Торф (устар. турф[1]) — осадочная рыхлая горная порода, находящая применение как горючее полезное ископаемое. Торф образуется в процессе естественного отмирания и неполного распада болотных растений в условиях избыточного увлажнения и затруднённого доступа воздуха. Здесь они разлагаются не полностью, как в почве, а только частично, их остатки из года в год накапливаются. Интенсивность накопления избыточной влаги и развитие торфообразовательного процесса зависят от климатических, геологических, гидрогеологических и геоморфологических условий.
В умеренных, северных и субарктических регионах, где отрицательные температуры в течение длительного периода зимой уменьшают скорость разложения, торф образуется из мхов, трав, кустарников и небольших деревьев. Во влажных тропиках он образуется из деревьев тропических лесов (листья, ветви, стволы и корни) при почти постоянно высоких температурах.
По внешнему виду торф в естественном состоянии представляет относительно однородную по составу и окраске массу чёрного или темно-коричневого цвета различных оттенков. При малой степени разложения торф по внешнему виду представляет собой волокнистую массу светло-жёлтой окраски, с хорошо сохранившимися тканями растений. Торф высокой степени разложения представляет собой слоистую или землистую массу темно-коричневой и чёрной окраски[2].
Торф имеет множество применений: в энергетике как топливо для производства электроэнергии, тепла на электростанциях или непосредственно как источник тепла для промышленных, жилых и других целей; в садоводстве и сельском хозяйстве в качестве удобрения; в химической технологии и медицине для получения активированного угля, смол и воска, лекарственных препаратов и пр.
Как топливо, торф является химически и геологически наиболее молодым ископаемым твёрдым топливом и обладает высоким выходом летучих Vг = 70 %, высокой влажностью Wр = 40...50 %, умеренной зольностью Ас = 5...10 %, низкой теплотой сгорания Qрн = 8,38...10,47 МДж/кг (высшая теплота сгорания органической массы составляет 21,4...24,7 МДж/кг). Количество углерода в горючей массе (без влаги и золы) составляет около 58 %[3].
Запасы торфа в мире
правитьПо разным оценкам, в мире от 250 до 500 млрд тонн торфа (в пересчёте на 40 % влажность), он покрывает около 3 % площади суши. При этом в северном полушарии торфа больше, чем в южном; заторфованность растёт при движении к северу и при этом возрастает доля верховых торфяников. Так,
- в Германии площади торфяников занимают 4,8 %,
- в Швеции — 14 %,
- в Финляндии — 30,6 %.
- В России доля занятых торфяниками земель достигает 31,8 % в Томской области (Васюганские болота) и 12,5 % — в Вологодской. Также большое количество залежей торфа есть в Республике Карелия, Республике Коми, ряде западных областей (особенно в Рязанской, Московской, Вл��димирской областях).
- Достаточные запасы торфа имеются на Украине (месторождение Морочно-1).
- Также большие запасы торфа имеются в Индонезии, Канаде, Белоруссии, Ирландии, Великобритании, ряде штатов США[4].
По оценкам канадской Peat Resources (2010 год), на первом в мире месте по запасам торфа (170 млрд т) — Канада, на втором — Россия (150 млрд т)[5].
Возобновление торфа в России оценивается в 260—280 млн тонн в год[6].
Добыча торфа осуществляется с помощью специальных машин или механизированных комплексов.[7]
В последние годы ежегодный мировой объем добычи торфа превышает 16 млн. тонн, в том числе около 10 млн. тонн для сельского хозяйства и около 6 млн. тонн – для тонн для топлива. Топливный торф в промышленных масштабах добывается в Беларуси, Финляндии, России, Швеции, Украине, Эстонии, Литве и Латвии, а также на Африканском континенте – в Руанде. Во всех торфодобывающих странах, за исключением Руанды, ведется добыча торфа для сельскохозяйственных нужд.
Республика Беларусь по состоянию на 2022 год является мировым лидером как по добыче торфа так и по производству топливных брикетов.
По объемам добычи торфа все страны можно условно разделить на следующие группы:
- 1 группа – страны добывающие более 2 млн. тонн торфа в год (Беларусь и Финляндия).
- 2 группа – страны добывающие от 1,5 до 2 млн. тонн в год (Канада, Россия, Германия).
- 3 группа - страны добывающие от 1,0 до 1,5 млн. тонн в год (Латвия и Эстония).
- 4 группа – страны добывающие от 0,5 до 1 млн. тонн в год (Швеция и Литва).
- 5 группа – страны добывающие от 0,1 до 0,5 млн. тонн (США, Украина, Польша)
- 6 группа - страны добывающие менее 0,1 млн.тонн (Чехия, Испания, Франция, Руанда).
Несмотря на прекращение промышленной добычи торфа в Ирландии, местные фермеры вручную добывают ежегодно около 1 млн. тонн резного торфа для отопления своих жилищ и хозяйственных построек.
Торфяная земля
правитьИз верхового, реже из низинного разложившегося торфа заготавливаются торфяная земля и торфяной перегной, используемые в садоводстве и декоративном цветоводстве[8].
Торф улучшает плодородие земли. Для употребления в качестве компонента почвенных смесей для комнатных и оранжерейных растений дернины торфа выветривают в низких и широких кучах три года, поскольку в свежевыкопанных торфяных дернинах имеются вредные для большинства растений вещества (кислоты). Для ускорения выветривания и вымывания кислот производят регулярное перелопачивание. Почвенные смеси на основе торфа характеризуются значительной влагоёмкостью. В смеси с песком торфяная земля применяется для посевов мелких семян и в качестве основного компонента при приготовлении земляных смесей для многих растений защищенного грунта.
Классификация торфа
правитьЗольность торфа (несгорающий остаток, образующийся из минеральных примесей топлива при полном его сгорании) по вместимости золы делят на:
- малозольный (менее 5 %),
- среднезольный (5—10 %),
- высокозольный (более 10 %).
Зольность определяется озолением пробы топлива в муфельной печи и прокаливанием зольного остатка при температуре 800—830 °C.
Экологические функции
правитьТорфообразование продолжается и в настоящее время. Торф выполняет важную экологическую функцию, накапливая продукты фотосинтеза и таким образом аккумулируя в себе атмосферный углерод.
После осушения торфяной залежи из-за доступа кислорода в торфе начинается активная деятельность аэробных микроорганизмов, разлагающих его органическое вещество. Этот процесс называется минерализацией, в ходе него углекислый газ выделяется со скоростью, на порядок превосходящей скорость его аккумуляции в ненарушенном болоте[9].
Опасность представляют торфяные пожары, которые могут произойти в осушённых торфяниках.
На торфяных залежах образуются органогенные торфяные почвы. Оторфованность может наблюдаться в верхних горизонтах минеральных почв при длительном переувлажнении или в холодном климате.
При затоплении торфяников водами водохранилищ, массы торфа иногда всплывают, образуя плавучие острова.
Применение в науке
правитьРастительное происхождение торфа впервые установил М. В. Ломоносов.
Так как торф достаточно быстро накапливается и хорошо компрессируется при перегнивании, в торфяниках отлагаются привнесённые в него вещества. Поверхность торфяника неровная, и вещества, выпавшие на него, обычно плохо выдуваются обратно ветром. По причине перегнивания и более-менее равномерного сжатия эти вещества хорошо прослеживаются в переслоениях уплотнившегося торфа[10].
При извержениях вулканов выпавшие пеплы хорошо прослеживаются в торфяниках, а органическое вещество торфяников выше и ниже отложившегося пепла поддаётся датировке радиоуглеродным методом. В тефрохронологии это распространённый метод датировок выпавших вулканических пеплов, который широко применяется в Японии, на Курилах, на Камчатке, на Алеутских островах и Аляске. Также в прибрежных торфяниках отлагается песок, который выносят волны цунами. Таким образом можно датировать извержения вулканов и крупные цунами, случившиеся 4000 и более лет назад.
Советские и российские учёные в области торфа
править- Антонов, Василий Яковлевич (1909—1985)
- Афанасьев, Алексей Егорович (1936—2014)
- Вавилов, Пётр Михайлович (1872—1926)
- Варенцов, Владимир Семёнович (1900—1972)
- Веллер, Михаил Абрамович (1875—1966)
- Воларович, Михаил Павлович (1900—1987)
- Горячкин, Виктор Георгиевич (1894—1968)
- Зюзин, Владимир Александрович (1897—1971)
- Наумович, Василий Митрофанович (1916—1992)
- Раковский, Владимир Евгеньевич (1900—1988)
- Севергин, Василий Михайлович (1765—1826)
- Сидякин, Сергей Алексеевич (1898—1960)
- Солопов, Сергей Георгиевич (1901—1975)
- Тюремнов, Сергей Николаевич (1905—1971)
См. также
правитьПримечания
править- ↑ Севергин В. М. Подробный словарь минералогический Архивная копия от 13 апреля 2014 на Wayback Machine, содержащий в себе подробное изъяснение всех в минералогии употребительных слов и названий, также все в науке сей учиненные новейшие открытия: В 2 т. СПб.: тип. ИАН, 1807: Т. 2. Стлб. 518.
- ↑ Гамаюнов, С.Н. Торф и агробизнес: учебное пособие / С.Н. Гамаюнов. Изд. 2-е, перераб. и доп. Тверь: ТГТУ, 2011. 120 с.
- ↑ Теория горения и топочные устройства. Под ред. Д. М. Хзмаляна. Учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений. М., «Энергия», 1076. 488 с. с ил
- ↑ Добыча и использования торфа. ОАО «ВНИИТП». Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 10 июня 2017 года.
- ↑ Александра Терентьева. Торф вместо молока Архивная копия от 5 декабря 2014 на Wayback Machine // Ведомости, 14.12.2010, № 236 (2754) (Дата обращения: 14 декабря 2010)
- ↑ Зайченко В. М.. Распределённая энергетика. ПостНаука (25 ноября 2014). Дата обращения: 30 ноября 2014. Архивировано 4 декабря 2014 года.
- ↑ B. F. Zyuzin, T. B. Yakonovskaya, A. I. Zhigulskaya. A systematic approach to the peat machines and equipment classification development(Системный подход к развитию классификации торфяных машин и оборудования(русская версия на сайте журнала https://mst.misis.ru) (ru, en) // Gornye nauki i tekhnologii = Mining Science and Technology (Russia). — 2022-11-30. — Т. 7, вып. 4. — С. 320–329. — ISSN 2500-0632. — doi:10.17073/2500-0632-2022-06-06. Архивировано 4 января 2023 года.
- ↑ Торфяная земля
- ↑ Экологии и охраны окружающей среды. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 10 июня 2017 года.
- ↑ Научные приложения. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 31 мая 2017 года.
Литература
править- Чуханов З. Ф., Хитрин Л. Н., «Энерготехнологическое использование топлива», М., 1956.
- Торфяные месторождения и их комплексное использование в народном хозяйстве, М., 1970.
- Использование торфа и выработанных торфяников в сельском хозяйстве, Л., 1972.
- Торф в народном хозяйстве, М., 1968.
- Лиштван И. И., Король Н. Т., Основные свойства торфа и методы их определения, Минск, 1975.
- Тюремнов С. Н., Торфяные месторождения, М., Недра, 1976.
- Оленин А. С., Марков В. Д. Клад Солнца. — М.: Мысль, 1983. — 111 с. — 60 000 экз.
- A. F. Bowman, Soils and the Greenhouse Effect, 1990.
- Безуглова О. С. Торф и торфяные компосты. Удобрения и стимуляторы роста. Дата обращения: 22 февраля 2015.
Статьи
- Торф // Большая российская энциклопедия. Том 32. — М., 2016. — С. 313—314.
- Торф // Техническая энциклопедия. Том 23. — М.: Советская энциклопедия, 1934. — Стб. 746—763.
Нормативные документы
- ГОСТ 21123-85 Торф. Термины и определения