Лекция 6

Рекультивация торфяных выработок

1. Общая информация, историческая справка по добыче торфа в СССР и России

2. Добыча торфа на Урале

3. Общие требования к рекультивации торфяников

4. Использование выработанных торфяников под лесные насаждения

5. Использование торфяников под выращивание плодово-ягодных растений

6. Использование выработанных торфяников под охотничьи и рыбоводные угодья

7. Использование торфяников под сельхозугодья

6.1. Общая информация, историческая справка по добыче торфа в ссср и России

В России заболочено примерно 2 млн км², или 12% территории. И при этом болота активно наступают: вертикальный прирост торфа составляет до миллиметра в год, а трансгрессия болота - его наступление на сушу - до 0,4 м в год.

В СССР добывалось сотни миллионов тонн торфа, в России сегодня добывают не более полутора-двух, хотя в наследство от энергетической торфяной империи стране досталось около 3 млн га осушенных болот, часть которых требует рекультивации.

Мелиорация в Советском Союзе шла такими темпами, что для создания осушительных сетей было вынуто в общей сложности 300 млн кубометров грунта - на 100 млн больше, чем при строительстве канала Москва - Волга.

Болото обычно возникает на месте озер, которые постепенно зарастают, на дне озер возникает слой сапропеля - это болотный ил, - в него попадают растения, которые отмирая и формируют болотный торф. В дальнейшем на поверхности заболоченного места появляется прослойка сфагнума. Мох сфагнум - может удержать воды в тридцать раз больше, чем его собственная масса, и растет даже на атмосферной влаге. Таким образом формируется формируется верховой торф.

Вся болотная трава и мхи, деревья и кустарники и даже живые организмы: через несколько тысяч лет после своей гибели в районе болот - все станут торфом.

Химический состав торфа очень разнообразен: на него влияют глубина залегания и состав грунтовых вод, ландшафт местности, в которой он формируется, состав образовавших его растений и степень их разложения. В зависимости от разновидности торфа содержание углерода в нём варьирует, достигая 65%, он горюч.

Торфом можно топить не хуже дров. Только в отличие от дерева, даже сырого, в естественном состоянии торф представляет собой практически губку, вода составляет от 86 до 95% его массы.

Для добычи торфа залежь сначала осушают до 75-80% влажности: прокладывают сложную систему дренажных каналов, которая позволяет гибко управлять уровнем грунтовых вод. Для разработки подсушивают верхнюю часть залежи, «шапку». Снизу она остаётся подтоплена грунтовыми водами, по периметру окаймлена обводным каналом и вся насквозь прорезана хорошо рассчитанной сетью каналов помельче, по которым лишняя вода может как сбегать в ближайшую речку или пруд, так и возвращаться при необходимости на поле.

Управляя каналами, перекрывая их задвижками и шлюзами, можно выборочно регулировать уровень грунтовых вод на различных участках поля: понижать его там, где в данный момент идёт добыча, и поднимать в остальных местах, где работа не выполняется.

Влажность залежи, на которой идет добыча, примерно 75-79%. В том же случае, если разработка торфа не производится, а каналы открыты, вода уходит по ним и без дождей торф начинает сохнуть, высота сухого слоя увеличивается, капиллярная кайма постепенно уменьшается и в этом случае торф становится пожароопасным и бывает достаточно одной искры для большого пожара.

Торф прекрасно горит, т.к. содержит, в числе прочего, битумы - гидрофобные соединения, которые отталкивают воду. При высоких температурах торфомасса в залежи термически разлагается с выделением битумов и термобитумов, которые буквально пропитывают еще не сгоревший торф, и смочить его становится очень сложно. Если лить сверху воду, она просто будет скатываться. При тушении торфяных пожаров часто можно видеть, как в лужах оставленной брандспойтами воды плавают куски торфа, продолжая дымиться.

Болота накапливают метан, который затем выбрасывает в атмосферу, парниковый эффект от метана в 4-10 раз выше, чем от углекислого газа. Если сравнивать карьерные выработки, имеющие размеры в десятки километров с торфяными разработками, то провести рекультивацию карьеров значительно сложнее.

Карьер устранить сложнее, так как он представляет собой дыру большого размера в теле планеты. Торфяное болото после прекращения добычи торфа при проведении грамотных гидротехнических мероприятий позволяет создать озеро, болото, поле, лес, рыболовные или сельскохозяйственные угодья. Эта система отлично восстанавливается после того, как прекращается добыча торфа. Так на Северо-Западе на выработанном торфянике через 2-3 года начинает расти берёза, а через 10-15 лет восстанавливается весь моховой слой и снова появляется клюква, даже крупнее, чем до выработки, возможно благодаря обновлению мха.

Используемый торфяник не горит, а заброшенный пожароопасен, поэтому многие считают, что главная страховка от торфяных пожаров - это возобновить и продолжать добычу торфа в полном объёме.

Торфяная промышленность молодой Советской республики стартовала в мобилизационном режиме в 1920-е годы. Ленинский план ГОЭЛРО, о котором торфяники, независимо от своих политических взглядов, по сей день говорят с большим пиететом, был нацелен на индустриальное развитие регионов на основе местных топливных баз - это давало стратегическую независимость от привозных топлив и технологий. Этот короткий и яркий топливный период продлился до 1950-х годов. Ключевые составляющие золотого века торфяной промышленности - гидравлический способ добычи, изобилие почти бесплатной рабочей силы и эффективное внеэкономическое принуждение.

1980-е годы характеризовали отрасль уже как планово убыточной. А после 1991 года, в условиях экономической свободы, электростанции неудержимо начали переходить на газ: он был дешевле, чище и гораздо проще в работе, чем пыльный и технологически требовательный торф.

Сохраняется ли потребность в добыче торфа в эпоху нефти и газа? Гектары осушенных торфяников, сколько их ни будь, - плохая причина вкладываться в заведомо нерентабельное производство. Маленькая лесистая Финляндия добывает 12 млн т торфа в год. Большая и не менее лесистая Канада - всего один миллион, но это не мешает ей лидировать в экспорте сельскохозяйственной продукции на основе торфа и оборудования для его добычи. Активно добывают торф - и зарабатывают на торфяном машиностроении - Германия, Ирландия и другие обладатели лесов и болот.

Производство удобрений на основе торфа считается лидером по экономической эффективности. В этой области скоро произойдёт взрыв востребованности торфа. Торфопредприятия, которые выжили в 1990-е годы, выжили именно на торфяных грунтах. Существуют удобрения более высокого класса: гуматсодержащие материалы. Дело в том, что торф богат гумусом, а гумус - это основа плодородия почвы. Но гумус содержится в торфе в связанном состоянии: растению сложно его оттуда забрать. Если же обработать торф щёлочью, выделяются гуматы, водорастворимые соединения, и растению легче их потребить. Такие материалы - не только питание, но и прекрасные стимуляторы роста. Кроме того, гумус - хорошее связующее: он может связывать деградированные почвы, которые выдуваются ветром, или почвы, которые размываются водой.

В некоторых странах существует такое явление как - опустынивание. У Сахары, например, фронт наступления - 50 км в год; пустыня захватывает всё новые и новые земли. У белорусов, которые продают гуматы в Арабские Эмираты, уже не хватает объёмов сырьевой базы, чтобы удовлетворить спрос. А есть ещё Ближний Восток, Казахстан и другие засушливые регионы где потребность в гуматах практически неограниченная.

Пористая структура и капиллярность торфа – позволяет сделать торф идеальным сырьём для сорбентов. Верховой сфагновый торф использовался как перевязочное средство, его использовали и в годы Великой Отечественной войны для этих же целей. Сфагновый мох не только прекрасно впитывает, но и бактерициден. Индейцы использовали его в качестве подгузников для своих новорождённых. Есть научные работы в которых убирали из фабричных подгузников полиакрилат, заменяли его гранулированным торфяным наполнителем и давали мамочкам на апробацию - те были в восторге. Никаких раздражений, шарики под массой ребёнка не сдавливаются и не слёживаются, массируют его. Есть и более простые применения торфяной наполнитель. Хранить в торфе яблоки, свёклу, морковку – намного эффективнее. Яблоки сорта пепин шафранный, например, считается, что не лежат. Если хранить их обычным способом, то к Новому году они сморщатся и процентов 25 сгниёт. А если их переложить их слоями торфа то они сохраняются. Даже если одно или два испортятся, гниль не пойдёт на соседние: бактерии в торфе не распространяются.

Возможности высокотехнологичных сорбентов практически безграничны. Почистить можно всё, если знать, под какой конкретный продукт делается сорбент. Например, если известны параметры сырья, свойства сырьевой базы, можно сделать сорбент, способный очищать воду от разливов нефти: он это нефтяное пятно просто засосёт, именно плёнку, без воды. Ведь в чём основная проблема? Когда нефть пролилась, пятно начинает быстро разрастаться, оно стремится растянуться в плёнку молекулярной толщины. И захватывает огромную площадь. А сорбент свяжет эту нефть и может потом плавать с нею довольно долго; есть время спокойно его собрать. От других субстанций торф может очищать воду за счёт своих ионообменных свойств. Одним из недостатков торфа является его небольшой вес. Из-за низкой плотности для его перевозки нужно больше вагонов или цистерн, чем для угля или мазута, его главных конкурентов, к тому же он отстаёт от них по теплотворности.

В Ирландии - торфяное производство представлено во всех формах: от допотопных до высокотехнологичных, и гиганты прекрасно существуют бок о бок с мелкими собственниками. При использовании торфа в качестве топлива, который не перевозиться на расстоянии больше 100 км в три-четыре раза дешевле, чем соляркой или газом.

Торфа в мире добывается - 20 млн т, 12 из них у финнов, в России, два. Ранее в России добывалось до 100 млн, со всеми сельхозхимиями вместе. Торфяное топливо в целом экологичнее угля и мазута. В частности, котельные на торфяном топливе выбрасывают значительно меньше диоксида серы (SO2), ответственного за кислотные дожди. Согласно отчёту финского Центра научно-технических исследований за 2007 год, выработка единицы энергии из торфа в 10 раз меньше влияет на климат, чем единица энергии, выработанная из угля.

Запасы торфа в России в пересчёте на тонны условного топлива занимают второе место по объёму, уступая только запасам угля. Но структура энергетического баланса страны - фактическое использование топлива в её экономике - совсем другая. В России на первом месте газ, а на долю торфа приходятся всего - 0,05%.