Толкачева Елизавета Сергеевна 9 «Г» класс

МОУ «СОШ № 58»

Актуальность темы

Многие зарубежные страны имеют развитую экономику, благодаря мощной минеральной базе. Главной особенностью этих стран является тот факт, что они используют все виды ресурсов, которые имеются на их территории. В то же время они экономно и рационально используют топливные ресурсы: уголь, нефть, газ; заменяя их наиболее дешевым видом топлива – торфом.

Добыча торфа и его переработка играют в этих странах немаловажную роль. Известно, что в 90-е годы Германия экспортировала 1700 тыс. т сельскохозяйственного торфа, страны Прибалтики – 1150 тыс. т, Россия – лишь 40 тыс. т, имея запасы в 200, 7 млрд. т торфа, что составляет 66% от мировых запасов.

Значительное количество торфа импортируют развитые страны, где он идет не только в качестве топлива и для нужд сельского хозяйства, но и для получения воска, медицинских препаратов, продуктов парфюмерной промышленности, технической бумаги, кислот, спирта и многих других видов продукции .

Огромно значение торфа в сельском хозяйстве. Наибольшие торфяные запасы России сосредоточены на территории Западной Сибири. При тщательном изучении торфяников на территории Западной Сибири можно легко создать богатую минеральную базу для производства удобрений именно в тех районах, где качество торфа выше.

Геологические исследования показывают, что кроме торфа Западная Сибирь богата сапропелем, болотным мергелем, торфовивианитом, которые образуют многочисленные месторождения с крупными запасами. Такие месторождения могут быть вовлечены в эксплуатацию в короткие сроки без крупных капиталовложений силами хозяйств или агрономическими объединениями.

Благодаря работе геологов, географов, других исследователей, на сегодняшний день можно легко возродить торфяную промышленность, что позволит экспортировать торф как ценное органо-минеральное сырье в те районы страны, где этого вида ресурсов недостаточно.

Современные минеральные удобрения, которые используются в России при ведении сельского хозяйства, имеют иностранное происхождение и стоят очень дорого. Экспорт торфа и торфяной продукции в некоторой мере позволил бы стабилизировать экономику не только Западной Сибири, но и страны в целом, а потребителю обеспечил бы гарантию быстрого и доброго урожая.

Кроме того, развитие торфяной промышленности как в нашей области (регионе), так и в стране, позволит решить ряд многих остро стоящих проблем:

1. Проблему топлива и экономическую.

Себестоимость кускового торфа ниже угля в 2, 5 раза, причем при его сжигании не происходит загрязнения окружающей среды. За прошлое столетие Россия сэкономила 400 млн. т каменного угля за счет сжигания торфа. Доля торфа в топливном балансе страны составляла в 1928 г. – 41, 4%. Создание топливной базы на основе торфа сегодня позволило бы решить и вопрос энергетического обеспечения страны, ведь после революции наша страна долгое время находилась в разрухе и план ГОЭЛРО, основанный на строительстве электростанций, сжигающих торф, именно он дал импульс для развития экономики.

2. Проблему безработицы.

Развитие торфоперерабатывающей промышленности в стране (области) дало бы работу не только людям, в ней участвующим, но и вовлекло бы ряд машиностроительных предприятий, которые обеспечили бы данный вид промышленности необходимыми машинами, оборудованием; вовлекло бы ряд химических предприятий, которые проводили бы комплексную переработку торфа, получая из него ценные химические продукты.

Таким образом, анализируя торф как ценное природное сырье, можно сделать вывод о том, что возрождение торфяной промышленности ведет к успешному развитию и общему росту экономики страны.

Объектом исследования этого данной работы являются:

Торфяные ресурсы России;

Торфяные залежи юга Западно-Сибирской равнины.

Предметом являются:

География торфяных залежей;

Возможности использования торфа как ценного природного сырья для отраслей хозяйственного сектора.

Основные цели работы:

Оценка торфяных запасов России, Западной Сибири, Омской области.

Разработка дополнений к урокам по теме «Природные ресурсы России» по курсу 8 и 9 классов.

Основные задачи:

Определить значение данного вида ресурсов;

Дать характеристику физическим и химическим свойствам торфа;

Выявить особенности размещения торфяных залежей на территории Западной Сибири;

Оценить запасы торфа Омской области;

Определить проблемы и перспективы развития торфяной промышленности в стране, регионе, области.

Часть 1. Понятие торфа. Растения-торфообразователи

Торф, каменный и бурый уголь, как и другие полезные ископаемые, были известны человеку еще в каменном веке

Впервые под названием «антракос» (уголь) ископаемые угли были описаны Теофрастом (III – IV в. До н.э.).

Первая книга о торфе («Трактат о торфе») Мартина Шока вышла на латинском языке в 1658 г. В Германии. В практике использования торфа книга имела большое значение, но в вопросах происхождения содержала ряд неправильных выводов.

Растительное происхождение торфа было неопровержимо доказано в 1729 г. Дегнером, применившим для его изучения микроскоп. «Торф, - писал он, - представляет собой в действительности скопление бесчисленных, цветущих, зеленеющих и растущих в стоячей воде болотных растений» .

Торф – это горючее полезное ископаемое, образовавшееся в условиях переувлажнения и без доступа воздуха в результате неполного распада болотных растений. Химический состав его весьма сложен: 50-60% углерода, 30-40% кислорода, 3-5% водорода, 1-3% азота и около 1% серы.

Торф образуется благодаря механическому разрушению растительных остатков и химическому изменению входящих в состав растений органических и органо-минеральных соединений .

Оторфовывание растительных остатков происходит в самых поверхностных слоях залежей, куда свободно проникают кислород и где идет энергичная работа микроорганизмов. Этот верхний слой и носит название торфообразующего или торфогенного слоя. Он лежит непосредственно под живой дерниной растений, и толщина его не превышает 30-50 см от поверхности болота. Чем глубже мы проникаем в залежь, чем меньше там воздуха, тем меньше микроорганизмов и тем слабее протекают процессы разложения растительных остатков.

Таким образом, торф образуется на поверхности болота и в дальнейшем, когда над ним нарастают новые слои растительности, он опускается, уплотняется, но остается все на той же степени разложения.

Основной процесс, происходящий в растительных остатках, заключается в разложении входящих в состав растений соединений: клетчатки и лигнина. Клетчатка разлагается быстро, превращаясь в конечные продукты распада: углекислый газ и воду. Лигнин более богат углеродом, чем клетчатка. Разлагаясь, эти основные части растений образуют углерод и, чем сильнее их разложение, тем больше в торфе углерода, т.е. торф, наиболее разложившийся, отличается и более высокими топливными качествами.

Кроме клетчатки и лигнина в состав растений входят смолы, воски и жиры. Эти вещества отличаются большой стойкостью и накапливаются в залежах в значительном количестве. Накопление этих веществ повышает ценность торфа.

В процессе оторфовывания растительных остатков часть растительной клетчатки превращается в воду и углекислый газ и выбывают из состава торфа. Минеральные соли остаются в торфе полностью .

Несмотря на то, что на болотах встречается очень большое количество разнообразных растений, число торфообразователей весьма невелико (прил. рис 1, с.15, 16).

Значительное участие в образовании торфа принимают: тростник, камыш, хвощ, осока, пушица, шейхцерия, ольха черная, береза пушистая, сосна.

Но особенно большое участие в построении торфяной массы принимают мхи: сфагнумы и гипнумы .

Общее географическое распространение торфяников в Западной Сибири

Несмотря на неполные данные о болотах и особенно о торфяниках Западной Сибири, давно известно, что заторфованность ее вдвое превышает заторфованность европейской части России. (прил. рис.2, с.17)

На территории Западной Сибири (Новосибирской, Омской, Томской, Тюменской и Кемеровской областях) заторфованию, по данным на 1964 г., подлежит 11, 5% общей ее площади. В европейской части России торфяники от общей ее площади составляют 5, 7% (Кац, Нейштадт, 1963) . Западная Сибирь представляет собой торфяной регион, где сосредоточено более 60% мировых запасов торфа .

Распределение торфяных месторождений по территории Западной Сибири неравномерно (прил. табл.1, с.18). Первое место занимает Тюменская область, как по количеству болот и их общей площади, так и по запасам торфа. В целом по области преобладают залежи торфа низинного типа (57, 5%). Развиты они в основном на юге области. На территории Тюменской области известны месторождения вивианитовых торфов: Согра I, Павловское, _ысовое; очень крупное торфовивианитное месторождение – Боровое. В ряде районов области были выявлены месторождения и проявления фосфоросодержащих торфов: Крутое, Клюквенное месторождения, Тобольская Согра, Николаевское, Язевочное, Растес, Перейма.

В Томской области преобладают верховые и переходные торфяники. На сегодняшний день выявлены здесь крупные торфяные месторождения: свыше 80% площади разведанного торфяного фонда составляют месторождения с площадью более 10 000 га. Торфяные залежи верхового типа составляют 61, 9% от общих запасов, остальная часть запасов связана с низинными залежами. Здесь выявлены Аркадьевское месторождение торфовивианита и Поздняковское месторождение вивианитового торфа. Имеются сведения о наличии фосфора на торфяных месторождениях в Каргасокском и Калпашевском районах Томской области.

Торф – полезное ископаемое, состоящее из остатков растений, находящихся на разных стадиях разложения. Он востребован в сельском хозяйстве и энергетической промышленности. Благодаря высокому содержанию углерода, обеспечивающему отличную теплоту сгорания, материал используют в качестве биотоплива. Сейчас купить торф можно по выгодной цене. Он обогащает грунт сбалансированным составом органических и минеральных питательных веществ. Его разбавляют песком и почвой для достижения оптимальной кислотности и воздухопроницаемости.

Добывается торф открытым способом. Его залежи всегда находятся на поверхности. В основном это заболоченная местность. Россия занимает 4-5 место по объемам производства данного полезного ископаемого, уступая Финляндии, Ирландии, Швеции и Эстонии. В Московском регионе основная приходится на Дмитровский район.

Способы добычи торфа

Существует 2 способа извлечения полезного ископаемого – фрезерный и кусковый. Несколько десятков лет назад торф вырезали вручную и формировали кирпичи для последующей просушки. Сейчас большая часть процессов автоматизирована. Это повышает скорость его добычи и удешевляет стоимость.

Фрезерная добыча торфа

Торф извлекают фрезерным способом короткими циклами. Большая часть работ автоматизирована на 100%. Верхний слой пласта надрезается на глубине до 25-40 см (определяется исходя из погодных условий). Он проходит следующие этапы:

• ворошение. Позволяет ускорить процесс испарения влаги из торфа, способствует измельчению и рыхлению;
• валкование. Высушенный торф собирают в валки с треугольным сечением и оставляют для дальнейшего просушивания;
• сбор. Из высушенного вещества формируют штабеля и брикеты для дальнейшего хранения и транспортировки.

Фрезерный метод отличается простотой реализации. Он позволяет совершить от 10 до 50 циклов сбора с одного участка за сезон. Недостаток метода – сильная зависимость от погодных условий. Это обусловлено способом сушки, которому могут помешать дожди или другие осадки.

Отказ от данного метода добычи торфа не рассматривается. Высокая эффективность извлечения полезного ископаемого гарантирована при ограниченном количестве циклов.

Сейчас торф фрезерным методом добывают на месторождениях всех типов. До начала цикла проводят осушение торфяного массива, очистку от растительности и снятие верхнего слоя очеса.

Кусковый способ

Добыча производится экскаваторным способом. Для этого используется специальное оборудование. Оно извлекает из открытого карьера сырец и формирует из него брикеты заданной формы. Наряду с экскаватором используют стилочную машину, выполняющую функции валкования. Данная технология используется при добыче на залежах низинного торфа, степень разложения которых превышает 15%, а зольность достигает 23%.

Виды торфа

Приняв решение купить торф , необходимо определить задачи, для которых он будет использоваться. Все виды данного ископаемого классифицируют по месту добычи и степени разложения:

• верховой. Возникает на возвышенностях. Он формируется из растений, получающих большое количество кислорода. Особенность верхового торфа – высокая кислотность. Для использования в сельском хозяйстве его гасят известью. Он обладает наименьшим количеством микроэлементов;
• переходной. Образуется на равнинах. Имеет средние характеристики;
• низинный. Образуется в низинах из растений с высоким содержанием питательных веществ. Обладает нейтральной кислотностью. Сейчас купить торф такого типа можно для составления почвосмесей.

По степени разложения выделяют слаборазложившейся, средне разложившийся и сильно разложившийся торф . Этот параметр оказывает непосредственное влияние на цвет вещества и способствует определению его возраста.

Переработка торфа

Торф – восстанавливаемый природный ресурс. Ежегодно он образуется в количествах, в 120 раз превышающих весь уровень мировой добычи. Поэтому многие рассматривают его как источник энергии.

Качественный торф не требует обработки перед использованием. Это положительно сказывается его стоимости.

Сейчас торф перерабатывают для решения широкого спектра задач. Он используется в строительстве для теплоизоляционных работ, находит применение в медицине. Благодаря способности нейтрализовывать и впитывать тяжелые металлы данное полезное ископаемое способствует защите экологии. Оно служит фильтровальным элементом на сточных сооружениях.

Зачастую обусловлена стремлением удовлетворить нужды сельского хозяйства. Его превосходные характеристики делают плодородными самые бедные и безжизненные почвы.

Добычу торфа наладило множество компаний. Данное полезное ископаемое можно купить в непосредственной близости от места предполагаемого использования. Это поможет сократить затраты на транспортировку.

Выявленные и разведанные геологические запасы торфа Российской Федерации составляют около 155 млрд. т. На территории Центрального и Центрально-Черноземного экономических районов находится 18594 торфяных болот. Торфяные ресурсы размещены на 13801 торфяном месторождении и оцениваются в 4,7 млрд. т (табл. 1). Из баланса исключено 4793 объекта, в том числе 2931 выработанное месторождение, 123 затопленных, 3 застроенных, 6 выгоревших месторождений, 1368 торфяных заболочен-ностей и 344 месторождений с органо-минеральными отложениями. магматизм апатитовый руда торфяной

Таблица 1. Торфяные ресурсы Центра России (по состоянию на 1.01.2000 г.)

На долю разведанных торфяных запасов приходится 3,9 млрд.т., в том числе по категории А+В+С1 - 3,4 млрд.т (72 %). Прогнозные ресурсы составляют 0,8 млрд.т. Это говорит о высокой изученности торфяных запа-5 сов.

Тверская область располагает самыми значительными запасами торфа из всех областей Центрального экономического района. Доля торфяных месторождений области составляет 20,5 %. На долю площади торфяных месторождений в промышленной границе залежи (Fп) приходится уже 37,5 %. Еще существеннее доля запасов торфа - 2 млрд. т (при содержании влаги 40 %), что составляет 43,5 % всех запасов Центрального экономического района.

Заболоченность территории Тверской области в среднем составляет 10 % с колебаниями от 1,0 % (Зубцовский, Ржевский районы) до 29 % (Жарковский и Калининский районы).

Торфяно-болотное районирование

Наиболее признанным для Тверской области является торфяно-болотное районирование Тверской области, выполненное специалистами ПГО "Торфгеологии" (рис. 1).

Исходя из комплекса природных факторов, особенностей торфяных месторождений и условий их размещения, выделяется 8 групп районов.

Торфяно-болотные районы имеют разные геоморфологические условия залегания и различное соотношение типов залежи (табл. 2).

Таблица 2. Соотношение типов торфяной залежи различных групп районовТверской области

В границах последнего оледенения находится Вышневолоцкая и Верхневолжская группы районов. Геологическое строение и характер рельефа местности благоприятствовали образованию и развитию торфяных месторождений с разнотипной залежью и залежью верхового типа (рис. 2).

Рис. 2.

Высокая концентрация запасов торфа, преимущественное распространение залежей верхового и смешанного типов характерно для Калининскойгруппы (рис. 3), верхового типа - для Западнодвинской группы районов.

Высокая степень дренированности территории обусловила преимущественное развитие торфяных месторождений с залежью низинного и переходного типов в Мологской и Краснохолмской и Ржевской группах районов (рис.4). В Лихославльской центральной группе районов по долинам рек Медведицы и Тверцы располагаются малые торфяные месторождения с залежью преимущественно низинного типа. На юго-востоке этой группы районов в пределах Верхневолжской низины развиты крупные месторождения с залежью верхового типа.

Рис. 3.

Рис. 4.

Географические особенности размещения запасов торфа позволяя ют сделать вывод о благоприятных условиях в Тверской области для комплексного промышленного и сельскохозяйственного использования торфяных ресурсов.

Формирование торфяных фондов.

Приоритет формирования целевых фондов отражается последовательностью: охраняемый > фонд выработанных, застроенных и затопленных месторождений > мелиоративный > разрабатываемый.Обобщающим формальным критерием отнесения торфяного болота к охраняемому фонду является наличие юридического документа об охране или сохранении экосистемы в естественном состоянии. Торфяные болота могут быть отнесены к особоохраняемым природным территориям(ООПТ). Помимо этого решением Администрации области торфяные месторождения исключаются из планов хозяйственного использования с сохранением их в естественном состоянии. Обоснованием сохранения служит в основном водоохранная и ресурсная значимость. Торфяным болотам, являющимся объектами многоцелевого назначения, присваивается, как правило, статус памятника природы.

Фонд выработанных торфяных месторождений формируется по критерию полной сработки извлекаемых запасов торфа. Отнесение застроенных торфяных месторождений к фонду выработанных месторождений осуществлено по логическому признаку. Речь идет о полностью застроенных торфяных месторождениях, превратившихся в селитебные земли, расположенные в черте населенных пунктов. Такие месторождения из-за близкого расположения к городам имеют глубокую «сработку» торфяной залежи и потерю устойчивости как естественных экосистем.

Состав мелиоративного (земельного) фонда определяется критериями отнесения торфяных запасов к забалансовым (малоконтурность, мелкозалежность, зазоленность). Торфяные месторождения мелиоративного фонда являются резервом расширения сельскохозяйственных угодий, а в ряде случаев лесных площадей. Использование торфяной залежи, непригодной для промышленной разработки торфяных месторождений, связано с регулированием водного режима, проведением технической и химической мелиорации.

К разрабатываемому фонду торфяных месторождений отнесены массивы с балансовыми запасами торфа. Эксплуатируемую часть фонда составляют месторождения, разрабатываемые в настоящее время, а также законсервированные массивы, на которых ранее велась добыча торфа. Применительно к эксплуатируемой части критерием выделения служит сработка запасов торфа.

ТОРФЯНАЯ ЗАЛЕЖЬ (а. peat deposit; н. Тоrflager, Тоrfablagerung; ф. gite de tourbe; и. yacimiento de turba, deposito de turba, criadero de turba) — геологическое тело, образованное напластованием торфов различных видов, закономерная смена которых отражает изменения условий водно-минерального питания, растительного покрова и процесса торфообразования. Основные характеристики торфяной залежи: генетический тип и вид, размеры (площадь) в границе промышленных глубин и в нулевой границе, глубина, мощность торфа, мощность минеральных прослоек, наличие и мощность сапропеля , влажность , степень разложения, зольность , и др.

Торфяные залежи подразделяются на четыре типа: , смешанный и . К низинному типу относятся залежи с мощностью низинных торфов свыше половины общей глубины, слой верховых торфов не превышает 0,5 м; к переходному типу — залежи, сложенные переходными торфами не менее чем на половину общей глубины, слой верховых торфов не превышает 0,5 м. Смешанный тип включает залежи, в которых слой верховых торфов составляет менее половины общей глубины, но не менее 0,5 м; нижние слои могут быть сложены низинными или переходными торфами. Верховой тип включает залежи, где слой верховых торфов составляет не менее половины общей глубины; нижняя часть залежи может быть сложена переходными или низинными торфами.

Типы торфяной залежи подразделяются на подтипы (лесной, лесо-топяной и топяной) и виды, в зависимости от преобладания или сочетания соответствующих подтипов, групп или видов торфов; иногда учитывается и очерёдность напластования. Каждый вид залежи имеет осреднённый показатель глубины, степени разложения, зольности и влажности. Наибольшие средние глубины имеют торфяные залежи верхового типа топяного подтипа (5 и более м), наименьшие — лесного подтипа (1,2-1,7 м). Средние показатели степени разложения наиболее высокие у торфяной залежи лесного подтипа (45-55%), низкие — у топяного подтипа (20-30%). Средняя влажность имеет обратную зависимость — у топяных торфяных залежей — высокая (91-93%), у лесных — наименьшая (88-89%). Наиболее низкая средняя зольность у торфяных залежей верхового типа (2,7-4%), наиболее высокая — у низинного типа (6,5- 12%). Коэффициенты вариации для степени разложения и зольности не превышают 30%, для влажности — 2%. Чаще других встречаются залежи верхового и низинного типов; торфяные залежи верхового типа распространены большей частью в лесной зоне на торфяных месторождениях водораздельных зандровых и моренных равнин, вторых и третьих террас. Торфяные залежи низинного типа — преимущественно на торфяных месторождениях пойм, поименно-притеррасных и частично на месторождениях котловин водораздельного моренного рельефа . Строение торфяных залежей и их качественная характеристика предопределяет направление использования и способ разработки. Например, фускум, комплексная верховая и магелланикум залежи разрабатываются фрезерным способом, продукция используется как термоизоляционный и подстилочный материал (верхняя слаборазложившаяся часть), а также как топливо; залежи низинного типа — для сельского хозяйства и топлива.

ТОРФЯНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ (а. peat deposit; н. Тоrflagerstдtte; ф. gisement de tourbe, tourbiиre; и. yacimiento de turba, depysito de turba, yacencia de turba) — участок земной поверхности, содержащий торфяную залежь , по размерам, качеству и условиям залегания пригодную для разработки. Торфяное месторождение обводнено и покрыто растениями-торфообразователями.

Основные характеристики торфяных месторождений: типы растительного покрова (низинный, переходный, верховой) и его состав (древесный, травяной, моховой ярусы); площадь; микрорельеф (кочковатый, ровный, с грядами и мочажинами); степень обводнения; количество, конфигурация и мощность минеральных наносов; стратиграфия торфяных отложений; количественные и качественные параметры залежи и др. Тип (подтип) современной растительности на торфяных месторождениях, особенно мезотрофный или олиготрофный, не всегда соответствует аналогичному типу (подтипу) торфяной залежи. В процессе развития растительности и увеличения напластований торфа изменяются условия водно-минерального питания. Кроме того, на процесс торфообразования влияют климатические и другие факторы. В зависимости от геоморфологических условий залегания торфяные месторождения подразделяют на пойменные, месторождения террас, водораздельного, моренного рельефа и иного залегания (горных склонов, овражные и др.). торфяные месторождения пойм (плавневых, долинных, надморенных и др.) имеют в плане большей частью удлинённую форму, растительность и залежи низинного типа, мощность торфяных отложений от 0,7 до 4 м; характерно также большое количество минерализованных прослоек.

Торфяные месторождения террас чаще покрыты растительностью верхового и переходного типов; строение залежей изменяется от верхового или смешанного типов (в центральной части) до низинного (на окраинных участках); средняя мощность залежей 2-5 м.

Торфяные месторождения водораздельного, моренного рельефа (зандровых и ) покрыты преимущественно растительностью верхового типа часто с грядово-мочажинными комплексами; в центре содержат участки комплексно-верховых залежей, которые окаймляет магелланикум-залежь; средняя глубина 3-6 м; степень разложения торфа сильно изменяется по глубине (от 5 до 50%). Торфяные месторождения сточных, проточных и замкнутых котловин водоразделов чаще имеют низинный тип растительности или переходный, в центральных частях — верховой; залежи преимущественно низинного типа средней мощности 3-5 м с сапропелем .

Торфяные месторождения горных склонов, овражные и другие геоморфологические типы имеют меньшее распространение и небольшие площади.

Торфяные месторождения разного геоморфологического залегания в зонах интенсивного торфонакопления (северо-западная Европейская часть , Западная Сибирь) могут в процессе развития соединяться и образовывать "системы" торфяных месторождений (торфяные массивы), в единый контур которых входят ранее обособленные торфяные месторождения одного или разных геоморфологических положений, например поймы и террасы, террасы и водораздела и т.д.

Торфяные месторождения разделяют; по размеру площади — на мелкие (до 100 га), средние (от 100 до 1000 га) и большие (свыше 1000 га); по величине запасов — на мелкие (до 10), средние (от 10 до 100 млн. т) и крупные (свыше 100 млн. т). Промышленно разрабатываются месторождения площадью свыше 100 га, месторождения меньшей площади разрабатываются для местных сельскохозяйственных целей. Мелкозалежные месторождения (средняя мощность торфяной залежи до 1,3 м) и высокозольные (средняя зольность торфа свыше 35%) не разрабатываются, используются как земельные угодья для лесопосадок и сельского хозяйства.