Торф

Торфяной среднеразложившийся горизонт дерново-подзолистой грунтово-оглеенной почвы

Добыча торфа

Добыча торфа в северной Германии

Полувагоны для перевозки торфа типа ТСВ-6

Резной способ добычи торфа

Торфяные горшочки

Торфяные таблетки с рассадой

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 V^г = 70 %, высокой влажностью W^р = 40...50 %, умеренной зольностью А^с = 5...10 %, низкой теплотой сгорания Q^р_н = 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

По 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, Владимирской 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 в 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

Из 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

Зольность торфа 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

Торфообразование 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

Растительное 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

• 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
• Сидякин, Сергей Алексеевич (1898—1960)
• Солопов, Сергей Георгиевич (1901—1975)
• Тюремнов, Сергей Николаевич (1905—1971)

См. также

• Торфяник
• Торфяной кокс
• Торфопредприятие
• Торфяная промышленность
• Торфяной пожар
• Самовозгорание торфа

Примечания

1. 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.
2. Гамаюнов, С.Н. Торф и агробизнес: учебное пособие / С.Н. Гамаюнов. Изд. 2-е, перераб. и доп. Тверь: ТГТУ, 2011. 120 с.
3. Теория горения и топочные устройства. Под ред. Д. М. Хзмаляна. Учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений. М., «Энергия», 1076. 488 с. с ил
4. Добыча и использования торфа. ОАО «ВНИИТП»  (неопр.). Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 10 июня 2017 года.
5. 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)
6. Зайченко В. М.. Распределённая энергетика  (неопр.). ПостНаука (25 ноября 2014). Дата обращения: 30 ноября 2014. Архивировано 4 декабря 2014 года.
7. 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.
8. Торфяная земля
9. Экологии и охраны окружающей среды  (неопр.). Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 10 июня 2017 года.
10. Научные приложения  (неопр.). Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 31 мая 2017 года.

Литература

• 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  (неопр.). 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