Jaké jsou vlastnosti rašeliny?

Rašelina, hořlavý minerál vzniklý v důsledku přirozené smrti a neúplného rozpadu bažinných rostlin pod vlivem biochemických procesů v podmínkách nadměrné vlhkosti a nedostatku kyslíku. Předchůdce genetické linie fosilního uhlí. Rostlinné zbytky a humus obsahují organické a minerální části (ne více než 50 % minerálních složek na sušinu). Rašelina leží na povrchu Země nebo v hloubce několika desítek metrů pod krytem nerostných ložisek. Od půdních útvarů se liší obsahem organických sloučenin (nejméně 50 % sušiny), od hnědého uhlí – zvýšeným obsahem vlhkosti a slabě rozložených rostlinných zbytků, jakož i přítomností sacharidů, hemicelulóz a celulózy. Botanické složení rašeliny zahrnuje zbytky dřeva, kůru a kořeny stromů a keřů, různé části bylin, ale i mechy hypnum a sphagnum. Podle stupně rozkladu rostlinného materiálu (relativní obsah produktů rozpadu rostlinných pletiv, které ztratily svou buněčnou strukturu v celkové hmotě rašeliny; v %) se rozlišuje rašelina na mírně rozloženou (do 20), středně rozloženou ( 20–35) a vysoce rozložené (nad 35).

Složení, struktura a vlastnosti

Rašelina je komplexní polydisperzní vícesložkový systém. Elementární složení organické hmoty rašeliny (%): C 48–65; H 4,7–7,0; O 25–45; N 0,6–3,8; S do 1,2. Složkové složení organické hmoty (%): ve vodě rozpustné látky 1–5, bitumeny 2–10, snadno hydrolyzovatelné sloučeniny 20–40, celulóza 4–10, huminové kyseliny 15–50, lignin 5–20. V přírodním stavu obsahuje rašelina 86–95 % vody, vlhkost vzduchu suché rašeliny je 20–30 %. Obsah popela v průmyslové rašelině je 2,5–10,0 %. Struktura je obvykle vláknitá nebo plastická (vysoce rozložená rašelina), textura je jednotná, někdy vrstvená. Barva žlutá nebo hnědá až černá. Slabě rozložená rašelina v suchém stavu má nízkou hustotu (do 0,3 g/cm 3 ), nízký součinitel tepelné vodivosti a vysokou schopnost pohlcování plynů. Spalné teplo 10–25 MJ/kg (zvyšuje se s rostoucím stupněm rozkladu rašeliny). Filtrační koeficient rašeliny s nenarušenou strukturou je 0,1·10−5 –4,3·10−5 m/s. Při sušení se filtrační koeficient několikrát sníží. Vlhkostní kapacita rašeliny se v závislosti na botanickém složení a stupni rozkladu pohybuje od 6,4 do 30 kg/kg.

Tvorba rašeliny

Rašeliniště se nacházejí v údolích řek (nivy, terasy) a na povodích morénového reliéfu. V jejich úseku se nachází svrchní rašelinná vrstva mocná do 1 m, ve které probíhají mikrobiologické procesy tvorby rašeliny, a podložní vrstva vyzrálé rašeliny o mocnosti většinou do 5 m. Doba trvání hlavních rašelinných procesů je 4 – 10 let. V průběhu roku vyroste na 1–3 mm zralé rašeliny. 8 až 33 % biomasy se mění na rašelinu. Zbytek se rozkládá až do úplné mineralizace, je absorbován živými rostlinami, vypařován do atmosféry nebo je vyplavován filtračním proudem, včetně některých organických látek ve formě huminových kyselin, fulvokyselin a dalších sloučenin. Rašelina je pohřbena akumulující se fytomasou, odstraněna z rašelinové vrstvy a izolována od vlivů prostředí. Téměř se v něm zastaví rozklad rostlinných zbytků a své vlastnosti si zachovává po tisíce let. Navzdory každoročnímu nárůstu odumřelé organické hmoty vrstva rašeliny nepřestává existovat. Téměř všechna známá ložiska jsou kvartérního stáří. Moderní ložiska rašeliny vznikala v průběhu 10–12 tisíc let. Rašelina se začala nejvíce tvořit asi před 8–9 tisíci lety. Stáří pohřbené rašeliny (nahromaděné v dobách meziledových, překryté sypkými sedimenty různé mocnosti v důsledku změn základů eroze) se odhaduje na desítky tisíc let; na rozdíl od moderních se vyznačuje nižší vlhkostí.

Klasifikace rašeliny, rašelinná ložiska a ložiska

Podle podmínek vzniku, botanického složení a vlastností se rašelina dělí na vrchovinnou, přechodovou a nížinnou. V závislosti na převaze některých rašelinných rostlin nížinného (oligotrofního), přechodného (mezotrofního) a vrchovinného (eutrofního) typu bylo identifikováno asi 150 druhů rašeliny; nejběžnějších je 40 druhů, např. bříza nížinná, vrba, přechodná dřevina, přechodná ostřice, angustifolium-rašelina, fuscum-rašelina, sphagnum-dutinová rašelina (poslední tři vrchovištní typy) atd. Přirozené vrstvení jednotlivých typů rašelina z povrchu na minerální dno bažiny nebo pod nimi ležící organo-minerální ložiska (sapropel) tvoří ložisko rašeliny. Podle podmínek vody a minerální výživy, které určují složení rašelinných rostlin, se rozlišují rašelinná ložiska: vrchovištní, smíšené, přechodné a nížinné typy. Ložisko typu rašeliniště je buď zcela složeno z rašeliny rašeliniště, nebo zaujímá alespoň polovinu celkové mocnosti souvrství; smíšený typ – obsahuje rašelinu nížinnou nebo přechodnou, pokrytou slatinnou rašelinou (mocnost nad 0,5 m), nepřesahuje však polovinu celkové mocnosti sloje; ložisko přechodného typu se skládá zcela nebo z více než poloviny z přechodné rašeliny, vrstva slatinné rašeliny není větší než 0,5 m; ložisko nížinného typu je tvořeno zcela nebo více než z poloviny nížinnou rašelinou, vrstva přechodné rašeliny může být maximálně 0,5 m. Ložiska rašeliny jsou průmyslové akumulace rašeliny, jasně geograficky omezené a nesouvisející s jinými akumulacemi. Podle převahy typu se ložiska dělí na: vrchovinová, přechodná (ložisko přechodného nebo smíšeného typu), nížinná; podle polohy a vodominerálního režimu – do 3 hlavních geomorfologických skupin: nivy, starobylé terasy a morénový reliéf povodí.

Distribuce a zásoby rašeliny

Ložiska rašeliny jsou dostupná na všech kontinentech (plocha ložisek na světě je 1,76 mil. km2). Celkové geologické zásoby (součet prozkoumaných, odhadovaných zásob a předpokládaných zdrojů) rašeliny ve světě (při 40% vlhkosti) se odhadují na přibližně 500 miliard tun, rozmístěny extrémně nerovnoměrně (více než polovina je v Asii). Největší zásoby rašeliny (miliardy tun) jsou: Rusko (167), USA (108), Indonésie (79), Kanada (35), Finsko (35), Čína (27), Malajsie (11,8), Švédsko (11,2 ). V Rusku bylo identifikováno přes 46 tisíc ložisek. Ložiska rašeliny jsou chráněna v Rusku, Bělorusku, Finsku, Německu, České republice, Švýcarsku, USA, Novém Zélandu a dalších zemích, neboť jejich úbytek vede ke změnám a narušení ekologické rovnováhy v přírodě.

Extrakce

V roce 1935 byla světová produkce rašeliny 23 milionů tun, v roce 1983 – 380 milionů tun V roce 2022 – pouze 20 milionů tun Pokles produkce je spojen s téměř úplným ukončením využívání rašeliny v energetice a její nahrazení jinými druhy fosilních zdrojů energie (uhlí a zemní plyn), stejně jako obnovitelných zdrojů (vodní, solární, větrné, hydrotermální). V 21. století Hlavní země zabývající se těžbou rašeliny jsou (roční produkce, mil. tun; 2022): Finsko (5,4), Německo (2,6), Švédsko (2,3), Lotyšsko (2,0), Bělorusko (1,7), Kanada (1,7), Rusko (1,2), Polsko (1,0). Litva (0,48), Estonsko (0,35), USA (0,34), Ukrajina (0,3). Obavy ze změny klimatu přiměly mnoho evropských zemí, které byly aktivní v těžbě rašeliny (Finsko, Švédsko, Německo, Estonsko), aby těžbu omezily nebo úplně zastavily (Irsko v roce 2021) kvůli schopnosti rašelinišť fungovat jako pohlcovač uhlíku. Metody těžby lze rozdělit do čtyř skupin: frézování, strojní tváření (bagr), hydraulické, vyřezávané (postavené ruční prací). Rašelina řezaná a naskládaná. Goldenstedter Mohr (Dolní Sasko, Německo). Rašelina řezaná a naskládaná. Goldenstedter Mohr (Dolní Sasko, Německo). Každá z metod má své vlastní podtypy. 80–90 % rašeliny se získává mletím, při kterém se rašelina nejen získává z ložiska, ale také částečně zpracovává (drtí, suší, někdy briketuje). Metoda frézování se začala používat v 1950. a 1960. letech XNUMX. století. a téměř vytlačil zbytek. Hlavními výhodami této metody jsou jednoduchost, vysoký stupeň mechanizace a hospodárnost. Mezi nevýhody patří nutnost odvodnění ložiska před zahájením těžby, nebezpečí požáru při těžbě rašeliny a závislost na povětrnostních podmínkách.

Pohled na staré rašeliniště. Letecké snímkování (hrabství Donegal, Irsko). Pohled na staré rašeliniště. Letecké snímkování (hrabství Donegal, Irsko).

SkyworksFootage / Creatas Video / Getty Images SkyworksFootage / Creatas Video / Getty Images

přihláška

Většina (70 %) rašeliny vytěžené na světě se využívá v zemědělství, 30 % se používá k výrobě tepla a elektřiny, v lékařství, biochemii a stavebnictví. Rašelina jako palivový a energetický zdroj má střední postavení mezi fosilními a obnovitelnými zdroji energie. Podíl rašeliny na palivové a energetické bilanci Ruské federace je méně než 1 %. První elektrárna na světě fungující výhradně na rašelinu byla postavena v Rusku v letech 1912–1914. („Elektrický přenos“, od roku 1926 Státní okresní elektrárna pojmenovaná po R. E. Klassonovi). K získávání tepla a energie se používá drnová rašelina, brikety, pelety a tepelné brikety. Rašelinové brikety na topení. Rašelinové brikety na topení. Z rašeliny se vyrábí několik desítek druhů různých produktů: aktivní uhlí, koks, maziva, parafín, rašelinový vosk; používá se k výrobě řady chemických sloučenin (etylalkohol, kyselina šťavelová, furfural aj.), léků (steroidy a antiseptika) a fyzioterapeutických aplikátorů (viz článek Léčba rašelinou). Rašelina je netoxický přírodní sorbent-iontoměnič, který slouží jak jako sorbent ropných složek, tak jako destruktor a také poskytuje vysokou účinnost při extrakci těžkých kovů z průmyslových a říčních odpadních vod. Rašelina se také používá jako izolace (tepelně izolační stavební bloky) a obalové materiály. Prokofjeva Ljudmila Michajlovna

Zemědělská aplikace

• botanické složení;
• stupeň rozkladu;
• obsah popela;
• kyselost;
• kapacita vlhkosti;
• absorpční kapacita;
• V zemědělství se rašelina používá několika způsoby:
  • v rostlinné výrobě (jako půda pro pěstování plodin, rašelinová hnojiva, kompostové složky, stimulátory růstu a vývoje na bázi huminových látek, organobakteriální hnojiva, substrát pro pěstování rostlin, rašelinové květináče, živné brikety);
  • chov hospodářských zvířat (jako podestýlka a složka krmiva).

  Rašelina jako zemědělská půda

  Rašeliniště jsou využívána jako rezervy pro zvětšení zemědělské půdy, což souvisí s rozvojem chovu hospodářských zvířat a nárůstem potřeby krmiv. Pro pěstování zemědělských plodin je nejperspektivnější využití lužních rašelinných ložisek a vytěžených mlýnských polí. Při využití rašelinišť pro pěstování plodin je nutné posoudit obsah živin. Při dodržení souboru agrotechnických opatření (zejména při používání minerálních hnojiv) mohou tyto pozemky produkovat vysoké a stabilní výnosy. Většina odvodněných rašelinišť se využívá k výsevu vytrvalých trav.

  Rašelina jako hnojivo

  Nejúčinnější využití rašeliny je jako kompost. K přípravě rašelinových kompostů se používají všechny druhy rašeliny jakéhokoli stupně rozkladu s omezeními upravenými v GOST R 51661.2-2000 „Rašelina pro přípravu kompostů“. Rašelina se široce používá k výrobě kompostů s tekutým, polotekutým hnojem, drůbežím trusem na hospodářských a drůbežích komplexech a farmách, kde se rašelina používá jako podestýlka (GOST R 51661.2-2000. Rašelina na podestýlku). Rašelina se dobře osvědčila jako složka hnojiva v rašelinových kompostech. Kompostování rašeliny za optimálních podmínek a její ukládání na hromady zajišťuje produkci vysoce kvalitního organického hnojiva obohaceného dusíkem. Agronomická a ekonomická efektivita rašelinových kompostů závisí na dodržení technologie jejich přípravy, která určuje jejich kvalitu a vliv na výnosy plodin. Stimulátory růstu a vývoje na bázi huminových látek, včetně těch na bázi rašeliny, jsou také široce používány v pěstování rostlin.

  Kromě rašelinového hnoje, rašelinového hnoje a dalších druhů kompostů se rozšířila rašelinová hnojiva vyráběná v průmyslových rašelinových podnicích. V zemědělství se aktivně používají rašelinno-amoniakální (TAU), rašelino-minerální-amoniak (TMAU), rašelino-minerální (TMU), komplexní granulovaná (KGU), rašelinová-hnojová granulovaná a rašelinová-huminová hnojiva.

  Perspektivním směrem je výroba organobakteriálních hnojiv na bázi rašelinových kompostů a přípravků symbiotických mikroorganismů fixujících dusík.

  Rašelina jako podestýlka a jídlo

  Cenné výživné krmivo pro zvířata se získává z slatinné rašeliny. Rašelina je zdrojem huminových kyselin, které mají biostimulační, detoxikační a antioxidační účinky. Huminové kyseliny inhibují růst patogenních bakterií a plísní, snižují hladinu mykotoxinů, zlepšují trávení bílkovin a vstřebávání vápníku, stopových prvků a živin.

  Rašelina jako půda

  Rozšířily se půdy na bázi rašeliny. Rašelinová zemina je jedním z nejlepších substrátů pro pěstování rostlin (viz tabulka). Středně rozložená rašelina z nížinných a přechodných rašelinišť je cennou surovinou pro výrobu rašelinových humusových květináčů a briket pro pěstování sazenic zeleniny, květin a okrasných plodin skleníková půda (GOST R 51661.4-2000. Neutralizovaná rašelina).

  Agrochemické vlastnosti hlavních druhů rašeliny