Горючее полезное ископаемое

Торф - ценнейшее полезное ископаемое.
Неправы те, кто убежден в его высокой кислотности и непригодности для садовых культур.
Правда, использовать его нужно с умом.
Из этой статьи вы узнаете о видах торфа, его составе, применении, преимуществах.

Особенности природного материала

Торф являет собой перегнившие остатки растений и животных. В природе образуется при условии недостатка кислорода и высокой влажности, поэтому добывается обычно на болотах или долинах водоемов. В силу высокого содержания углерода (до 60%) считается горючим материалом.

Полезное ископаемое имеет плотную структуру, черный или коричневый оттенок, поскольку органические остатки смешиваются с землей. Обычно добывается с поверхности почвы.

Однако торфяные залежи могут образовываться тысячи лет. Поэтому некоторые месторождения расположены на глубине до 10 м.

Это служит одним из критериев его классификации.

Виды и состав торфа

В зависимости от условий происхождения полезное ископаемое делят на три группы:

• верховой;
• низинный;
• переходный.

Верховой торф на 95% состоит из перегнивших растений. Образуется он на возвышенных участках - например, берегах рек. Показатель кислотности невысок (рН = 3,5-4,5 ), степень разложения слаба. Долгое время сохраняет свои свойства, поэтому применяется на огороде раз в 2-3 года.

Низинный торф образуется в оврагах, поймах рек. Имеет слабокислую реакцию (рН = 5,5-7,0 ), поэтому призван снижать кислотность почв. Больше других типов торфа ценен как источник минералов - фосфора и азота, содержание которых равно 1% и 3% соответственно. Также включает углерод (до 60%), водород (5%), серу и калий (менее 2%).

Переходный тип торфа по свойствам и составу занимает промежуточное положение. Еще ископаемое классифицируется по группам растительности, из которых образовано.

Таковых шесть:

• Древесный торф – с высоким содержанием древесных остатков;
• Древесно-травяной – около 30% дерева, остальное - травы;
• Древесно-моховой – до 65% мха, 35% древесных остатков;
• Травяной – дерево, мох, трава в соотношении 10/30/60);
• Травяно-моховой – дерево/трава/мох в соотношении 10/40/50;
• Моховой – до 70% мха.

Столь обширная классификация вынуждает внимательно относиться к применению удобрения при выращивании садовых культур.

Достоинства

Торф любого типа обладает целым набором полезных свойств и преимуществ. Некоторые приведены ниже:

• Подпитка истощенной почвы;
• Придание пористости земле - это положительно влияет на удержание влаги;
• Торф - природный антисептик, очищающий землю от бактерий и поддерживающий полезную микрофлору;
• Безвреден для экологии (ввиду низкой концентрации серы);
• Торф содержит гуминовые кислоты, ускоряющие рост культур;
• Сохранение свойств длительное время (верховой - до 3 лет, низинный - минимум 1 сезон);
• Минимизирует усадку почвы;
• Выступает хорошим теплоизолятором, защищает корни растений от холодов.

Также органический материал безопасен для человека. Зола, образующаяся после сгорания торфа, содержит меньше вредных веществ (той же серы), чем угольный шлак.

Применение торфа

Переходный или верховой тип ископаемого используется для повышения кислотности плодородной почвы.

Торф разрыхляет землю, облегчает доступ воздуха к корням растений, лучше удерживает влагу.

Благодаря ему целинная или запущенная земля становится пригодной для выращивания сада либо огорода.

Основные сферы применения торфа - сельское хозяйство и энергетика.

В первом случае материал служит органическим удобрением, во втором - топливом (из ископаемого делают торфяные брикеты).

Также он используется для создания торфяных туалетов.

Чтобы применение торфа принесло ожидаемые результаты на садовом участке, дадим несколько советов:

• При внесении в почву торф разбрасывают вилами по грядкам, при этом 10-15 кг на 10 м2 вполне достаточно;
• Почва обогащается либо поздней весной, либо ранней осенью;
• Если положить кучку торфа в ямку, куда высаживается дерево или кустарник, он поможет корням быстрее адаптироваться к новому месту;
• Для дачного участка лучше подойдет верховой торф - после его внесения почву не придется обогащать 2-3 года;
• При покупке надо смотреть, чтобы в удобрении не было лишних включений (веток, палок, камней);
• Торф обязателен к использованию в теплицах - в плодородной смеси его концентрация составляет 40%; остальное приходится на садовую почву, золу, навоз, опилки.

При высаживании рассады будьте внимательны - возможно, плодородный грунт уже содержит необходимое количество материала. Избыток торфа вызовет «перегорание» растений.

Удобрение благоприятно влияет на урожайность овощей, ягод, кустарников, декоративных культур.

Торф - целая экосистема, состоящая из множества компонентов. Его обязательно нужно использовать на садовых участках, ведь вряд ли есть природный материал с таким сбалансированным составом.

Торф - ценнейший природный биологический материал. Из всех видов твердых топлив - это самое молодое отложение, образующееся естественным образом, путем разложения отмерших частей деревьев, кустарников, трав и мхов, в условиях повышенной влажности и ограниченного доступа кислорода.

Процесс образования твердых топлив можно представить в следующем виде:

Растения > Торф > Бурый уголь > Каменный уголь > Антрацит

Сухое вещество состоит из продуктов распада, растительных остатков и минеральных включений - все они при определенных условиях - торфообразователи. Отдельные слои торфа включают остатки нескольких торфообразователей, поэтому торф разнороден по ботаническому составу.

Группы растений атмосферного питания - образуют торф верхового типа, торфообразователи питающиеся грунтовыми водами - низинный торф. В зависимости от возраста и условий образования (исходный материал, климатические условия) торф имеет:

• различную степень разложения и цвет: от светло-коричневого до коричнево-черного
• от этих же условий зависит его структура
• кислотность (РН)
• влагоемкость
• содержание макро и микроэлементов
• энергетическая ценность и другие параметры.

При образовании , растения после отмирания, 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.

Применение торфа

Торф применяется в сферах:

• сельского хозяйства и животноводства
• медицине, биохимии и энергетике.

Развитие современных технологий производства позволяет получить:

• высокопродуктивные почвы для выращивания продуктов питания
• удобрения
• вещества-стимуляторы роста и развития семян
• изоляционные и упаковочные материалы
• углеродный восстановитель метала
• активные угли
• графит.

Основные сферы применения можно разделить на две группы: энергетика и сельское хозяйство.

Использование торфа как ценного биотоплива

Использование торфа как топлива обусловлено его составом: большим содержанием углерода, малым содержанием серы, вредных негорючих остатков и примесей. По сути, это молодой уголь. Основными недостатками этого вида являются: более низкая, чем у угля энергетическая калорийность и трудности сжигания из-за высокого содержания влаги (до 65%), однако:

• низкая себестоимость производства
• экологическая чистота сгорания (малая доля серы)
• полное горение (малый остаток золы)
• появившиеся новые технологии сжигания.
• более дешевой, чем при использовании каменного угля и жидкого топлива;
• более экологически чистой.

В качестве топлива торф применяется в:

• Фрезерный (измельченный) торф в виде россыпи для сжигания во взвешенном состоянии
• Полубрикет (кусковой) торф, малой степени прессования, производимый непосредственно на торфяной залежи
• Торфяной брикет, высококалорийный продукт большой степени прессования на технологическом оборудовании, заменяет каменный уголь.

Торф имеет несколько важных качеств, определяющих его ценность для земледелия:

• Улучшает структуру почвы, ее водно-воздушные свойства. Являясь основой среды обитания любого растения и влагорегулятором, обеспечивает оптимальные условия получения продукции во всех климатических зонах.
• Не являясь богатым по наличию макро и микроэлементов, содержит уникальные компоненты: Гуминовые кислоты-стимуляторы роста и развития, Аминокислоты - необходимые для перевода некоторых элементов питания в форму, доступную для растения.
• Обладает бактерицидными свойствами, большой газопоглотительной способностью, одинаково необходим для любых типов почвы.

В сельскохозяйственном производстве торф делят на две группы:

• Легкий (или светлый) - торф верхнего слоя залежи со степенью разложения до 15%. Это молодой слаборазложившийся торф характеризует малый удельный вес - от 150 до 250 кг/м3, большая газо - и водопоглотительная способность, но меньшее содержание гуминовых и аминокислот, вследствие незаконченности процессов разложения
• Тяжелый (или темный) - торф нижних слоев, со степенью разложения более 15%. Это более "зрелый" торф, с удельным весом от 350 кг/м3, высоким содержанием гумуса, но меньшими чем у легкого газо - и водоудерживающими свойствами.

В земледелии, торф применяют:

• В чистом виде, как улучшитель структуры обрабатываемой почвы для аккумулирования и длительного удержания влаги, а также среды способствующей увеличению кислородообменных процессов
• По технологии, получившей в последнее время наибольшее распространение (в теплицах, "многоэтажное" выращивание), из торфа готовят субстрат, т.е. используя торф как основу, его смешивают с набором микро и макроэлементов, необходимых растению. Таким образом получают готовый качественный грунт, который можно сделать с учетом вида растения, климатических особенностей среды обитания, условий созревания плодов и т.д
• Как сырье для приготовления органических удобрений
• Торфяные блоки, используемые для устройства газонов и укрепления откосов земляных насыпей, каналов и водоемов (на площадях с осушенной торфяной залежью верхового типа выращивают травосмесь из семян многолетних злаковых трав, затем разрезают на ленты и скручивают в рулон)
• Торфяные блоки, используемые для выращивания рассады (пористая гидрофильная плита из нейтрализованного верхового торфа, разделенная на квадратные посевные ячейки с лунками для закладки семян или проростков).

Использование торфа в медицине, биохимии, промышленности:

• В медицине, биохимии и промышленности торф используют в качестве абсорбентов, фильтрующих элементов, газопоглотителей разного рода, используются активные угли.
• Активные угли - это продукт глубокой переработки торфа, получаемый в результате химического изменения торфяной крошки под действием высоких температур без доступа других химических реактивов. В этом технологическом процессе происходит выделение газов, воды и дегтя с образованием твердого остатка, который значительно отличается от исходного торфа по составу и свойствам - этот остаток и есть активный уголь.
• В процессе химической переработки кускового торфа под действием высоких температур происходит выделение до 98% углерода. В результате этого получается углеродный восстановитель металла - кокс, имеющий широкое применение в металлургии. Кроме того, кокс используется как высоко-энергетическое бытовое топливо (каминное, гриль топливо).

50-60%, 5-6,5%, 30-40%, 1-3%, 0,1-1,5% (иногда 2,5) на горючую массу. В компонентном составе органической массы содержание водорастворимых 1-5%, 2-10%, легкогидролизуемых соединений 20-40%, 4-10%, 15- 50%, 5-20%.

Торфяные месторождения - промышленные скопления , четко ограниченные территориально и не связанные с др. скоплениями. Размер площади, занимаемой торфяными месторождениями и болотами в мире, составляет около 350 млн. га, из них около 100 млн. га имеет промышленное значение. На территории Западной Европы расположен 51 млн. га, Азии - свыше 100 млн. га, Северной Америки - свыше 18 млн. га. Данные о запасах и его добыче в СССР и за рубежом приведены в табл. 2. Разведанные запасы в СССР по районам приведены в табл. 3.

Изученность торфяного фонда по экономическим районам страны неравномерна. Так, в Центральном районе РСФСР свыше 70% фонда разведано детально, а в Западно-Сибирском детальная разведка составляет 0,6% фонда района и 82,8% - прогнозная оценка.

Поиск торфяных месторождений включает анализ картографических и аэрофотосъёмочных материалов, поисково-разведочный этап дополняется полевыми работами. Предварительная разведка выполняется на месторождениях площадью свыше 1000 га для определения целесообразности их использования. Детальная разведка производится с целью получения данных для составления проекта разработки и использования торфяного месторождения.

Северо-Западный

Центральный

Центрально-чернозёмный

Волго-Вятский

Поволжский

Уральский

Западно-Сибирский

Восточно-Сибирский

Дальневосточный

Калининградская область

Украинская ССР

Белорусская ССР

Латвийская ССР

Литовская ССР

Эстонская ССР

Грузинская ССР

Армянская ССР

Разработка торфяных месторождений. Разработке предшествуют осушение и подготовка поверхности. Подготовка поверхности месторождения выполняется после сооружения осушительной сети и окончания предварительного осушения залежи (рис. 3 ). Независимо от того, для каких целей будет использоваться залежь, с её поверхности удаляется древесная, а иногда и моховая растительность, разрабатываемый слой залежи на глубине 25-40 см освобождается от древесных включений или они измельчаются на фракции менее 8-25 мм. Разделённая картовыми канавами и валовыми каналами на определённые участки (карты) поверхность поля планируется в продольном направлении перпендикулярно валовым каналам и профилируется с поперечным уклоном в сторону картовых канав шнековым профилировщиком. Выполнение этих работ способствует понижению уровня грунтовых и уменьшению торфяной залежи до 86-89%, что обеспечивает производительную работу механизмов по добыче, и уборке . Все операции подготовки поверхности торфяного месторождения механизированы (см. Торфяные машины). Удаление древесной растительности при подготовке включает срезку (валку) деревьев и кустарника с одновременным пакетированием и укладкой деревьев в пакетах на поверхность залежи специальной машиной (рис. 4 ). Затем пакеты грузятся на тракторные прицепы-самосвалы и вывозятся на промежуточные прирельсовые склады. Пни и древесные включения корчевальными машинами извлекаются из залежи или перерабатываются машинами глубокого фрезерования (рис. 5 ) с последующей и вывозкой древесных остатков за пределы полей. Для получения с усреднёнными кондиционными свойствами применяются машины для залежи или дренажно-обогатительные машины, извлекающие фрезами или барами торфяную массу из слоя залежи, перерабатывающие и расстилающие слой на поверхности поля. Мелкие древесные остатки и щепа убираются с рабочей поверхности карт машинами с накалывающим или барабанно-цепным рабочим органом.

Высокой степени разложения находит разнообразное применение в сельском хозяйстве (табл. 4). Его используют для приготовления компостов (рис. 7 ), смесей с и , для производства торфоаммиачных и торфоминерально-аммиачных

Виски с запахом торфа. Знаменитый шотландский напиток готовится при помощи природного горючего. Его поджигают под дырчатым полом, на котором набросан ячмень. Будучи замоченными и давшими солод, зерна надо подсушить. Торф горит медленно и сильно дымит. Дым выходит через отверстия в крышах килн.

Это строения для брожения и просушки ячменя. На пути к выходу, торфяной дым пропитывает зерна, что и придает шотландскому виски характерный аромат. Торф используют, поскольку страна богата его залежами. Выясним, чем является природное горючее, каковы его свойства и сферы применения.

Что такое торф?

Природное горючее является полезным ископаемым . Торф геологи относят к горным породам. На материал не походит. Но, не стоит забывать, что в природе встречаются рыхлые породы к примеру, .

Торф же напоминает землистую массу. В ее составе преобладает органика, которой не менее 50%. В основном, это остатки растений. Растительность болотная, поскольку именно в болотах торф и образуется. Водоросли и прочая флора отмирают, опускаются на дно и начинают гнить. Дабы процесс запустился, нужен дефицит кислорода.

Сгорание торфа обусловлено как раз наличием органики. Возможно самовоспламенение. Оно часто возникает при осушении торфяников. Окисляясь, они загораются от жары, удара молнии, перенимают на себя обычные лесные пожары.

Рыхлая, коричневая масса с остатками растительности не полыхает, а медленно тлеет. Не видно , лишь дым. Пока торфяная масса не прогорит полностью, до нижнего горизонта, пожар не остановится. Поэтому, тление породы может длиться годами. О прочих особенностях торфа расскажем в следующей главе.

Свойства торфа

Торф – класс водопроницаемых пород. Поэтому, массы ископаемого всегда влажные. Вода, проходящая через торф, очищается. Тяжелые , к примеру, оседают в породе. Так в торфе появляется неорганическая составляющая. Вода же на выходе становится чистой, безвредной для .

От степени увлажненности слоя торфа зависит его плотность. У водянистой породы она от 800-от до 1080-ти килограммов на кубический метр. Сухой торф плотнее. На кубический метр приходятся уже 1 400-1 700 кило.

Если плотность еще больше, это уже каменный торф , а точнее, . Именно в него постепенно преобразуется герой . К моменту перехода в каменный уголь, в торфе остается менее 50% органики. Уходят, так же, целлюлоза и .

Из-за наличия в составе неорганической части, любой торф золен. Дело лишь в степени зольности. Определяют ее, сжигая образец породы. Органика выгорает. Процент оставшейся золы показывает содержание , минералов.

Важен и процент перегноя в торфе . Перегноем именуют растительные останки, разложившие до такой степени, что уже нет запаха разложения. Такая масса торфа темная.

Поэтому, и порода с высоким содержанием перегноя почти . Самые светлые образцы ископаемого – относительно молоды. Органика в них еще не успела пройти весь цикл разложения.

Важным свойством торфа в почве , так же, является кислотность. Она зависит от количества в породе . При его обилии ископаемое не кислое. Такое ценится наиболее высоко.

Кислым является торф с минимальным содержанием кальция. Здесь есть намек на подразделение породы. У нее есть виды. Точные свойства зависят именно от классификации. К ней и перейдем.

Виды торфа

По характеру залегания бывают низинный и верховой торф . Последний образуется, в основном, из сфагнума, пушицы, багульника, вереска и сосны. Кальция в породе мало. Поэтому, верховой торф всегда кислый.

К тому же, такая порода бедна, то есть, в ней минимум зольных элементов и перегноя. А вот влаги в верховом слое, как правило, много. Это связано с напитанностью атмосферными осадками.

Торф низинный напитан грунтовыми водами, богат золой, то есть, минеральными компонентами. Против 2% зольности верховой породы встают 6-18% минеральных составляющих.

Соответственно, в ископаемом много кальция, а значит, среда у низинного торфа нейтральная, либо слабокислая. Богат низинный торф и на органику. Ее не менее 70%. В основном, это перегнившие осока, ольха и разновидности мха.

В плане залегания название подклассов неявное. Верховой торф не обязательно находят вблизи поверхности болот, а низинный – у их дна. Зато справедливо утверждение, что обедненное ископаемое обнаруживают в местностях с суровыми условиями климата, бедной растительностью. Обычно, это равнинные болота без подводных источников. Такие водоемы «питаются» лишь талым снегом, дождевой водой.

Грунт-торф низинного типа образуется в болотах, расположенных в оврагах, вблизи русел рек. Необходимо наличие грунтовых вод. Они всегда насыщены минералами, которые передаются торфу, обеспечивая ему высокую зольность.

Кстати, ученые выделяют еще и переходную стадию породы. Ее зольность составляет 3-5%. Обычно, это низинный торф, но еще не закончивший свое формирование.

Добытчики ископаемого иначе отвечают на вопрос, какой бывает торф . Говорят о резной разновидности, экскаваторной породе, фрезо- и гидроторфе. Что это за классификация разберемся ниже.

Добыча торфа

Последняя классификация связана со способами добычи торфа. Когда-то он был всего один. Породу выкапывали лопатами, вручную. Теперь, для добычи торфа используют технику. Первый ее вид – гидромеханизмы.

Отсюда и название гидроторф. Его добывают, размывая струей высокого давления. Остается высосать породу торфососом. Метод сложен и дорогостоящ, а посему, оправдан лишь в масштабных хозяйствах.

Фрезоторф добывают фрезерным барабаном. Им срезают слои породы в открытых залежах. Это самый распространенный способ добычи ископаемого. Так извлекают 80% торфа не только в , но и мире.

Больше всего, кстати, породы добывают в Финляндии. Чуть меньше извлекают из недр Латвии, Швейцарии, Ирландии, Канады. Россия тоже в списке лидеров добычи торфа. Его поставляют Архангельская, Пермская, Владимирская, Московская, Тверская и Нижегородская области.

Резной торф тоже срезают, но уже вручную. Остается экскаваторная порода. Она кусковая. Добыча ведется дисковым экскаватором. Метод подбирается не только в зависимости от рельефа местности, залегания ископаемого, но и степени его разложения.

Наибольшая она у древесного торфа . Он минимум на 40% сложен из остатков древесины. Это почти уголь. Торф средней степени разложения зовется травянистым, а минимальной – моховым. Вот, собственно, и еще одна классификация породы.

Добыв торф, его сушат. Ископаемое раскладывают под , дожидаясь испарения влаги. Порой, избавляться от воды приходится и на начальных этапах добычи. Речь о разработках в болотистых местностях.

Их требуется осушить. Иначе, техника увязнет в болотах. К тому же, перед добычей торфа требуется удалить с поверхности растительность. Пни выкорчевывают, кустарники и срезают.

Применение торфа

Торф широко применяют в сельском хозяйстве. В первую очередь, порода удобряет почвы и улучшает их структуру, к примеру, делает более пористой и рыхлой. Удобряет землю ископаемое за счет гуминовых .

Они ускоряют рост культур и помогают активному плодоношению. В гуматах есть аминокислоты переводящие многие минералы в форму, усвояемую растениями. Мало добавить в почку подкормку, надо чтобы она была приемлема.

Торф порист, поэтому его применяют в качестве подстилки для . В стойлах скота порода вбирает в себя излишки влаги и запахи. К тому же, торф обладает обеззараживающими свойствами. Бактерицидное действие предотвращает ряд болезней животных.

Из-за способности гореть торф применяют и в качестве топлива. В волокнах породы есть кислород. Поэтому, ископаемое может воспламеняться без доступа газа из вне. Именно этим объясняются горения торфяников на глубине, под землей.

Однако, энергетическая выработка породы мала. Поэтому, промышленники чаще используют уголь, нефтепродукты. Однако, в 1920-ых первые электростанции СССР работали именно на торфе. , почек. Рекомендован «Торфот» и при экземах. Роль играет все то же бактерицидное действие торфа.

Во многих SPA предлагают ванны с ископаемым. Помогают, к примеру, от артритов и ревматизма. Ценник на процедуру зависит от уровня SPA, его расположения. Поэтому, со торфа будем знакомиться, рассматривая предложения породы в первозданном виде.

Цена торфа

Стоимость торфа зависит от его типа. За низовой просят дороже. Если брать тоннами, 1 000 килограммов обойдется примерно 800-1 200 . Верховая порода приобретается и за 300-500 рублей за тонну. Но, это при оптовых поставках.

Если брать мешками, к примеру, по 60 кило, 250 рублей отдашь только за одну упаковку. Ее хватит, чтобы удобрить грядку, но не устранить последствия экологической катастрофы, а это возможно. Торф легко поглощает с поверхности океанов при разливе топлива, спасая экологию, морских обитателей и прибрежные зоны.

ТОРФ (а. peat; н. Тоrf; ф. tourbe; и. turba) — горючее полезное ископаемое растительного происхождения, предшественник генетического ряда углей. Образуется в результате естественного отмирания и неполного распада болотных растений под воздействием биохимических процессов в условиях повышенной влажности и недостатка кислорода . Залегает на поверхности Земли или на глубине первых десятков метров под покровом минеральных отложений. От почвенных образований торф отличается по содержанию в нём органических соединений (не менее 50% по отношению к абсолютно сухой массе), от — повышенным содержанием влаги и форменных растительных остатков, а в химическом отношении — наличием сахаров, гемицеллюлоз и целлюлозы.

Состав и свойства торфа . Состоит из не полностью разложившихся остатков растений, продуктов их распада (гумуса) и минеральных частиц; в естественном состоянии содержит 86-95% воды . Растительные остатки и гумус содержат органические и минеральные части, последняя определяет зольность торфа. Перегной (гумус) придаёт торфу тёмную окраску. Относительное содержание в торфе бесструктурной (аморфной) массы, включающей гуминовые вещества и мелкие растительное ткани, утратившие клеточное строение, определяет степень разложения. Различают торф слаборазложившийся (до 20%), среднеразложившийся (20-35%) и сильноразложившийся (свыше 35%). В ботаническом составе торфа присутствуют остатки древесины, коры и корней деревьев и кустарников, различные части травянистых растений, а также гипновых и сфагновых мхов. В зависимости от ботанического состава, условий образования и свойств выделяют 3 типа торфа (см. Верховой торф , ).

Химический состав и свойства торфа тесно связаны с его типом, ботаническим составом и степенью разложения. Элементный состав (% на органическую массу): С 48-65, О 25-45, Н 4,7-7, N 0,6-3,8, S до 1,2, реже до 2,5. В компонентном составе органической массы содержание битумов (бензольных) 1,2-17 (максимум у верхового торфа высокой степени разложения), водорастворимых и легкогидролизуемых веществ 10-60 (максимум у верхового торфа моховой группы), целлюлозы 2-10, гуминовых кислот 10-50 (минимум у слаборазложившихся верховых и максимум у сильноразложившихся торфов всех типов), лигнина (негидролизуемый остаток) 3-20. Содержание макро- и микроэлементов в торфе зависит от зольности и ботанического состава. Содержание в торфе оксидов достигает (средний %): Si и Ca — 5, Al и Fe 0,2-1,6, Mg 0,1-0,7, R 0,05-0,14; микроэлементов (мг/кг): Zn до 250, Cu 0,2-85, Со и Mo 0,1-10, Mn 2-1000. Максимальное содержание этих элементов выявлено в торфе низинного типа. Содержание общего азота в органической массе торфа варьирует от 0,6 до 2,5% (верховой тип) и от 1,3 до 3,8% (низинный тип).

Торф — сложная полидисперсная многокомпонентная система; его физические свойства зависят от состава твёрдой фазы, степени её разложения или дисперсности (см. ) и степени увлажнённости. В зависимости от типа и степени разложения цвет торфа варьирует от светло-жёлтого до тёмно-коричневого (верховой) и от cepo-коричневого до землисто-чёрного (низинный). Структура верхового торфа изменяется от губчатой (моховой торф), губчато-волокнистой до пластично-вязкой (древесный торф), низинных — от войлочной, ленточно-слоистой до зернисто-комковатой. Плотность торфа зависит от влажности, степени разложения, зольности, состава минеральной и органических частей, в естественных условиях залежи достигает 800-1080 кг/м 3 ; плотность сухого вещества 1400-1700 кг/м 3 . Влагоёмкость торфа в зависимости от ботанического состава и степени разложения колеблется от 6,4 до 30 кг/кг. Максимальная у верхового торфа моховой группы. достигает 96-97%, предельное напряжение на сдвиг уменьшается с ростом влагосодержания и степени разложения торфа от 3 до 35 кПа, при пенетрации (зондировании) до 400 кПа. Средняя теплота сгорания торфа 21-25 МДж/кг, увеличивается с повышением степени разложения и содержания битумов. Торф малой степени разложения имеет низкие значения коэффициента теплопроводности и удельной теплоты сгорания (10-12,5 МДж/кг), высокие значения газопоглотительной способности. Коэффициент фильтрации торфа с ненарушенной структурой изменяется от 0,1.10 -5 до 4,3.10 -5 м/с. Минимальные значения у торфа верхового типа высокой степени разложения, максимальная — у торфа низинного типа. При осушении коэффициент фильтрации уменьшается в несколько раз.

Методы исследования торфа. Сведения о свойствах и составе торфа, выявленные закономерности их изменения и взаимосвязи используются для решения вопросов генезиса, формирования залежей и месторождений торфа, для прогнозирования качества торфа при поисковых работах , создания региональных схем разведки, выяснения направления использования, проектирования технологии добычи и переработки торфа. Методы исследования торфа включают определение ботанического состава, степени разложения, влажности, зольности, кислотности, элементного состава торфа, содержания макро- и микроэлементов, компонентного состава органической массы (битумов, водорастворимых и легкогидролизуемых веществ, гуминовых кислот, целлюлозы, лигнина), теплоты сгорания, физико-механических свойств. Методики анализов унифицированы ГОСТами. При определении ботанического состава и степени разложения торфа используют микроскопический метод и центрифугирование; влажности — типовой метод высушивания в сушильном шкафу при температуре 105-110°С; зольности — метод сжигания в муфельной печи при температуре 800°С с предварительным высушиванием пробы до абсолютно сухого состояния; кислотности — электрометрический метод. Для выяснения элементного состава, содержания макро- и микроэлементов в торфе, состава воды и некоторых других свойств применяют типовые методы качественного и количественного химического анализа, изотопные и др. Компонентный состав органической массы исследуется методом последовательной обработки навески сухого торфа бензолом (для определения содержания битумов), 4%-ным раствором HCl (для анализа содержания водорастворимых и легкогидролизуемых веществ), 0,1 %-ным раствором NaOH (на содержание гуминовых кислот) и 80%-ным раствором H 2 SO 4 (для определения трудногидролизуемых веществ — целлюлозы и негидролизуемого остатка — лигнина). Теплота сгорания определяется калориметрическим методом. Дисперсность торфа исследуют ситовым, седиментометрическим и электронно-микроскопическими методами. Предельное напряжение на сдвиг торфа определяется в полевых условиях сдвигомером-крыльчаткой.

История исследования торфа . Первые сведения о торфа как "горючей земле" для нагревания пищи восходят к 46 н.э. и встречаются у Плиния Старшего в "Натуральной истории". В 12-13 вв. торф как топливный материал был известен в Голландии и Шотландии. В 1658 в Гронингене вышла первая в мире книга о торфе на латинском языке (Мартин Шок "Трактат о торфе"). Многочисленные неправильные представления о происхождении торфа были опровергнуты в 1729 немецким исследователем И. Дегнером, применившим к его изучению микроскоп и доказавшим растительное происхождение торфа. Становление торфяного дела на Руси датируется концом 17 в. Начало изучению болот России положили экспедиции Академии наук. Вольное экономическое общество в своих трудах широко пропагандировало торф. Первые русские академики М. В. Ломоносов , И. Г. Леман , В. Ф. Зуев, И. И. Лепёхин, В. М. Севергин и др. уделяли внимание проблеме образования и использования торфа. В 19 в. исследованиям торфа посвящены работы В. В. Докучаева , С. Г. Навашина, Г. И. Танфильева, А. Ф. Флёрова и др. В конце 19 — начале 20 вв. значительный вклад в изучение торфа и организацию торфодобычи внесли Л. А. Сытин , П. М. Соловьёв, И. И, Вихляев, Р. Э. Классон , Г. М. Кржижановский, В. Д. Кирпичников, Е. С. Меньшиков, Г. Б. Красин и др.

После Великой Октябрьской социалистической революции были созданы научные, производственные и учебные организации по комплексному изучению торфа и его использованию в народном хозяйстве — Центральный научно-исследовательский институт торфяной промышленности (Инсторф), Московский торфяной институт и др., в 30-40-х гг. учебные и исследовательские центры организованы также на Украине, в Белоруссии и Литве. Развернулись крупномасштабные исследования болот и торфяного фонда , в результате которых составлены кадастры и карты торфяных месторождений , выявлены географические закономерности их распространения. Работы В. С. Доктуровского, Н. В. Сукачёва, Н. Я. Каца, С. Н. Тюремнова, М. И. Нейштадта, Н. И. Пьявченко , Е. А. Галкиной, М. С. Боч, А. В. Пичугина, К. Е. Иванова, И. Ф. Ларгина и др., посвященные развитию и строению болот и торфяников, заложили научные основы болотоведения. Разработанная советскими учёными классификация торфяных месторождений принята для использования Международным торфяным обществом (MTO).

Образование торфа . Место образования торфа — торфяные болота, встречающиеся как в долинах рек (поймы, террасы), так и на водоразделах (рис.1).

Происхождение торфа связано с ежегодным приростом растений на болотах, их отмиранием, накоплением и неполным распадом фитомассы в условиях избыточного увлажнения и недостаточного доступа кислорода. Отмершая часть растений подвергается в основном биохимическому разложению. Значительная потеря их в весе на первых этапах деструкции происходит вследствие интенсивной деятельности микроорганизмов и выщелачивания . Процесс разложения растений заканчивается в верхнем (глубина 0,2-0,9 м) торфогенном слое залежи под воздействием гетеротрофных почвенных организмов-деструкторов, среди которых многочисленны беспозвоночные животные и микроорганизмы (бактерии, грибы). Разложение растительных остатков на поверхности и в торфогенном слое происходит преимущественно в тёплый период года, при пониженных уровнях грунтовых вод . Интенсивность и степень разложения биомассы зависит от вида растений, их химического состава (содержание протеинов, азота, кальция , легкогидролизуемых углеводов и водорастворимых органических соединений), кислотности среды, климатических условий, водо- и воздухонасыщенности торфогенного слоя, состава поступающих минеральных веществ и других факторов. От 8 до 33% биомассы превращается в торф. Остальная часть разлагается до полной минерализации , усваивается живыми растениями, улетучивается в атмосферу или вымывается фильтрационным потоком, в т.ч. часть органических веществ в виде гуминовых, фульвокислот и других соединений. Образовавшийся торф захороняется накапливающейся фитомассой, выводится из торфогенного слоя и изолируется от воздушной среды. Разложение растительных остатков в нём почти прекращается, и он сохраняет свои свойства на протяжении тысячелетий. Средняя скорость накопления торфа различна и зависит от преобладающих исходных растительных группировок (см. Торфяно-болотные фитоценозы), географической и климатической зональности, гидрологических и других условий и изменяется от 0,2- 0,4 мм (болота лесотундры) до 1 мм (хвойно-широколиственная подзона).

Максимальная величина в CCCP 2 мм отмечена для болот Рионской низменности.

Стратиграфическая классификация торфа (рис. 2), разработанная в CCCP, основана на соотношении содержаний остатков растений разной трофности (олиготрофных и эвтрофных) и разных групп (жизненных форм) — древесных, травянистых и моховых.

В соответствии с составом растительных остатков и их трофностью торф относят к одному из 3 типов: верховому, переходному и низинному. Каждый тип по содержанию в торфе древесных остатков подразделяется на 3 подтипа: лесной, лесо-топяной и топяной. Торф различных подтипов отличается по степени разложения. Торф лесного подтипа имеет высокую степень разложения (40-60%), у топяного торфа — минимальная степень разложения (5-25%), лесо-топяной торф занимает промежуточное положение. Подтипы торфа делятся на группы, состоящие из видов. Вид — низшая таксономическая единица классификации торфа, отражающая исходную растительную группировку (фитоценоз) и первичные условия образования торфа, характеризуется определённым составом и преобладанием остатков отдельных видов растений, например сфагновый низинный, осоково-гипновый, сосново-пушицевый, пушицево-сфагновый. Каждый вид торфа имеет определённый интервал изменения качественных показателей. Эта классификация разработана на основе видов торфа, встречающихся большей частью в залежах Средней и Северо-Западной частях Европейской территории CCCP и Западной Сибири. Наиболее распространённые из них: магелланикум, комплексный верховой, древесный низинный, осоковый. В некоторых регионах CCCP и других стран в связи с местными экологическими особенностями формировались иные фитоценозы, поэтому могут выделяться и другие виды торфа.

Современные отложения торфа сформировались за 10-12 тысяч лет. В голоцене на огромной территории CCCP (свыше 100 млн. га) широко развиваются болото- и торфообразовательные процессы. Погребённый торф, накопившийся в периоды между оледенениями, в результате изменения базиса эрозии перекрывался рыхлыми отложениями разной мощности. Его возраст исчисляется десятками тысячелетий; в отличие от современного торфа, погребённый — характеризуется меньшей влажностью и более высокой зольностью.

Добытый торф в среднем около 6 месяцев хранится в полевых штабелях. Наиболее эффективный способ хранения и борьбы с саморазогреванием и самовозгоранием торфа — изоляция штабелей от атмосферного воздуха слоем сырого торфа, покрытие его изоляционной полимерной плёнкой.

Транспорт . Перевозка торфа с производственных площадей торфопредприятий к потребителям или перерабатывающим цехам осуществляется в основном узкоколейным (750-мм) железнодорожным транспортом. Транспортное хозяйство располагает разветвлённой сетью железнодорожных путей , подвижным составом машин различного назначения, локомотивами , погрузочными и перегрузочными средствами, машинами и инструментами для укладки, ремонта и содержания путей и др. Все виды транспортных работ механизированы. Торф для сельского хозяйства и топливный мелким потребителям доставляется автомобилями или тракторами.

Применение. В 16-17 вв. из торфа выжигали кокс , получали смолу, его использовали в сельском хозяйстве, медицине. В конце 19 — начале 20 вв. началось промышленное производство торфяного полукокса и смолы. В 30-50-е гг. торф стали использовать для производства газа и как коммунально-бытовое топливо. Среди современных направлений применения торфа топливное составляет меньшую долю. Лишь некоторые страны продолжают использовать торф как топливо для электростанций (фрезерный торф) и для коммунально-бытовых целей (торфяные брикеты и куски). Многие страны в больших объёмах применяют торф в сельском хозяйстве — для приготовления компостов (см. Компостирование торфа), торфоаммиачных, торфоминеральных удобрений; в овощеводстве и цветоводстве — в качестве парникового грунта , микропарников, формованных субстратов, брикетов и торфяных горшочков для выращивания рассады, сеянцев и саженцев древесных пород; в виде торфодерновых ковров — для озеленения, закрепления откосов . Торф малой степени разложения, преимущественно моховой группы (сфагнум), обладает высокой газо- и водопоглотительной способностью, антисептическими свойствами, используется в качестве подстилки для животных и птиц, для обработки сточных вод и как адсорбент при загрязнении вод нефтью. Малая теплопроводность и высокая звукопоглотительная способность обеспечивают торфу этой группы широкое применение в строительстве. Из торфа получают кокс для металлургических заводов, активированный уголь. Торф используется для получения ряда химических продуктов (этилового спирта, щавелевой кислоты, фурфурола и др.), кормовых дрожжей, физиологически активных веществ, торфяного воска; в медицине — при торфогрязелечении, а также для получения лечебных препаратов.