Торф – одна из разновидностей полезного ископаемого. Он формируется в результате разложения растений при повышенной влажности, под влиянием биохимических процессов. Ранее мы уже рассказывали о некоторых свойствах этого материала. В этой статье мы продолжим говорить о характеристиках торфа.
Итак, помимо тех свойств, которые мы уже описывали, существуют еще некоторые важные характеристики материала.
Это:
- Водопоглощение
- Теплота сгорания
- Прочность
- Фракционный состав
- Засоренность
- Радиоактивность
- Массовая доля кислоторастворимых тяжелых металлов
- Биологическая и химическая безопасность
Далее читайте о каждой.
Водопоглощение
Водопоглощение, или влагоемкость – это способность торфа впитывать и удерживать влагу за счет сил различной природы (капиллярных, осмотических, молекулярных). Определяют показатель путем замачивания пробы в воде на 2, 24 или 48 часов. После этого измеряют начальную и окончательную массу, вычисляют их соотношение и обозначают в процентах. Данные колеблются от 640% до 3000%.
На влагоемкость влияет много факторов. Чем ниже степень разложения, тем выше способность впитывать жидкость. У верхового торфа это свойство всегда более выражено, чем у низового. Рекордсменом является сфагновый вид, его влагоемкость достигает 3000-3100%. Мхи сфагнумы способны вобрать в 15-20 раз больше воды, чем их масса в сухом состоянии.
Небольшой влагоемкостью обладают лесной и лесотопяной подтипы, древесная группа и низинный торф. Например, у ольхового она составляет всего 640-950%. Показатель ниже в образцах, которые взяты со средних или нижних слоев массива, так как у них выше плотность. Также водопоглощение уменьшается при механической обработке материала.
Теплота сгорания
Торф на протяжении столетий использовали в качестве топлива. Не утратил он свое значение энергетического ресурса и в наши дни. Для определения качества материала и возможности его использования в качестве топлива необходимо знать теплоту сгорания.
Она бывает:
- Высшей (учитывает энергию, выделяемую при полном сгорании вещества, а также тепло, выделяемое при конденсации воды)
- Низшую (выделяемое тепло без учета конденсации)
Определяют показатель сжиганием пробы в специальной калориметрической установке с последующим измерением выделяемого тепла. Обозначается он в Дж/кг, кДж/кг, кал/кг, ккал/кг.
Теплота сгорания торфа – 4500-6500 ккал/кг. Самая низкая она у слаборазложившегося мохового, самая высокая – у сосново-пушицевого с высокой степенью разложения. Увеличивается показатель при высоком содержании углерода, уменьшается при большой зольности.
Прочность
Прочность – это способность материала сопротивляться разрушению, сдвигу и деформации. У торфа она определяется, в первую очередь, состоянием растительного каркаса (переплетенных между собой волокон). У материала с высокой степенью разложения прочность обеспечивается молекулярными, коллоидными, водородными и другими химическими связями внутри мелких агрегатов.
Показатель во многом определяет качество кускового торфа. Чтобы его определить, материал испытывают в барабане треугольной формы в течение 10 минут. Затем отделяют частицы с диаметром меньше 0,25 мм путем просеивания через сито. Прочность вычисляют по соотношению массы куска перед испытанием и после него, обозначают процентами.
Чтобы улучшить характеристики кускового торфа, применяют медленную теневую сушку. Усадка должна идти с той же скоростью, что испаряется вода. В конечной продукции обеспечивается влажность, которая максимально способствует укреплению химических связей внутри торфяных агрегатов. Для каждого вида и типа материала она подбирается отдельно, так как на прочность влияет степень разложения, структура волокон.
Фракционный состав
Торф представляет собой полидисперсную систему. Это значит, что в его состав входят частицы разного размера – от нескольких микрон до нескольких сантиметров. Фракционный состав зависит от типа породы, степени разложения. Большинство частичек имеют продолговатую форму, что указывает на их растительное происхождение.
Наиболее полиморфными являются верховые торфы, их коэффициент неоднородности колеблется от 60 до 700. При усилении распада растительных остатков в них резко увеличивается количество мелких коллоидных и глинистых частиц. Состав низинного торфа более однородный, он мало изменяется по мере разложения. Коэффициент неоднородности находится в пределах 10-40.
Определяют фракционный состав несколькими способами – сухим и мокрым ситовым, отмучиванием, изучением материала под микроскопом. Он во многом влияет на качество продукции и технологические процессы. Например, при высоком содержании мелких частиц порода пылится, ее трудно использовать в качестве подстилки, а при перевозке значительная часть теряется. Брикеты из такого торфа получаются хрупкими.
Засоренность
В процессе разработки торфяников и добычи породы в нее часто попадают посторонние включения. Чаще всего это древесные щепки, корни, куски пней, очес и неразложившиеся крупные остатки. Они затрудняют переработку материала, снижают его качество. В первую очередь это касается фрезерного вида, который в процессе сушки должен превращаться в мелкозернистую гомогенную массу.
В торфе возможно присутствие посторонних частиц с размерами от 25 мм до 60 мм, но не больше 10%. При изготовлении брикетов засоренность не должна превышать 5%. Включения большего размера не допускаются. Определяют показатель путем просеивания 5-10 кг материала через сита с размерами ячеек 25×25 мм на протяжении 3 минут.
Радиоактивность
Радиоактивность торфа бывает естественной и техногенной. Определяют показатель в специализированных лабораториях, измеряется он в Бк/кг. Естественный радиационный фон формируется за счет наличия таких элементов как калий-40, уран, радон. В большинстве пород он не превышает 30-70 Бк/кг. Допустимые нормы – до 300 Бк/кг.
Искусственная возникает при загрязнении территорий цезием-137 и стронцием-90 (активность этих элементов не должна превышать 1 условной единицы). Такая ситуация возникает после выбросов на атомных электростанциях, на ядерных полигонах. Например, часть торфяников на юге Беларуси, юго-западе России и в украинском Полесье была загрязнена техногенными радиоактивными элементами после аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году. Повышение содержания радиоактивных элементов наблюдалось даже в торфе на территории Финляндии и Швеции.
Массовая доля кислоторастворимых тяжелых металлов
Это важный показатель безопасности материала. Если торф используется в сельском хозяйстве, эти элементы будут накапливаться в растениях и наносить вред здоровью человека. При сжигании породы они поступают во внешнюю среду и провоцируют ее загрязнение.
Вот допустимые нормы этих элементов в торфе (мг/кг):
- Свинец – 130
- Кадмий – 2
- Никель – 80
- Мышьяк – 10
- Цинк – 220
- Медь – 132
Биологическое и химическое загрязнение
Торф часто используется в качестве удобрения или компонента для создания плодородной почвы. Его биологическая безопасность зависит от содержания ряда микроорганизмов. Не допускается присутствие патогенных бактерий и вирусов, яиц гельминтов. Количество кишечных палочек и энтеробактерий не должно превышать 1-9 клеток на 1 кг материала.
Химическая безопасность определяется наличием пестицидов.
Берется во внимание содержание таких веществ:
- ДДТ (дихлордифенилтрихлорметилметан) и его производные – до 0,1 мг/кг
- Бензапирен – до 0,02 мг/кг
- Хлорбифенилы – 0,06-0,1 мг/кг
Если количество химических загрязняющих веществ превышает нормы, материал нельзя использовать в сельском хозяйстве, опасные элементы будут накапливаться в продукции. Но и в качестве топлива он не слишком подходит, увеличиваются вредные выбросы в атмосферу.
Торф – это экологически чистый материал, который можно использовать в качестве топлива, удобрений, компонентов почвосмесей.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
#торф #сад и огород #сад и дача #дача и огород #полезные советы #свойства #свойства торфа #характеристики #характеристики торфа #удобрения