Торф

Материал из Циклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Торф в Шотландии
Всё о торфе
Галилео. Торф

Торф (англ. peat, нем. Torf) — порода растительного происхождения, образованная в течение тысяч лет из неразложенных растительных остатков (трав, мхов и древесины), которые вследствие высокой влажности и плохого доступа воздуха минерализовались лишь частично.

Содержание

[править] Общие данные

Древнее название торфа — воспламеняющаяся земля. Упоминания торфа как «воспламеняющейся земли», которой в тогдашней Европе пользовались для нагрева пищи, есть в «Естественной истории» (46 г. н. э.) римского историка Плиния Старшего.

Торф содержит 50-60 % углерода. Его теплота сгорания (максимальная) составляет 24 МДж / кг.

Возраст современных торфяников измеряется 5-10 тысячами лет. Все торфяники обычно очень заводнены и заболочены.

Большинство торфяных залежей (около 80 %) расположено в высоких широтах; около 60 % всех заболоченных территорий в мире имеют запасы торфа. Самые торфяные сплошь сосредоточены в обширных понижениях рельефа.

[править] Классификация торфа

  • Торф верхового типа (верховой торф) — это генетический тип торфа, в видовом составе которого остатки растительности верхового типа составляют не менее 95 %.
  • Торф переходного типа (переходный торф) — это генетический тип торфа, в видовом составе которого остатки растительности верхового типа составляют от 10 % до 90 %, а остальные — остатки растительности низинного типа.
  • Торф низинного типа (низинный торф) — это генетический тип торфа, в видовом составе которого не менее 95 % остатков растительности низинного типа.

Каждый тип торфа содержит три подтипа, которые представляют собой таксономическую единицу классификации видов торфа, отражающий подтип растительности, с которой сформировался торф, сохраняет его название и характеризуется определенными влажностью, степенью разложения и содержанием древесных остатков. Различают лесной, лесо-трясинный, и трясинный подтипы торфа.

Группа торфа — это таксономическая единица классификации видов торфа, отражает группу растительности, из которой образовался торф, сохраняет его название и характеризуется определенным соотношением древесных, травянистых и моховых остатков в ботаническом составе торфа. В каждом типе торфов различают шесть групп: древесную, древесно-травяную, древесно-моховую, травяную, травяно-моховую и моховую.

Древесная группа торфов включает в себя виды торфов, в видовом составе которых содержание древесных остатков составляет не менее 40 % (торф ольховый, березовый, еловый, сосновый низинный, ивовый, древесный переходный, сосново-кустарниковая).

Древесно-травяная группа торфов объединяет виды торфов, в видовом составе которых содержание древесных остатков составляет от 15 % до 35 %, среди недревесных преобладают травянистые остатки (торф древесно-осоковый, древесно-тростниковый, древесно-хвощовый древесно-осоковый переходный).

Древесно-моховая группа торфов объединяет виды торфов, в ботаническом составе которых содержание древесных остатков составляет от 15 % до 35 %, среди недревесных преобладают остатки мхов. (торф древесно-гипновый, древесно-сфагновый переходный, сосново-сфагновый).

В травяную группу торфов входят виды торфов, в ботаническом составе которых древесные остатки составляют не более 10 %, остатки мхов — до 30 %, остальное — травянистые остатки (торф хвощовый, тростниковый, камышовый-осоковый, осоковый, Шейхцериевый низинный, щейхцериевий переходный, осоковый переходный).

Травяно-моховая группа торфов включает в себя виды торфов, в ботаническом составе которых древесные остатки составляют не более 10 %, остатки мхов — от 35 % до 65 %, остальное — травянистые остатки (торф осоково-гипновый, осоково-сфагновый низинный, осоково-сфагновый переходный).

Моховая группа торфов объединяет виды торфов, в видовом составе которых содержание древесных остатков не превышает 10 %, содержание остатков мхов не менее 70 % (торф гипновый низинный, сфагновый низинный, гипновый переходный, сфагновый переходный).

[править] География торфяных залежей

География торфяных залежей по странам: Европа: Беларусь; Северная Америка: Канада, США; Южная Америка: Аргентина, Бразилия, Фолклендские (Мальвинские) острова; Океания: Новая Зеландия; Антарктика: Французские Южные территории.

[править] Геологические запасы торфа

Мировые запасы торфа оцениваются в 500 млрд т, площадь торфяных месторождений мира составляет 176 млн.га. Торфяники покрывают около 3 % поверхности земной суши или от 3,850,000 до 4,100,000 км². Из этих трех процентов около 7 % находятся в промышленной разработке. Месторождения торфа обнаружены на всех континентах. Большие запасы торфа есть в России, Канаде, США, Индонезии, Ирландии, Финляндии, Республике Беларусь, Польши, РФ, Китае, странах Балтии, Индонезии, Финляндии, Швеции, США, Канаде. Большинство торфяных залежей (около 80 %) расположены в верхних широтах; около 60 % всех заболоченных территорий в мире имеют запасы торфа.

[править] Образование торфа

Торфообразование — неполное разложение древесных, травяных растений и мхов под действием бактерий и грибков — происходит в основном в нижнем слое торфа.

К растениям, которые играют основную роль в образовании торфа, принадлежат зелени (гипновые) и белые (сфагновые) мхи, многочисленные виды осока, камыш, аир, рогоза; из травянистых — хвощи, пуховки, шейхцерия, сабельник. Важное место в образовании торфа занимают древесные породы (береза, ольха, ива), и полукустарниковые (вереск, голубика, багульник и др.).

Ежегодный прирост растительного общественности, из которого образуется торф, колеблется от 10 до 25 мм в год и зависит от видов растений, климатических условий и типа болот. Ежегодный прирост торфа составляет только 0,5-1 мм в год.

Цвет торфа формирует гумус, который определяет его основные свойства и придает мягкость.

[править] Использование

Торф с древних времен привлекал внимание человека. В странах Западной Европы добыча и использование торфа широко развивались в XII—XVIII веках. В России на необходимость добычи торфяного топлива впервые обратил внимание Петр I, который в 1696 году отдал приказ добывать торф в Воронеже и искать его в окрестностях Азова, «как в местах бездровных».

Постепенно торф стали использовать как торфяной кокс для получения осветительного газа. Начало промышленного производства торфяного полукокса и смолы пришелся на конец XIX — начало ХХ века.

В настоящее время торф используют в сельском хозяйстве и животноводстве, лечении, биохимии и энергетике. Развитие современных производственных технологий позволяет создавать плодородные почвы, где выращивают пищевые растения, добывать удобрения, стимуляторы роста растений, изоляционные и упаковочные материалы, углеродный восстановитель металла, активированный уголь, графит и тому подобное.

[править] Сельское хозяйство

Торф имеет несколько важных свойств, которые обусловливают его ценность для земледелия. Внесение торфа в почву является способом улучшить свойства почвы: пористость, плотность, микробиологический и питательный состав.

Торф содержит гуминовые кислоты, которые являются стимуляторами развития и роста растений, а содержащиеся в нем аминокислоты превращают некоторые элементы в форму, усваиваемую растениями.

Торф обладает бактерицидными и газопоглотительными свойствами, одинаково нужными всем видам почв. Торф оздоравливает почву, снижает содержание нитратов в выращиваемой продукции в 1,5-2 раза, предотвращает накопление в растениях тяжелых металлов и других вредных веществ, ослабляет действие ядохимикатов, попадающих в почву. Перегной, который образуется в почве при длительном внесении торфа, препятствует вымыванию легкорастворимых удобрений.

Низменные и переходные торфы, которые состоят из перегнивших остатков древесной и травяной растительности, являются плодородными, чем верхние. Ими пользуются, чтобы коренным образом улучшить бедные почвы, укрепить бедные перегноем песочные почвы или разрыхлить глинистые. В сельскохозяйственном производстве торф делят на две группы:

  • легкий (или светлый) — торф верхнего слоя залегания со степенью разложения до 15 %. Это молодой торф с удельным весом от 150 до 250 кг/м³, который имеет высокую газо- и водопоглощающую способность, но меньшее содержание гуминовых и аминокислот из-за незавершенного распад;
  • тяжелый (или темный) — торф нижних слоев со степенью разложения более 15 %. Это «зрелый» торф с удельным весом от 350 кг/м³ и высоким содержанием гумуса, но меньшей, чем в легкой, газо- и водопоглощаемостью.

В зависимости от технологии земледелия торф используют:

  • чистый, чтобы улучшить построение почвы, собирать и продолжалось удерживать влагу и создать среду, которая способствует улучшению кислородного обмена;
  • из торфа готовят субстрат, то есть принимая торф за основу, его смешивают с набором микро- и макроэлементов, необходимых растениям. Таким образом получают готовый качественный грунт, который можно сделать с учетом вида выращиваемого растения, климатических особенностей, условий созревания плодов и т. п.;
  • как сырье для приготовления органических удобрений;
  • при изготовлении торфяных блоков, которые используются для выращивания рассады и обустройства газонов, а также укрепления склонов земляных насыпей, каналов и водохранилищ.

[править] Животноводство

Торф используют как подстилку в животноводстве. Способность сухого торфа поглощать влагу и запахи позволяет использовать его в качестве подстилки для скота. Один килограмм легкого торфа содержит до 20 литров воды. Еще одним преимуществом использования торфа для подстилок являются его бактерицидные свойства: торф предотвращает многие болезни у скота.

[править] Энергетика

Горение торфа

Торф — воспламеняющееся полезное ископаемое, то есть топливо.

Первые электростанции, построенные в Советском Союзе в начале 1920-х годов вокруг Москвы, работали именно на местном торфе. В последние годы в Финляндии около 5-7 % процентов всей энергии, потребляемых в стране, получают из торфа.

На производство энергии пригоден только торф средней и высокой степени разложения, который добывают из срединных и донных частей болот.

Важным преимуществом торфа является его своеобразное горения. Ведь торфяные волокна содержат кислород, поэтому торф способен гореть без дополнительной подачи кислорода.

[править] Химическая промышленность

Торф является ценным химическим сырьем. Из торфа получают более ста основных химических изделий: метиловый и этиловый спирт, фенол, воск, парафин, молочную, уксусную и щавелевую кислоты, аммиак, стимуляторы роста растений, гербициды и др.

Волокна пушицы, которые входят в состав торфа, можно использовать при изготовлении тканей. Разработана технология промышленного производства таких тканей.

[править] Медицина

Противомикробные свойства торфа известны с древних времен. В настоящее время на курортах Западной Европы широко распространены торфяные ванны, в которых используют бактерицидные и лечебные свойства торфа.

[править] Добыча торфа

Просушка торфа после добычи
Противопожарный ров при добыче торфа

Основы современной технологии добычи торфа были заложены в 30-40-е гг. ХХ в. Развитие технологии разработки торфяников ведется в четырех направлениях: машинно-формовочном, гидравлическом, экскаваторном и фрезерном.

Разрабатывают торф открытым способом, так как все торфяные месторождения расположены на земной поверхности.

Существует две основные схемы добычи торфа: сравнительно тонкими слоями с поверхности земли и глубокими карьерами на всю глубину торфяного пласта.

По первой из этих схем торф производят вырезанием, а по второй — экскаваторным (или кусковым) способом. Соответственно и торф по способу добычи разделяют на отрезной (фрезерный) и кусковой.

Для транспортировки торфа к месту сушки используют аблегеры.

[править] Хранение торфа

Хранят торф в штабелях и канавах или на месте добычи. Фрезерный торф, находящийся в больших штабелях, может при определенных условиях самонагреваться. При самонагревании под действием актиномицетов и других грибов сначала разлагаются исходные составляющие части торфа: гемицеллюлозы, пектины, клетчатка, лигнин и другие, а затем под действием грибков и бактерий происходит блокировка продуктов первичного распада. В сильно нагретом торфе с грибков присутствуют пеници, которые в процессе роста выделяют много тепла. Повышение температуры вызывает химические процессы, в результате которых торф в зоне высокой температуры превращается в полукокс, с содержанием летучих веществ больше, чем в искусственно получаемом торфяном полукоксе. По сравнению с исходным, торфяной полукокс характеризуется меньшей влажностью и повышенным примерно на 10 % содержанием углерода. Высшая теплота сгорания горючей части такого полукокса достигает 26,4 МДж/кг. При попадании в зону полукокса с высокой температурой (65 — 80 °С) воздуха происходит самовозгорание торфа. Для его предотвращения наблюдают за температурой торфа и применяют перевалку слоев перпендикулярно продольной оси с помощью машин, что способствует охлаждению торфа, а также обкладку слоев лежалого торфа (караванов) слоем сырого торфа для изоляции образовавшегося полукокса от атмосферного воздуха.

[править] Экология

Торфяники покрывают около 3 % поверхности земной суши или от 3850000 до 4100000 км². Из этих трех процентов около 7 % находится в промышленной разработке.

В зависимости от глубины торфяных залежей, промышленная разработка болота длится 20-30 лет. Так, например, болота, промышленная эксплуатация которых была начата в 1970-х годах, уже частично выработаны и в ближайшее время на большинстве из них работы будут прекращены. Возникает вопрос, что делать с такими землями. Существует несколько вариантов дальнейшего использования территории: ее можно снова заболотить, высадить лес, отдать под сельскохозяйственные земли или превратить в озеро.

Компании, которые ведут разработку торфяных залежей, ответственные за снижение шума при добыче, контроль за уровнем пыли и влияние на водную среду. Но экологические организации Великобритании и Ирландии отмечают, что широкомасштабный добыча торфа с болот приводит к разрушению драгоценных среды различных видов дикой природы. В виду особых экологических условий заболоченные территории является домом для многих редких организмов, которые в природе больше нигде не встречаются. К тому же, с точки зрения экологов добыча торфа со скоростью, превышающей его образования, является неоправданным, поскольку для восстановления торфяных болот нужны годы.

Существуют различные мнения относительно экологичности торфа в качестве топлива. Одни считают его экологически чистым, другие придерживаются мнения, что горение торфа приводит к увеличению уровня углекислого газа в атмосфере.

[править] Торфяные пожары

Горение торфа в Шатурском районе Подмосковья

Торфяные пожары чаще всего случаются в местах добычи торфа и возникают из причин неправильного обращения с огнем, от разрядов молний или самовозгорания. Торф склонен к самовозгоранию, которое может произойти при температуре выше 50 °C.

Достаточно часто почвенные торфяные пожары являются развитием низового лесного пожара. В таких случаях огонь углубляется в слой торфа у стволов деревьев. Горение происходит медленно и без пламени. Подгорают корни деревьев, которые падают, образуя завалы.

[править] Особенности

Торф горит медленно на всю глубину его залегания. Торфяные пожары охватывают большие площади и трудно поддаются тушению, когда горит слой торфа значительной толщины. Торф может гореть во всех направлениях независимо от направления и силы ветра, а под почвой он горит даже при умеренной дождя и снегопада.

Торфяные пожары движутся медленно, по несколько метров в сутки, и отмечаются тем, что их почти невозможно потушить. Они опасны внезапными прорывами огня из-под земли и тем, что их край не всегда заметен. Признаком подземного торфяного пожара является характерный запах гари, местами из под земли просачивается дым, а сама земля горячая. Торф выгорает изнутри, образуя полости, в которые можно провалиться и сгореть. Температура в толще торфа, охваченного пожаром, более тысячи градусов.

[править] Тушение торфяных пожаров

Тушить торфяной пожар самостоятельно не рекомендуется. Лучше обойти его стороной, двигаясь против ветра, так, чтобы он не догонял вас огнем и дымом и не препятствовал ориентироваться на местности. При этом надо очень внимательно осматривать дорогу впереди себя, прощупывая ее шестом или палкой.

Главным способом тушения подземного торфяного пожара является окапывания территории ограждающими канавами. Сам пожар тушат путем перекопки горящего торфа и заливки его большим количеством воды. Поскольку температура в толще торфа, охваченного пожаром, более тысячи градусов, вода, попадающая в зону горения сверху, выпаривается, не успевая достичь очага. Для ликвидации торфяного пожара необходимы очень большие объемы воды.

Лучшим способом борьбы с торфяными пожарами считается их предотвращение. Необходимо заблаговременно разделять залежи торфа противопожарными рвами, которые желательно заполнять водой.

[править] Случаи возгорания

Неоднократно под Москвой происходило возгорание торфяников — см. Смог в Москве. В 2002 году пожар охватил большую территорию, запасы воды на которой почти полностью исчерпаны. На несколько дней город оказался в плену едкого смога. В результате пожара значительно повысилась концентрация окиси углерода и двуокиси азота в воздухе. Москвичам даже пришлось надеть респираторы. То же в еще более крупных масштабах повторилось в 2010 году, а в меньших масштабах наблюдалось в 2007 и 2014 году.

Перед этим пожар такого же масштаба произошла в Московской области в 1972 году. Тогда на успехи планового иссушения болот наложились чрезвычайно неблагоприятные природные условия. Температура воздуха доходила до сорока градусов при полном отсутствии дождей. На тушение пожара была брошена армия. Солдаты без всякой подготовки, без спецкостюмов и респираторов, с лопатами и топорами пытались потушить огонь. В результате люди получали ожоги различных степеней, задыхались от едкого дыма, обжигали легкие. Трагическим было то, что они не были проинформированы о том, что кроме поверхностного (видимого) огня происходит подземное выгорание торфа, которое с поверхности почти не заметно. Это привело к тому, что люди проваливались в такие огненные мешки, откуда спасти их было невозможно.

В мае 2004 года едва не произошла экологическая катастрофа на Украине, когда удалось предотвратить возгорание крупных торфяных залежей в лесной зоне на окраине Киева. Возгорание произошло вблизи урочища Рыбное. Загорелся травяной настил в хвойном лесу рядом с торфяным залежами.

[править] См. также

[править] Литература

  • Малая горная энциклопедия. В 3-х т. / Под ред. В. С. Белецкого. — Донецк: Донбасс, 2004. — ISBN 966-7804-14-3
  • В. И. Саранчук, М. О. Ильяшов , В. В. Ошовский, В. С. Билецький. Основы химии и физики горючих ископаемых. — Донецк: Восточный издательский дом, 2008. — с. 640. ISBN 978-966-317-024-4


Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Навигация
Инструменты