Полезные ископаемые и их свойства торфа

Торф, образование, свойства, виды, добыча и применение.

Торф – это полезное ископаемое, осадочная рыхлая горная порода, вид ископаемого топлива, образовавшееся в процессе гниения растений в болотистой местности.

Описание, состав и характеристика торфа

Образование торфа

Физические свойства торфа

Классификация торфа. Типы, подтипы, группы и виды торфа. Верховой, переходный и низинный торф.

Добыча торфа

Использование и применение торфа

Нефть. Уголь. Торф

Описание, состав и характеристика торфа:

Торф – это полезное ископаемое, осадочная рыхлая горная порода, вид ископаемого топлива, образовавшееся в процессе гниения растений в болотистой местности.

Торф внешне напоминает рыхлую, землистую массу, серого, желтого, бурого, коричневого, коричнево-черного или черного цвета. В ботаническом составе торфа присутствуют остатки древесины, коры и корней деревьев и кустарников, различные части травянистых растений, а также гипновых и сфагновых мхов.

Торф – это возобновляемое полезное ископаемое и возобновляемый источник энергии.

Торф залегает на поверхности Земли или на глубине нескольких десятков метров под покровом минеральных отложений.

Торф представляет промежуточное звено между почвенными образованиями (почвой) и бурым углем. От первых он отличается наличием органических соединений – более 50 % на сухое вещество, а от второго – повышенным содержанием влаги и слаборазложившимися органическими остатками растений, а также наличием целлюлозы, углеводов. Под воздействием высокого давления и высокой температуры на больших глубинах в недрах земли торф превращается в бурый уголь.

Торф с химической точки зрения представляет собой сложную смесь минеральных и органических компонентов. Причем содержание минеральных компонентов должно составлять в нем не более 50% в пересчете на сухое вещество. Наличие минеральных компонентов и их количество определяют зольность торфа. Все остальное – органика – продукты разложения растений, бесструктурное (аморфное) органическое вещество (перегной, гумус). В естественном состоянии торф содержит 86–95% воды.

Степень разложения торфа изменяется в пределах от 1 до 70 %. В зависимости от степени разложения торфа различают торф слаборазложившийся (до 20 %), среднеразложившийся (20-35 %) и сильноразложившийся (свыше 35 %). Максимальная величина степени разложения встречается у древесных и древесно-травяных групп торфа, минимальная – у моховых.

Торф по содержанию золы классифицируется на малозольный (< 5 %), среднезольный (5,1-10 %) и высокозольный (> 10 %). Высокая зольность характерна для низинного типа, низкая – для верхового торфа.

Химический состав и свойства торфа напрямую зависят от его типа, ботанического состава и степени разложения. В состав торфа входят следующие химические элементы: углерод – 48-65 % от органической массы (Органическая часть торфа это сухое вещество без учета золы), кислород – 25-45 %, водород – 4,7-7 %, азот – 0,6-3,8 %, сера – до 1,2 % (в редких случаях – до 2,5 %), кальций – до 5 %,  а также оксид кремния – до 43 % от массы золы, оксид кальция – до 40 %, оксида алюминия – до 12 %,  оксида железа – до 13%. Также присутствуют микроэлементы: цинк – до 250 мг/кг, медь – 0,2-85 мг/кг, кобальт – 0,1-10 мг/кг, молибден – 0,1-10 мг/кг, марганец – 2-1000 мг/кг. В компонентном составе органической массы торфа содержание битумов (бензольных веществ) составляет 1,2-17 %, водорастворимых и легкогидролизуемых веществ – 10-60 %, целлюлозы – 2-10 %, гуминовых кислот – 10-50 %, лигнина (негидролизуемого остатка) – 3-20 %.

Химический состав торфа, достигшего предельной степени разложения (около 70 %), отличается минимальным содержанием целлюлозы, водорастворимых и легкогидролизуемых веществ. В таком торфе уже почти исчерпан энергетический материал для биохимических процессов.

Мировые запасы торфа огромны и по разным оценкам составляют от 250 до 500 миллиардов тонн. Он покрывает около 3 % площади суши. При этом в северном полушарии торфа больше, чем в южном. Заторфованность растёт при движении к северу.

Образование торфа: 

Торф образуется в болотистой местности, в т.н. торфяных болотах, встречающихся как в долинах рек (поймы, террасы), так и на водоразделах. Растения, которые растут на болотах (деревья, кустарники, трава, мхи, лишайники и пр.) за долгие годы, отмирая, опускались на дно болота, где из-за высокой влажности и отсутствия доступа кислорода полностью не разложились, а под воздействием биохимических процессов превратились в органическое бесструктурное (аморфное) вещество – торф. Разложение и биохимические процессы происходили и происходят преимущественно в тёплый период года, при пониженных уровнях грунтовых вод. Таким образом, торф имеет органическое (биогенное) происхождение. Теория биогенного происхождения торфа, угля и нефти была предложена М. В. Ломоносовым.

Процесс торфонакопления не заканчивается, а происходит постоянно. Средняя скорость образования и накопления торфа различна и зависит от преобладающих исходных растительных группировок, географической и климатической зональности, гидрологических и других условий и изменяется от 0,2-0,4 мм (болота лесотундры) до 1 мм (хвойно-широколиственная подзона) в год. Современные торфяные залежи сформировались за 10 000 – 12 000 лет.

Физические свойства торфа: 

Классификация торфа. Типы, подтипы, группы и виды торфа. Верховой, переходный и низинный торф:

По условиям торфонакопления по степени минерализации питающих вод различают три типа торфа:

– верховой тип торфа – торф, образовавшийся из растительности олиготрофного типа, в ботаническом составе которого не более 10% остатков растительности евтрофного типа. Это слабо разложившийся торф, в котором происходят интенсивные физико-химические превращения. Имеет высокую кислотность ph 2,5-3,2. Для него характерна волокнистая структура и невысокое содержание минеральных элементов;

– переходный тип торфа – торф, образовавшийся из растительности олиготрофного и евтрофного типов, в ботаническом составе которого более 10 % остатков растительности этих типов. Располагается между верховым и низинным. Полностью физико-химические процессы в нём ещё не закончились, поэтому имеет слабокислую реакцию ph 3,2-4,2. Для него характерно наличие достаточного количества различных микроэлементов;

– низинный тип торфа – торф, образовавшийся из растительности евтрофного типа, в ботаническом составе которого не более 10 % остатков растительности олиготрофного типа. Это полностью разложившийся торф, имеет нейтральную реакцию ph 4,2 – 5,5.

Каждый тип торфа по соотношению основных растений-торфообразователей по их требованию к обильности водного питания подразделяется на подтипы:

– лесной, в ботаническом составе которого древесных остатков от 40 до 100%,

– лесо-топяной – от 15 до 35%,

– топяной – не более 10%.

По соотношению в торфе остатков отдельных групп растений-торфообразователей в каждом типе торфа выделяются следующие группы торфа:

– древесная – в ботаническом составе которой древесных остатков от 40 до 100 %,

– древесно-травяная – древесных остатков от 15 до 35 %, травянистых от 35 до 85 %,

– древесно-моховая – древесных остатков от 15 до 35 %, моховых от 35 до 65 %,

– травяная – древесных остатков не более 10 %, травянистых от 65 до 100 %,

– травяно-моховая – древесных остатков не более 10 %, травянистых – от 35 до 65 %, моховых от 35 до 65 %,

– моховая – древесных остатков не более 10%; моховых от 70 до 100 %.

По постоянному сочетанию преобладающих остатков отдельных видов растений-торфообразователей, отражающих исходные растительные ассоциации, группы подразделяются на виды.

Сосновый верховой торф – верховой торф древесной группы, в ботаническом составе которого от 40 до 100 % остатков сосны и кустарников.

Сосново-пушицевый торф – верховой торф древесно-травяной группы, в ботаническом составе которого от 35 до 85 % остатков пушицы и от 15 до 35 % сосны.

Сосново-сфагновый торф – верховой торф древесно-моховой группы, в ботаническом составе которого от 35 до 65 % остатков сфагновых мхов и от 15 до 35 % сосны.

Пушицевый верховой торф – верховой торф травяной группы, в ботаническом составе которого от 40 до 100 % остатков пушицы, не более 35 % сфагновых мхов и не более 15 % сосны.

Шейхцериевый верховой торф – верховой торф травяной группы, в ботаническом составе которого от 40 до 100 % остатков шейхцерии, не более 35 % сфагновых мочажинных мхов и не более 15 % сосны.

Пушицево-сфагновый верховой торф – верховой торф травяно-моховой группы, в ботаническом составе которого от 35 до 65 % остатков травянистых с преобладанием пушицы, от 35 до 65 % сфагновых мхов и не более 15 % сосны.

Шейхцериево-сфагновый верховой торф – верховой торф травяно-моховой группы в ботаническом составе которого от 35 до 65 % остатков травянистых с преобладанием шейхцерии, от 35 до 65 % сфагновых мхов и не более 15 % сосны.

Магелланикум-торф – верховой торф моховой группы, в ботаническом составе которого от 70 до 100 % остатков сфагновых мхов с преобладанием сфагнум-магелланикум и не более 10 % мочажинных мхов.

Фускум-торф – верховой торф моховой группы, в ботаническом составе которого от 70 до 100 % остатков сфагновых мхов с преобладанием сфагнум-фускум и не более 10 % мочажинных мхов.

Комплексный верховой торф – верховой торф моховой группы, в ботаническом составе которого от 70 до 100 % остатков сфагновых мхов, из которых более 15 % мочажинных сфагновых мхов вместе с остатками мочажинных травянистых растений.

Сфагновый мочажинный торф – верховой торф моховой группы, в ботаническом составе которого от 70 до 100 % остатков сфагновых мхов, из которых более 50 % мочажинных сфагновых мхов вместе с остатками мочажинных травянистых растений.

Древесный переходный торф – переходный торф древесной группы, в ботаническом составе которого от 40 до 85 % остатков березы и сосны.

Древесно-осоковый переходный торф – переходный торф древесно-травяной группы, в ботаническом составе которого от 35 до 65 % остатков осок и от 15 до 35 % древесины.

Древесно-сфагновый переходный торф – переходный торф древесно-моховой группы, в ботаническом составе которого от 35 до 65 % остатков сфагновых мхов и от 15 до 35 % древесины.

Осоковый переходный торф – переходный торф травяной группы, в ботаническом составе которого более 65 % остатков осок, не более 30 % мхов и не более 15 % древесины.

Шейхцериевый переходный торф – переходный торф травяной группы, в ботаническом составе которого более 65 % остатков шейхцерии с примесью осок, не более 30 % мхов и не более 15 % древесины.

Осоково-сфагновый переходный торф – переходный торф травяно-моховой группы, в ботаническом составе которого от 35 до 65 % остатков сфагновых мхов, не более 30 % осок с примесью шейхцерии и не более 15 % древесины.

Гипновый переходный торф – переходный торф моховой группы, в ботаническом составе которого от 70 до 100 % остатков мхов, из которых более 30 % гипновых и не более 15 % древесины.

Сфагновый переходный торф – переходный торф моховой группы, в ботаническом составе которого от 70 до 100 % остатков мхов, из которых более 30 % сфагновых и не более 15 % древесины.

Ольховый торф – низинный торф древесной группы, в ботаническом составе которого от 40 до 100 % остатков древесины, среди которых преобладают остатки коры и древесины ольхи.

Сосновый низинный торф – низинный торф древесной группы, в ботаническом составе которого от 40 до 100 % остатков древесины, среди которых преобладают остатки древесины сосны.

Ивовый торф – низинный торф древесной группы, в ботаническом составе которого от 40 до 100 % остатков древесины, среди которых преобладают остатки коры и древесины ивы.

Березовый торф – низинный торф древесной группы, в ботаническом составе которого от 40 до 100 % остатков древесины, среди которых преобладают остатки коры и древесины березы.

Еловый торф – низинный торф древесной группы, в ботаническом составе которого от 40 до 100 % остатков древесины, среди которых преобладают остатки коры и древесины ели.

Древесно-осоковый низинный торф – низинный торф древесно-травяной группы, в ботаническом составе которого от 35 до 65 % остатков травянистых, из которых осок более 35 %, и от 15 до 35 % древесины.

Древесно-тростниковый торф – низинный торф древесно-травяной группы, в ботаническом составе которого от 35 до 65 % остатков травянистых, из которых более 35 % остатков тростника, и от 15 до 35 % древесины.

Древесно-гипновый торф – низинный торф древесно-моховой группы, в ботаническом составе которого от 35 до 65 % остатков мхов, из которых более 35 % гипновых, и от 15 до 35 % древесины.

Древесно-сфагновый низинный торф – низинный торф древесно-моховой группы, в ботаническом составе которого от 35 до 65 % остатков мхов, среди которых более 35 % сфагновых, и от 15 до 35 % древесины.

Хвощевый торф – низинный торф травяной группы, в ботаническом составе которого от 35 до 65 % остатков травянистых, среди которых более 35 % хвоща, и не более 15 % древесины.

Тростниковый торф – низинный торф травяной группы, в ботаническом составе которого от 35 до 65% остатков травянистых, среди которых более 35 % тростника, и не более 15 % древесины.

Тростниково-осоковый торф – низинный торф травяной группы, в ботаническом составе которого среди остатков травянистых преобладают осока и тростник, не более 35 % мхов и не более 15 % древесины.

Вахтовый торф – низинный торф травяной группы, в ботаническом составе которого среди остатков травянистых преобладает вахта, не более 35 % мхов и не более 15 % древесины.

Осоковый низинный торф – низинный торф травяной группы, в ботаническом составе которого среди остатков травянистых преобладают осоки, не более 35 % мхов и не более 15 % древесины.

Шейхцериевый низинный торф – низинный торф травяной группы, в ботаническом составе которого среди остатков травянистых преобладает шейхцерия, не более 35 % мхов и не более 15 % древесины.

Осоково-гипновый торф – низинный торф травяно-моховой группы, в ботаническом составе которого от 40 до 65 % остатков гипновых мхов, от 40 до 65 % осок и не более 15 % древесины.

Осоково-сфагновый низинный торф – низинный торф травяно-моховой группы, в ботаническом составе которого от 40 до 65 % остатков сфагновых мхов, от 40 до 65 % осок и не более 15 % древесины.

Гипновый низинный торф – низинный торф моховой группы, в ботаническом составе которого от 70 до 100 % остатков мхов, среди которых преобладают гипновые и не более 15 % древесины.

Сфагновый низинный торф – низинный торф моховой группы, в ботаническом составе которого от 70 до 100 % остатков мхов, среди которых преобладают сфагновые, и не более 15 % древесины.

Добыча торфа:

Добыча торфа осуществляется открытым способом, потому что все торфяные месторождения расположены на земной поверхности. Существует две основных схемы добычи торфа: сравнительно тонкими слоями с поверхности земли и глубокими карьерами на всю глубину торфяного пласта. Согласно первой из этих схем торф извлекают, вырезая верхний слой, согласно второй – экскаваторным (или кусковым) способом.

Использование и применение торфа: 

Торф в отличие от других полезных ископаемых имеет комплексное применение. Он используется как топливо, как удобрение, как теплоизоляционный материал, как сырье в химической промышленности, в экологических и в других целях.

Торф и содержащие его почвы служат естественным фильтром для природной воды.

Торф обладает восстановительными функциями. Он восстанавливает бедные, истощенные, загрязненные и эродированные почвы. Эффективно поглощает тяжёлые металлы, нитраты и другие вредные примеси и вещества. Ослабляет действие ядохимикатов.

Наиболее широко торф и продукты его переработки (гуматы, гуминовые кислоты и пр.) используют в сельскохозяйственном производстве. В земледелии его применяют в качестве источника пополнения запасов гумуса в почве, для улучшения её водных, физических и биологических свойств. Торф содержит все необходимые для растений питательные элементы в хорошо усвояемых растениями формах. Он улучшает пористость почвы, повышает ее кислотность. Обладает антисептическими свойствами, подавляя развитие патогенной микрофлоры.

Торф хорошо горит, выделяя сравнительно с другими видами топлива небольшое количество тепла. Так, для получения одного и того же количества тепловой энергии требуется различное количество топлива, которое в первом приближении может принимать следующие соотношения:

1 т каменного угля = 2,3 т фрезерного торфа = 1,6 т кускового торфа;

1 т мазута = 4,4 т фрезерного торфа = 3,0 т кускового торфа;

1000 м3 природного газа = 3,7 т фрезерного торфа = 2,5 т кускового торфа.

Вместе с тем необходимо иметь в виду, что в своем составе торф содержит кислород, что позволяет его гореть без дополнительной подачи воздуха. Именно из-за этой особенности торфа возникают пожары торфяных залежей, которые трудно (практически невозможно) потушить.

Использование торфа в качестве топлива минимально. Доля торфа в топливно-энергетическом балансе России занимает менее 1%.

Торф является ценным химическим сырьем. Из него получают более сотни химических веществ.

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

карта сайта

окружающий мир полезные ископаемые купить какой торф 4 класс где добывают места россии классман
основные свойства теплота место способы добычи сгорания месторождения применение количество теплоты масса сгорание торфа
какое количество теплоты выделится при сгорании торфа
обеспечение безопасности труда

Коэффициент востребованности
5 722