вносят в землю из расчета 10 кг удобрения на каждый квадратный метр.
• Следует учитывать, что полезные микроэлементы в породе находятся в труднодоступном состоянии, поэтому вместе с торфом следует вводить минеральные добавки и перегной.
• Для удобрения садово-огородных культур лучше использовать низинный торф. В верховые породы можно сажать щавель, а также гортензию, фиалку и другие растения, предпочитающие кислую биосферу.
• Длительное пребывание торфа на открытом воздухе вызывает утрату питательных свойств. Чтобы этого не произошло, грунт перед внесением удобрений необходимо взрыхлить, чтобы добиться максимального перемешивания с торфом, и хорошенько увлажнить.
• Торфяное удобрение вносят только в песчаные и глинистые почвы, при высаживании растений на черноземах в нем нет необходимости.

Подкормка сохраняет эффективность в течение 2-3-х лет. Спрессованный торф используют и в животноводстве — из него делают прочные утепленные подстилки для сельскохозяйственных животных и птиц. Такой материал содержит минимум бактерией и обладает выраженными антисептическими свойствами. Использование торфяных подстилок позволяет предотвратить болезни питомцев в зимнее время и сдержать эпидемии. Однако переработанная порода имеет высокую стоимость, а самостоятельная добыча и высушивание сопряжены с техническими трудностями.

Торф можно использовать не только в приусадебном хозяйстве — он приносит пользу в аквариумистике. Его используют для раскисления и смягчения воды. Его добавление подавляет жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов и обогащает воду питательными веществами. Торф выступает как топливо, теплоизоляционный материал, сырье для химической отрасли. Он нашел свое применение в фармакологии и многих других сферах.

Порода обладает выраженными восстановительными функциями, она обогащает истощенные и очищает загрязненные грунты. Торф поглощает нитраты и тяжелые металлы, впитывает другие токсичные примеси. Именно поэтому его часто используют как природные фильтры, способные уменьшить действие ядохимикатов. Торф является химическим сырьем и служит основой для создания сотен веществ, в первую очередь медицинских препаратов.

В теории ископаемое может выполнять роль топлива. Однако его доля в топливно-энергетическом балансе нашей страны не превышает 1%. Это объясняется тем, что торф хорошо горит, но тепла выделяет мало. Для сравнения, чтобы получить одно и то же количество тепловой энергии, потребуются разные объемы ископаемых:

• 1 т каменного угля = 2,3 т фрезерного торфа = 1,6 т кускового торфа;
• 1 т мазута = 4,4 т фрезерного торфа = 3,0 т кускового торфа;
• 1000 м3 природного газа = 3,7 т фрезерного торфа = 2,5 т кускового.

Кроме того, из-за способности торфа гореть без присутствия кислорода в торфяниках часто возникают пожары, потушить которые бывает очень сложно. Каким бы ни было месторождение породы, люди обязательно найдут направление в промышленности, где каждая конкретная разновидность торфа принесет максимальную пользу. Это экологичное биологическое топливо, безвредная для культурных растений подкормка, материал для изготовления медикаментов, теплоизоляционный материал для зданий и сооружений.

Сфера применения торфяной породы велика, при этом в каждой из них можно применить такие определения, как «безвредный», «экологичный», «натуральный». Особенно востребовано использование торфа как натурального фильтра.

В наши дни, когда все доступное сплошь и рядом «напичкано» химией, применение этой породы выигрышно отличается от всех остальных техник.

Источник