Миллионы лет назад на планете Земля начали образовываться огромные залежи торфа, а именно с той поры, когда на ней появилась первая растительность. Из чего образуется торф? При определенных климатических условиях происходило отмирание растений, под влиянием естественных химических и биологических процессов они со временем разлагались.
Также необходимым условием для того чтоб произошло образование торфа, является повышенная влажность почвы и недостаток кислорода. Таким образом, разложившиеся в разной степени растения складировались, постепенно увеличиваясь в объеме на протяжении столетий, превращались в торфяные болота, где в результате образуется торф. В данном случае болото является экосистемой, в которой накапливается торф.
Описание
Торф – это полезное ископаемое, растительного происхождения, образовавшееся на протяжении многих тысячелетий из органических остатков неполного разложения, (мхов, трав, древесины, остатков животного происхождения) которые по причине повышенной влажности и недостаточности доступа кислорода минерализовались не полностью.
Торф, как сухое вещество состоит:
- из растительных остатков неполного разложения;
- гумуса — темного аморфного вещества (продукт разложения растительных тканей, потерявших клеточную структуру);
- минеральных веществ, которые остаются после сгорания в виде золы;
Образование в природе
Итак, рассмотрим более подробно, из чего образуется торф. Большая часть его состава – не полностью разложившиеся растения и минеральные вещества. На начальном этапе основная масса этих веществ разлагается вследствие биохимических процессов, а также в образовании торфа принимают участие микроорганизмы (бактерии и грибы). В связи со своей интенсивной деятельностью, они ускоряют процесс потери массы и структуры растений. Также органическая субстанция подвергается активному выщелачиванию, в связи с этим появляются слои. Такая цепочка природных процессов и являет собой происхождение торфа.
В летний период образование торфа происходит сравнительно быстрее, так как растения активнее разлагаются при повышенной температуре. Также на скорость и степень разложения влияет химический состав растения (органические соединения, азот, углеводы, кальций), кислотно-щелочной показатель почвы, климат данного региона.
Уважаемые посетители, сохраните эту статью в социальных сетях. Мы публикуем очень полезные статьи, которые помогут Вам в вашем деле. Поделитесь! Жмите!
Свойства полезного ископаемого
Если перевести в цифры, то около 30% от начальной фитомассы превращается в торф, а большая часть разлагается до минеральных составляющих, переходит в атмосферу или уходит с потоками воды.
Окраска торфа зависит от количества перегноя (гумуса) в основном он черный или коричневого окраса с различными оттенками. Его естественная влажность колеблется от 86% до 95%.
Степень разложения торфа — относительное наличие в общем объеме торфа органических веществ — тканей, утративших свою структуру:
- слаборазложившийся (до 20%);
- среднеразложившийся (20-35%);
- сильноразложившийся (более 35%);
По глубине залегания, условиям образования и свойствам полезное ископаемое разделяют:
- Верховой
- Переходный
- Низинный
Торф низинного и переходного типа характеризуется более высоким показателем зольности, в отличие от верхового. Зольностью называют соотношение двух масс: оставшейся массы после сгорания золы к начальной массе вещества. Чем более высокий показатель зольности, тем более низкий показатель теплового эффекта, теплоотдачи. Данный факт обозначает, что при сжигании торф верховного типа оставляет меньше золы, отдавая больше тепла.
Месторождения
Месторождения торфа, представляют собой особую ценность для комплексного применения в биохимическом, агрохимическом и энергетическом направлениях, а также являются важнейшим резервом плодородных земель (потенциально возможного использования).
Полезное ископаемое большинства месторождений используется в качестве топлива и удобрения, торф с высоким показателем зольности – только в качестве удобрений. Верховые слои часто используются для изготовления горшочков, предназначенных для выращивания рассады; а также для подстилки животным и пр.
Торфяное месторождение — представляет собой геологическое образование, которое состоит из залежей пластов различных видов торфа и отличающиеся соответственно своих естественных границ, избыточной увлажненностью и специфической растительностью.
Растительный покров на различных торфяниках и даже на отдельных участках одного и того же торфяника может существенно отличаться, потому как различаются условия его перехода в торф (процесс произрастания и распада).
И немного о секретах...
Вы когда-нибудь испытывали невыносимые боли в суставах? И Вы не понаслышке знаете, что такое:
- невозможность легко и комфортно передвигаться;
- дискомфорт при подъемах и спусках по лестнице;
- неприятный хруст, щелканье не по собственному желанию;
- боль во время или после физических упражнений;
- воспаление в области суставов и припухлости;
- беспричинные и порой невыносимые ноющие боли в суставах...
А теперь ответьте на вопрос: вас это устраивает? Разве такую боль можно терпеть? А сколько денег вы уже "слили" на неэффективное лечение? Правильно - пора с этим кончать! Согласны? Именно поэтому мы решили опубликовать эксклюзивное интервью с профессором Дикулем , в котором он раскрыл секреты избавления от болей в суставах, артритов и артрозов.
Полезное ископаемое торф обладает хорошими горючими свойствами, образовывается в процессе разложения мхов в болотистых условиях. Свойства торфа зависят от места его залежей, влажности, зольности и химического состава. Содержание углерода в нем 48–65%, максимальная теплота сгорания Жд/кг. Цветовая гамма варьирует от светло–коричневого до темного, почти черного. Темный цвет торфа обеспечивается наличием гумуса (перегноя), чем его больше, тем темнее и насыщеннее цвет.
Плотность торфа зависит от степени увлажненности и может быть во влажном состоянии 800–1080 кг/м 3 , в сухом 1400–1700 кг/м 3 . Удельный вес торфа составляет в не переработанном виде 0,29–0,68 Н/м 3 , в переработанном 0,60–0,90 Н/м 3 .
Основные показатели
Основными физико-химическими (техническими) показателями являются: влажность, кислотность, зольность, теплота сгорания, степень разложения, влагоемкость, пористость, структура, теплопроводность, объемная масса, химический состав.
Зольность – отношение минеральной части к сухой, после его сжигания, выражается в процентном соотношении от массы (она представлена золой). Ее химический состав определяет состав торфа в целом, в обезвоженном состоянии. Туда входят кальций, кремний, алюминий, железо, никель, ванадий, марганец, медь, титан, барий и др. Различают высокозольный (более 12%) и нормальнозольный (менее 12%).
Высокозольный — богат солями кальция, элементами фосфора и железа, что является хорошим показателем для удобрения культур.
Кислотность – зависит от насыщенности кальцием. Чем меньше кальция, тем выше кислотность. Наиболее ценен торф с низкой кислотностью.
По степени разложения может быть низкой (до 20%), средней (от 21 до 40%) и высокой (более 40%).
Свойства и применение
Свойства торфа полезны не только для улучшения роста и урожайности сельскохозяйственных культур, но также благодаря богатому составу, его используют в косметической промышленности для изготовления различных кремов.
По горючим свойствам схож с нефтью. Некоторые основные показатели приведены в таблице.
Применяется торф в основном в сельском хозяйстве для удобрения культур, в качестве подстилки животным, для мульчирования почвы. Также используют в медицине, косметологии и как топливо в энергетической промышленности.
Материал подготовила: Надежда Зимина, садовод со стажем 24 года, инженер-технолог
Выбирая источник питания для растений, садоводы и огородники обычно отдают предпочтение тем органическим подкормкам, которые доступны для покупки в их регионе. В областях, где встречается большое количество заболоченных земель, часто используют торф как удобрение.
Этот болотный житель используется не только для создания высокопитательной среды для растений. У него множество видов использования. Торф жгут для отопления помещений, фильтруют через него различные растворы, укутывают его пластами стены домов для обеспечения хорошей теплоизоляции. Но чаще всего этот субстрат используют в качестве удобрения.
Торф, предназначенный для использования в огороде, классифицируют по степени разложения:
- Верховой (не подвергался процессу гниения, используют как мульчу для зимнего укрытия);
- Переходной (процесс разложения начался, но не достиг финала, используют как удобрение);
- Низинный (полностью перегнил, применяют в качестве удобрения).
В составе этой болотной органики содержаться компоненты не только растительного, но и животного происхождения. Значительное количество гумуса образуется в условиях высокой влажности и низкого содержания кислорода, и порой достигает 60% от общего структурного состава. Химический состав торфа таков:
- Углерод 50-60%;
- Водород – 5%;
- Кислород – 1-3%;
- Азот – 3 %;
- Сера – 1%.
Наличие большого объема углерода и водорода в составе, делает физическую структуру этого органического удобрения пористой. При таком количестве балластных (с точки зрения питания для растений) веществ, не стоит удивляться тому, насколько уменьшается объем торфа при усушке.
Азот из торфа плохо усваивается растениями, из тонны субстрата они получают максимум 1,5 кг. Этого недостаточно. Одно из главных правил при применении данной подкормки – комбинирование ее с другими органическими и минеральными удобрениями. В этом случае торф выступает в роли помощника, который удерживает агрохимикаты в почве. Это свойство особенно актуально при его применении в защищенном грунте.
Использование в теплице
Торф обладает большой поглотительной способностью, и именно это свойство делает его незаменимым для использования в теплицах, где постоянно сохраняется повышенная влажность воздуха. Он впитывает ее излишки, и удерживает в своих микропорах, а когда возникает необходимость в жидкости, то корни растений всегда имеют к ней доступ. Использование торфа как удобрения в теплице позволяет снизить содержание болезнетворных микроорганизмов в почве. В условиях закрытого пространства это свойство особенно важно.
Для обильного плодоношения культур в закрытом грунте его нужно ежегодно обновлять. Удобрение земли торфом в этом случае – оптимальный вариант. Его содержание в почве может достигать 70% от общего состава, при условии дополнительного использования других удобрений, как органических, так и минеральных.
Рецепт торфосодержащего грунта для теплицы:
- Садовая земля – 40%;
- Торф низинный – 40%;
- Коровий навоз – 10%;
- – 5%;
- Опилки древесные -5 %.
Торфяной компост
Самый дешевый способ обогатить торф полезными элементами – сделать из него компост. Для этого берется ботва огородных растений, лопухи, крапива, и прочие сорняки (кроме вьюнка полевого). Стебли и листья некоторых цветов тоже можно добавлять в эту кучу – люпин (сидерат, богатый азотом), ромашку (садовая, лекарственная), хризантемы. Ни в коем случае нельзя использовать дельфиниум, клещевину, молочай, ирис садовый, несмотря на большой объем ботвы, который можно получить от этих растений. Они ядовиты, и в разложившимся состоянии отравляющие вещества, содержащиеся в их цветах, корнях и листьях могут перейти в компост.
Для производства удобрений из торфа необходимо выделить участок земли, находящийся на расстоянии от жилых построек, так как куча перегнивающих растений имеет специфический неприятный запах.
За основу берутся древесные опилки, которые насыпаются на землю слоем в 20 см. Затем на них укладывается равноценные слои земли и торфа. А вот ботвы можно положить и побольше, особенно если она предварительно измельчена.
И ботву сверху снова засыпают торфом и землей, и проливают настоем или . Также можно использовать раствор суперфосфата, который разводят в пропорции 100 гр. на 10 л.
Делать компостную кучу слишком высокой не рекомендуется. Процессы разложения будут проходить в ней неравномерно, поэтому максимальная высота этого сооружения – 1,5 – 2 метра. Сроки переработки – 1 – 1,5 года. Готовым компост считается, когда он превратился в однородную рассыпчатую массу.
Чем полезен торф?
- Почва, которую обработали этим болотным удобрением, становится более легкой, пористой, и начинает лучше пропускать воздух и воду к корням растений.
- Удобрения на основе торфа в сочетании с другой органикой отлично питают бедные, неплодородные и истощенные суглинистые и песчаные почвы.
- Это удобрение является природным антисептиком, и помогает побеждать патогенную микрофлору почвы, в том числе, вредоносные бактерии и грибки.
- Торф при необходимости повышает кислотность почвы.
Последнее из вышеперечисленных свойств является одной из самых важных характеристик этого субстрата, так как она значительно влияет на эффективность применяемых удобрений. Если рН уровень, который характеризует степень кислотности, оказывается ниже показателя 4,8, то удобрение на основе торфа с такой реакцией применять нельзя, оно только навредит растениям. Оптимальной является величина рН 2,3 – 3,5.
Внимание: если применять торф неправильно, он может подавлять и замедлять рост растений, а иногда вызывать их полную гибель.
Применяя торф как удобрение, следует избегать следующих распространенных ошибок. Нельзя:
- Удобрять землю методом сплошного внесения.
- Использовать только торф, без других органических и минеральных подкормок.
- Брать верховой торф в качестве удобрения. Пользы от него не будет. Эту разновидность используют только для мульчирования.
- Применять торф на легкосуглинистых, супесчаных и плодородных почвах. Внесение данного органического удобрения в этом случае будет бесполезным.
Торфяной навоз или чернозем – что лучше?
Торфяной субстрат, благодаря его высоким впитывающим свойствам, часто используют в качестве подстилки для скота. Вместе с жидкостью, он впитывает большое количество питательных веществ – аммиак, калий, кальций, магний. Кислый торф содержит в своем составе вещества с антибиотический действием, что помогает ему одновременно питать и защищать растения от болезнетворных организмов.
Удобрение из такой подстилки превосходит по своим питательным свойствам даже «отдохнувший» чернозем
. Торфонавозный грунт содержит такое же количество питательных веществ, как и богатая гумусом высокоплодородная земля, но превосходит ее по показателям защищенности от вредных микроорганизмов и по качеству своей структуры.
Различить два этих субстрата можно мануально – взять горсть в ладонь, и крепко сжать. Получившийся комок необходимо оставить на открытом воздухе, вплоть до полного высыхания. Чернозем намного дольше останется влажным, а торф высохнет очень быстро, и будет рассыпаться в руке.
Но приобретая «чистый» торф для создания плодородного слоя на участке, необходимо быть готовым к различным хлопотам. Его придется дополнительно удобрять для достижения оптимального результата. Идеальный грунт для огорода получится, если к торфу добавить вермикультивированный компост, песок, гумус.
Не стоит забывать о технике безопасности : Процедуру смешивания лучше производить сразу, после отгрузки данного субстрата на садовый участок, используя, в первую очередь, влажный песок. Особенно важно соблюдать это правило в жару, так как торф может самовоспламенится.
Стоимость торфа и чернозема примерно равна. Стартует она с позиции 150 р. за м³, и зависит от состава субстрата, а также от количества покупаемого удобрения.
Вытяжка из торфа
Обычно в такой форме выпускаются готовые органические подкормки. Удобрения на основе торфа в жидком виде очень удобны для использования. Они сразу содержат необходимое количество сопутствующих элементов, обогащающих их состав. В основном в качестве дополнительных ингредиентов используются минеральные удобрения.
Для получения вытяжки из торфа его подвергают электрогидравлической обработке, при этом он обогащается побочным продуктом процесса – азотом. Причем, в больших количествах. Так что польза жидкого раствора на основе этого болотного субстрата превышает его же показатели, при использовании в натуральном виде, и если нет необходимости улучшать структуру почвы, то следует отдать предпочтение вытяжке.
Оксидат торфа
Это соединение является стимулятором роста . Оксидат торфа хорошо влияет на увеличение урожая сельскохозяйственных культур, ускоряет созревание плодов, повышает их питательную ценность.
Оксидат торфа – безвредный для человека, экологически чистый продукт. При этом он мощный катализатор роста. Он помогает иммунитету растения бороться с патогенной микрофлорой, ускоряет обмен веществ и активизирует все жизненные процессы.
Видео: подготовка земли под посадки с использованием торфа
Торф как удобрение применяется в различных областях сельского хозяйства. Им можно подкормить как садовый дендрарий, так и применить его для цветов, в качестве подкормки и мульчирующего материала. Но всегда надо учитывать, что эта натуральная подкормка лучше всего работает в команде, поэтому торф всегда необходимо дополнять органическими и минеральными удобрениями.
» Огород
В поисках источника для питания своих огородов и дачных участков, хозяева чаще всего отдают предпочтения веществам природного органического происхождения. Для заболоченной местности прекрасным удобрением становится торф, создающий высокопитательную среду для культурных растений. А как именно, для чего его он может использоваться и в каком количестве, мы поговорим далее в нашей статье.
Все микроорганизмы и растительность, что обитают на заболоченных территориях, в зарастающих водоемах и озерах со слабой проточностью с течением некоторого времени гибнут, образовывая так называемую биомассу. Причем с годами происходит ее накопление и непроизвольное прессование. В результате в условиях повышенной влажности и нехватки воздуха появляется торф.
Это полезное ископаемое естественного происхождения, представляющее собой состав коричневого или черного окраса. В виду того, что полному распаду болотистой органики мешает повышенная влажность и нехватка кислорода, некоторые считают, что торф — просто начальная стадия появления угля. По своим характеристикам он может быть кислый и нейтральный.
Характеристики и состав
Торф состоит по большей мере с органики растительного происхождения, но не только. Останки животных и различных микроорганизмов тоже присутствуют. Существенный объем гумуса появляется при повышенной влажности и низком уровне содержания кислорода. Причем иногда данный показатель достигает шестидесяти процентов от общей массы. В свежем виде пахнет илом, тиной, в переработанном может иметь запах земли. Выглядит как земля черного или рыжего цвета в зависимости от глубинности.
Химический состав ископаемого следующий:
- углерод 50-60%;
- водород – 5%;
- кислород – 1-3%;
- азот – 3 %;
- сера – 1%.
Благодаря большому количеству углерода и водорода состав обретает пористую структуру. Плюс ко всему балластные компоненты торфа с течением времени усыхают в несколько раз, если его использовать в качестве удобрения для сада и огорода объем состава существенно снизиться.
Поскольку усвоение азота в данном случае происходит достаточно вяло, растения из 1 т субстрата получат только 1,5 кг вещества. А этого не хватает. Рекомендуется, используя в качестве удобрения, комбинировать его с другими минеральными и питательными комплексами. Торф переквалифицируется во вспомогательные компоненты, удерживающие агрохимикаты в почве. Это станет спасением в процессе его использования в защищенном грунте.
Верховой торф в чистом виде не подходит в качестве удобрения
Разновидности торфа: кислый и нейтральный
В зависимости от места залегания и скопления определенной растительности, непроизвольно образующих ископаемое, он подразделяется на: верховой, низинный и переходной.
Если говорить в общем, то тип ископаемого определяет его рельефное местоположение.
Верховой вид на 95% состоит из остатков растительной органики. Чаще всего это сосны, лиственницы, осоки и прочие деревья. Его образование происходит чаще всего на повышенных территориях склонов и водоразделов. Кислотность такой почвы находится в пределах 3,5-4,5 единиц.
В аграрной промышленности верховой вид принято использовать в виде компоста, контейнерных составов, для мульчивания и субстрата для теплиц.
Более 95 % низинного субстрата представлено в виде не до конца разложившейся органики. Ель, ольха, береза, ива, папоротник, тростник и другие деревья, растения, расположенные в оврагах и речных поймах.
Низинный торф обладает нейтральным Ph
Низинный отличается нейтральностью и слабой окисленностью. Его рН находится в пределах 5,5-7,0. Это позволило его применять для раскисления земельного участка. Со всех типов ископаемого, это наиболее полезный субстрат, содержащий не более трех процентов азота и одного процента фосфора.
Если вы решили использовать ископаемое в виде удобрений, то лучше всего выбирать низинный тип.
Переходной субстрат включает около 90% органики верхового типа, а остальное — низинные смеси. Он отличается слабокислой реакцией с уровнем рН в пределах 4,5-5,5. Этот субстрат, как и низинный, принято брать в комплексе питательных составов. Он считается полезным и позволяет получить хороший урожай, улучшая качество грунта.
Применение в виде удобрений на дачном участке
Специалисты советуют использование субстрата на песчаных и глинистых земельных участках. Поскольку производить питание и так плодородного чернозема смысла нет. А что касается его внесения в суглинки, вопрос обретает неоднозначный характер. Одни говорят надо, а другие явно противятся такому решению.
В виду того, что верховой субстрат способствует повышению кислотности грунта, его не стоит применять как комплекс удобрений. Чаще всего это мульча, способствующая сохранности влаги на земельном участке.
Есть такие растения, к примеру, голубика, щавель, гортензия и вереск, которые прекрасно себя чувствуют на участках с высокой кислотностью. Именно поэтому верховой состав рекомендован для мульчивания и питания такого земельного участка.
Чтобы эффективность используемого торфяного субстрата была максимальной, важно выбирать состав с уровнем разложения 30-40 % и более.
В чистом виде торф не применяется для удобрений. Он должен обязательно идти в комплексе
Причем важно отметить следующее:
- Низинный состав обязательно проветривают и измельчают перед использованием.
- Если применять состав для питания грунта, он обязательно должен быть влажным (50-70 %). В противном случае он станет мульчей, а не удобрением.
Благодаря легкому проветриванию органического вещества существенно понижается уровень токсичности. В этом случае рекомендуется торф высыпать на кучу и в течении нескольких месяцев держать его на открытой местности, периодически переворачивая его лопатой. Если столько времени нет, нужно хоть несколько дней так продержать вещество на свежем воздухе.
Чаще всего торф в чистом виде не применяется. Он считается составляющей комплексов удобрений, в которые также входят органические и минеральные вещества. Ведь этот субстрат может привести к гибели культурных растений и ухудшению состава почвы.
Это ископаемое очень часто используют для улучшения свойств грунта. Так, на 1 кв. м земли необходимо 20-30 кг торфа. В результате произойдет повышение концентрации полезных органических веществ практически на один процент. Повторять такую процедуру рекомендуется ежегодно, со временем оптимизируя состав почвы до оптимального уровня.
В виде мульчи продукт можно применять как в чистом подсушенном виде, как и дополнив его хвоей, древесными опилками, мхом или сухим сеном. Но при этом рекомендуется понизить уровень кислотности состава путем добавления древесной золы или доломитовой муки.
Торф в виде компоста — это самое лучшее применение в качестве питания для земельного участка и растительности.
Риски и опасности, связанные с использованием на огороде
Ранее мы уже оговаривали, что использование торфа должно быть умелым. Поскольку его высокая концентрация может нанести им вред, привести к подавлению и замедлению роста культурных растений, и даже их гибели. Кроме того наблюдается ухудшение состава почвы, изменение соотношения его компонентов и микроэлементов.
Более того, вносить торф в чистом концентрированном виде можно только для мульчивания, а не для питания грунта. В этом случае важно его дополнять минеральными и органическими компонентами. Вносить субстрат в чернозем и другие плодородные грунты нецелесообразно, точнее бесполезно. Где же его взять? Можно купить в магазине или сделать самостоятельно.
Теперь вам хорошо известно, как именно стоит применять торфяной субстрат, чтобы он приносил исключительно пользу для растений. Ведь с таким составом нужно правильно себя вести, иначе все может закончиться плачевно.
Торф - органическая порода, образующаяся в результате биохимического процесса разложения (отмирания и неполного распада) болотных растений при повышенной влажности и недостатке кислорода. Биохимические процессы, приводящие к образованию торфа, происходят в основном в верхнем (преимущественно до 0.5 м), так называемом торфогенном слое.
Торф является сырьем для получения многих ценных продуктов: топлива, теплоизоляционных плит, подстилочных материалов для животных, различных удобрений и грунтов, торфяных брикетов и горшочков для выращивания рассады. Торф ряда месторождений обладает целебными свойствами и используется в медицине.
Немного истории
Торф, каменный и бурый уголь, как и другие горючие ископаемые, были известны человеку еще в каменном веке. Обычно античные авторы обозначали твердые горючие ископаемые (угли, асфальт, озокерит, горючие сланцы) собирательным названием “битум”. Впервые под названием “антракос” (уголь) ископаемые угли описаны Теофрастом (III - IVв. до н. э.). От античности до средневековья включительно ученые считали, что ископаемый уголь существует испокон веков “от сотворения мира”. До первой трети XIX века некоторые естествоиспытатели относили ископаемый уголь к неорганическим образованиям.
Первая книга о торфе (“Трактат о торфе” Мартина Шока) вышла на латинском языке в 1658г. в г. Гронингене (Германия). В практике использования торфа книга имела большое значение, но в вопросах его происхождения содержала ряд неправильных выводов. Растительное происхождение торфа было неопровержимо доказано в 1729г. Дегнером, применившим для его изучения микроскоп. “Торф, - писал он, - представляет собой в действительности скопление бесчисленных цветущих, зеленеющих и растущих в стоячей воде болотных растений”.
Первые представления об угле, как продукте образовавшемся из растений, высказывались еще в античные времена Анаксимандром (VI - VII в. до н. э.) и Аристотелем (IVв. до н. э.). Однако, наиболее полно развить их удалось священнику Беролдингену, который в 1792г. дал схему последовательного перехода торфа в бурый и каменный уголь. Торф он разделил на дерновой, топяной и болотный, а уголь - на бурый и каменный, выделив в последнем разновидности, отражающие его естественный состав. Надо признать, что наука о горючих полезных ископаемых того времени поразительно отставала от других наук. Если в области первой раскрывались во многом почти очевидные явления, то, например, в физике уже была построена классическая механика, открыты электричество, инфракрасные и ультрафиолетовые лучи, разработана динамика абсолютно твердого тела и пр. Поэтому не случайно, что такой проницательный естествоиспытатель, как упомянутый Беролдинген, в то время еще считал, что причиной извержения вулканов являются подземные пожары в глубоко залегающих пластах каменного угля.
В России первые сведения о торфе появились в 18в. в трудах М. В. Ломоносова, И.Г. Лемана, В.Ф. Зуева, В.М. Севергина и др. В 19в. торфу, особенно его составу, были посвящены работы В.В. Докучаева, С.Т. Навашина, Г.И. Танфильева и др. Работами советских ученых-торфоведов выявлены географические закономерности распространения торфяных залежей, создана классификация их видов и типов, изучен химический и физический состав торфа. В этой области наиболее известны работы И. Д. Богдановской-Гиенэф, Е. А. Галкиной, Д.А. Герасимовой, В.С. Доктуровского, Е.К. Иванова, Н.Я. Кац, М.И. Нейгштадт, Н.И. Пьявченко, В.Н. Сукачева, С.Н. Тюремнова и др. Из числа последних работ особого внимания заслуживает монография В.Е. Раковского и Л.В. Пигулевской “Химия и генезис торфа”. Геохимические условия формирования болот в различных климатических областях детально и всесторонне рассмотрены А.И. Перельманом в книге “Геохимия ландшафта”.
В настоящее время наука о торфе и угле все еще переживает период постепенного накопления знаний в русле старой парадигмы. Но исподволь и незаметно идет работа в направлении перехода на качественно новый этап ее развития. Вероятно, произойдет он в скором будущем.
Генезис торфа
Торф - предшественник генетического ряда углей (по мнению ряда учёных). Место образования торфа - торфяные болота, встречающиеся как в долинах рек (поймы, террасы), так и на водоразделах.
Происхождение торфа связано с накоплением остатков отмершей растительности, надземные органы которой гумифицируются и минерализуются в поверхностном аэрируемом слое болота, называемом торфогенным горизонтом, почвенными беспозвоночными животными, бактериями и грибами. Подземные органы, находящиеся в анаэробной среде, консервируются в ней и образуют структурную (волокнистую) часть торфа. Интенсивность распада растений-торфообразователей в торфогенном слое зависит от вида растения, обводнённости, кислотности и температуры среды, от состава поступающих минеральных веществ. Несмотря на ежегодный прирост отмершей органической массы, торфогенный горизонт не прекращает своего существования, являясь природной «фабрикой» торфообразования. Поскольку на торфяных месторождениях произрастает много видов растений, образующих характерные сочетания (болотные фитоценозы), и условия среды их произрастания отличаются по минерализации, обводнённости, реакции среды, сформировавшийся торф на разных участках торфяных болот обладает различными свойствами. Известен так называемый погребённый торф, который отложился в периоды между оледенениями или оказался перекрытым рыхлыми отложениями разной мощности в результате изменения базиса эрозии. Возраст погребённого торфа исчисляется десятками тысячелетий; в отличие от современного, погребённый торф характеризуется меньшей влажностью. При образовании торфа, растения после отмирания, как уже было отмечено выше, попадают в сильно увлажненную, бедную кислородом среду. Здесь они не разлагаются полностью, как в почве, а только частично, поэтому их остатки из года в год накапливаются.
Если низинные растения объединяются грунтовым питанием (например, растения отрезаны от минерального дна уже сформировавшимся слоем торфа), то на низинных торфяных месторождениях начинают развиваться переходные и верховые виды торфа.
Принцип образования торфяной залежи представлен в следующей схеме:
Химический состав торфа
Ботанический вид торфообразователей имеет свой характерный, присущий данному виду химический состав, который в свою очередь обуславливается уровнем интенсивности микробиологического распада.
Растения-торфообразователи имеют в своем составе: протеин(1-30 %), жиры, воска, масла (1-30 %), целлюлозу и инкрустирующие вещества(10-50 %). Элементный состав растений-торфообразователей колеблется менее существенно и состоит из углерода (50-53 %), водорода (5,5-6,5) и азота (0,8-1,9 %).
Торф состоит из тех же групп веществ, что и растения-торфообразователи, но к ним добавляется новый класс соединений - гуминовые вещества. Процесс накопления последних в торфе является наиболее характерным для торфообразования, а переход растений в торф называется гумификацией. Исходные компоненты растений-торфообразователей претерпевают тем большие изменения, чем выше геологический и химический возраст торфа. Хотя эти понятия и не идентичны.
Группа соединений, извлекаемых органическими растворителями, получила термин «битумы торфа». Они состоят из восков, парафинов, смол и содержат парафиновые, терпеновые и ароматические углеводороды, а также такие кислородсодоржащие соединения, как спирты, кислоты, эфиры. Их количество колеблется в пределах от 1.2 до 17,7 %.
Углеводный комплекс торфа содержит водорастворимые и легкогидролизуемые вещества в количестве от 6,9 до 63 %. В них входят различные классы органических соединений (пентозы, уроновые кислоты, гексозы). Целлюлоза торфа относится к трудногидролизуемым веществам, ее содержание изменяется от 0,2 до 20 %.
Негидролизуемые вещества торфа состоят из сложной смеси веществ: лигнина растений-торфообразователей и веществ кутино-субериновой группы. Количество негидролизуемого остатка может доходить до 26 %.
Гуминовые вещества представляют собой смесь высокополимеров с разным молекулярным весом. Макромолекулы гуминовых веществ включают упорядоченные конденсированные ядра и неупорядоченную периферийную часть. При ядре и боковых участках макромолекулы гуминовых веществ находятся способные к диссоциации кислотные и основные группы, придающие этим соединениям свойства полиэлектролитов. Гуминовые соединения имеют аморфную структуру, ассоциаты которых образуются в результате непосредственного взаимодействия функциональных групп, а также через молекулы воды и многовалентные ионы. На долю гуминовых веществ приходится до 70 % органической части торфа.
Торф как растительное сырье и направления его переработки
Торф представляет собой смесь продуктов неполного превращения остатков наземных и болотных растений, видимых невооруженным глазом, с продуктами более глубокого превращения исходных растений, имеющих вид однородной аморфной массы. Разрушение органического вещества растений характеризуется степенью разложения, т.е. отношением бесструктурной части к общему количеству торфа. Он является важнейшим показателем качественной характеристики торфа и колеблется в пределах 5-70 %.
Таким образом, торф по химическому составу занимает промежуточное положение между растительным сырьем и твердыми горючими ископаемыми и чем меньше его степень разложения, тем он ближе по свойствам к растениям-торфообразователям.
Рассмотренные выше представления о свойствах торфа положены в основу технологии его переработки.
Логическим развитием лесохимии явилось создание торфохимической промышленности, которая впитала в себя опыт и приемы своей предшественницы. С одной стороны - это получение после предварительной переработки торфа и использование твердых, жидких и газообразных продуктов. С другой стороны - это мягкое извлечение из органической части торфа групп веществ в наименее измененном виде, путем обработки его органическими растворителями, щелочами, кислотами и другими реагентами.
Термолиз
Наиболее простым радикальным и широко распространенным приемом переработки торфа является термолиз. Нагревание торфа выше 1400С приводит к изменению его состава, причем эти изменения тем глубже, чем выше конечная температура нагревания. В результате такой обработки образуется большое число различных новых соединений. Следует отметить, что термическая переработка торфа значительно поднимает его ценность как химического сырья. В последнее время появился ряд новых способов переработки торфа: механохимическая, электроимпульсная, радиационная.
Гидролиз
Ко второму направлению получения химических продуктов на основе торфа относится гидролиз.
В гидролизатах торфа обнаружен широкий спектр аминокислот, карбоновых, уроновых кислот, гуминовых веществ и других соединений, способных активизировать или ингибировать разнообразные биологические процессы. Конечными продуктами являются кормовая меласса, белковые кормовые дрожжи, осахаренный торф.
Экстракция
В промышленных масштабах осуществлен процесс получения битумов путем экстракции торфа бензином (нефрасом). Получаемые при этом торфяной воск и смола служат базой для производства десятков новых препаратов, нашедших применение в разных областях - от модельных составов для точного литья до медицинских препаратов. Разработаны и осуществлены в промышленном масштабе две технологии получения из торфа биологически активных экстрактов. Это получение из смолы торфяного воска этанольного экстракта и выделение непосредственно из торфа СО2-экстракта. Этанольный экстракт смолы торфяного воска обогащен биологически активными веществами и характеризуется высоким терапевтическим эффектом при лечении костных, стоматологических и гинекологических заболеваний. Экстракты по второй технологии по своему химическому составу близки к этанольному экстракту смолы торфяного воска, но дополнительно обогащены эфирными маслами, обеспечивающими повышенное антимикробное действие. Эти свойства способствуют получению стерильных лечебных экстрактов для лечения заболеваний.
Большой класс материалов может быть получен на основе гуминового комплекса. Это стимуляторы роста растений, красители, ингибитор коррозии, поглотитель радионуклидов.
Химическая модификация торфа
Значительный интерес представляют процессы химической модификации торфа. Эта область очень мало исследована и прообразом могут служить процессы химической переработки древесины.
Особый интерес в данном направлении представляют ботанические чистые виды торфа, т.е. сложенные на 85-95 % из какого-либо одного вида растения-торфообразователя.
Естественные ресурсы торфа требуют комплексного подхода при организации торфяных производств. Использование торфа торфяных месторождений не должно быть однообразным, а должно определяться условиями залегания месторождения, его природными особенностями, составом и свойствами сырья. Поэтому использование органической части торфа эффективно в комплексных схемах переработки. Например, остаток после извлечения битумов можно использовать для получения гуматов, активных углей, а остаток после гидролиза - для производства биологически активных препаратов или комплексных органоминеральных удобрений.
Применение торфа
С древних времён человек обращал свой интерес на торф. Сохранились сведения, в которых торф называется "возгораемой землёй". Она служила для разведения огня при готовке пищи у западных европейцев. Об этом свидетельствуют труды римского историка Плиния Старшего, жившего в 1 столетии н.э. Однако широкая добыча и применение торфа в Западной Европе началось в XII-XVII веках. Жители Российской Империи узнали о чудесных свойствах торфа во времена правления Петра I. Именно он в 1696 году начал добывать этот природный материал в Воронеже. Искали торф и в окрестностях Азова. Причиной тому послужило то, что была нехватка дров в этих районах.
С течением времени торф начали применять как торфяной кокс. Использовали его и при выработке осветительного газа. Пиком промышленного использования смолы и торфяного полукокса принято считать XIX-XX века.
Во время индустриализации и Великой Отечественной войны в Советском Союзе торф применялся как энергоноситель. Его использовали на заводах Урала и Сибири. Газогенераторная станция Уралмашзавода в Свердловске использовала для своей работы горючий газ, который получался из торфа в процессе пиролиза. Горючий газ применялся в военной промышленности при всех технологических процессах, в которые входили и газосварка с плавильным производством. В послевоенные годы в СССР во время пятилетних планов интенсивно развивалась торфяная топливная промышленность. После открытия Западно-Сибирской нефтегазовой промышленности значение торфа в Советском Союзе было уже не таким значительным.
В качестве последнего крупного проекта, в котором как энергоноситель применялся торф, стало строительство и запуск энергоблок Ново-Свердловской ТЭЦ. За год на энергоблоке сгорало 5 млн. тонн торфа. Применение торфа в качестве энергоносителя прекратили в 80-х годах. Это связано с причиняемым вредом природе. Все объекты перевели на природный газ.
В настоящее время торф нашёл себе применение в медицине, биохимии, сельском хозяйстве, животноводстве, энергетике. Новейшие технологии в промышленности дают возможность выпускать весьма плодородные грунты, применяемые в качестве почвы под пищевые растения; удобрения; стимуляторы, позволяющие ускорить рост растений; материалы для изоляции; упаковку; графит и активный уголь, а также многое другое.
В Европе, в настоящее время получили распространение торфяные ванны, обладающие лечебным эффектом. Во многих известных SPA-лечебницах применяют торфяные ванны для лечения ревматизма и артрита. С большим вниманиям сейчас относятся к исследованиям лечебных свойств торфа.
Торф уже известен и как лекарство. Из него производят ряд целебных препаратов. К примеру «торфот» лекарство, незаменимое при лечении болезней сердца, почек, экземы, отслоения сетчатки. Его применяют в качестве средства, регулирующего метаболические процессы в организме человека.
Входящие в состав торфа пушицивые нити можно использовать при изготовлении тканей. В Финляндии, к примеру, уже существует одежда, ткани, изготовленная с применением торфа. В конце прошлого века на выставке в Антверпене в Голландии были продемонстрированы прочные ткани из торфа - ковры, половики, попоны.
Торф может быть использован как абсорбирующий материал при ликвидации экологических аварий различного типа. Смесь торфа и активированного угля используется для очистки воздуха. Обработанный торф применяется для поглощения нефти с поверхности океана или побережья, для очистки сточных вод от ряда красителей, фенола, нитратов, фосфатов, ионов тяжелых металлов, жиров, протеинов.
Эскимосы строят жилища из двух слоев: внутреннего - торфа и внешнего снега, получаются очень теплые домики!
Верхний слой сфагнового торфа может применяться в целлюлозно-бумажной промышленности: для изготовления твердых сортов бумаги, картона.
При химической переработке кускового торфа под действием высоких температур происходит выделение до 98% углерода - получается углеродный восстановитель металла - кокс, имеющий широкое применение в металлургии.
Торфяные фильтры используются в аквариумах! Многие тропические воды обладают большей или меньшей кислотностью. Речь идет о гуминовых кислотах, которые выделяются древесиной и листвой. Воду для аквариума пропускают через торф, чтобы она вбирала в себя содержащиеся в нем вещества. Многие виды декоративных рыб происходят из особо чистых и «кислых» вод. С применением торфа можно создать для них условия, близкие к естественным.
Первое упоминание о Виски(Whisky) датируется 1494 годом, а широкого распространения он достиг в 1700 году. С тех времен по сегодняшний день при приготовлении Шотландского Виски используется торф. По классической технологии, ячмень сначала замачивают на пару дней в воде, а затем рассыпают тонким слоем по полу солодильни для проращивания. Крахмалы при этом преобразуются в сахара, которые впоследствии служат пищей для спиртообразующих грибков - дрожжей. Через 5-7 дней получился солод (malt). В этот момент рост ячменя надо остановить, и его для этого подсушивают в килне - специальном помещении с дырчатым полом, под которым разводят огонь. Топливо используют для Шотландии типичное - торф. Торф очень плохо горит, выделяя дым, имеющий весьма характерный запах. Дым, пройдя сквозь зерно, выходит из помещения через отверстие в крыше. Торф придает виски его несравненный запах и вкус. Солодовый виски, так же как коньяк или арманьяк, обладает практически уникальной среди крепкоалкогольных напитков особенностью приобретать специфический вкус в зависимости от места производства.
Загрузка...
