Какие микроэлементы содержатся в торфе

После обезвоживания сырого торфа нагреванием при температуре 105° С получается сухой остаток, так называемый абсолютно сухой торф. Он состоит из органической и минеральной частей, последняя по сжигании остается в виде золы.

В состав золы торфа входят окислы кремния, кальция, железа, алюминия, фосфора, калия, натрия, марганца, магния, серы и других элементов. Состав золы по процентному содержанию отдельных элементов колеблется в широких пределах и зависит в основном от минерального режима торфообразования.

Кремний (SiO2). Повышенная зольность низинных торфов объясняется часто песчаными и глинистыми (ветровыми или намывными) наносами в торфах, увеличивающими содержание в них кремнезема.

Кальций (СаО). Зависимость содержания кальция в торфе от близости к питающим минеральным берегам пока еще недостаточно изучена. Известно, что кальций на низинные торфяные месторождения поступает в виде раствора в почвенных и грунтовых водах, поэтому отложения его в условиях притеррасного залегания наблюдаются вблизи выхода ключей, а также и на периферии месторождения. Верховые торфяные месторождения, питающиеся в основном за счет атмосферных осадков, значительно беднее известью. Это различие между верховыми и низинными торфами послужило основанием для подразделения всех торфов на три типа: низинные — с содержанием кальция в сухом веществе до 4%, переходные — до 1%, верховые — до 0,5%.

При обильном поступлении на низинные болота сильно кальцинированных вод в торфе в виде прослоек отлагается мергель или так называемый луговой известняк, состоящий из углекислого кальция (CaCO3). По внешнему виду луговой известняк обычно представляет белесоватую мажущую массу, бурно вскипающую от соляной кислоты, что указывает на высокое содержание в ней карбонатов. Отложения мергеля встречаются и в основании торфяных месторождений в виде озерных отложений (известковый сапропель) с ясно выраженной слоистостью.

Железо встречается в торфах низинного типа (в среднем 1%) и в торфах верхового типа (0,2%). Скопления железа в торфе отлагаются в виде железной охры и бурого железняка. Железная охра часто встречается в торфяных залежах или на поверхности, или на небольших глубинах. По внешнему виду это землистая масса желто-коричневого цвета. Состоит из гидрата окиси железа, углекислого железа с примесью углекислого кальция и углекислого магния. Бурый железняк отлагается в торфяных залежах чаще на больших глубинах, представляя собою аморфную, пористую губчатую массу в виде желваков. Состоит из гидрата окиси железа, углекислого железа, фосфорнокислой закиси железа, кремнекислоты.

Во всех соединениях железа, встречающихся в торфе в виде конкреции, гнезд и прослоек, могут попадаться примеси песка и глины, что доказывает принос железа в торфяное месторождение текучими водами, несшими также и глинистую муть и растворимый глинозем, имеющийся в каждой воде и выпадающий вместе с железом. При выпадении железа и переходе его в окисное значительную роль играют железобактерии.

Содержание алюминия (Al2O3) в торфах закономерно возрастает с увеличением общей зольности: в верховых и переходных торфах оно равно 0,2—0,3%, в низинных 0,5%.

Основная часть фосфора (Р2O5) в торфе органического происхождения. Неорганический фосфор поступает в торфяное месторождение с почвенно-грунтовыми водами и залегает в низинных торфяных месторождениях грунтового питания в виде минеральных, химически осажденных образований, известных под названием болотных фосфатов. Содержание фосфора в низинных торфах бывает иногда довольно велико (до 0,4%). Верховые торфяные месторождения бедны фосфором (до 0,1%); встречается он здесь в минерально растворимой форме и легко вымывается.

Болотные фосфаты близко стоят к минералам вивианиту и берауниту и известны под названием болотного вивианита и болотного бераунита.

Болотный вивианит (фосфорнокислая закись железа) состоит из 43% закиси железа, 28% фосфорной кислоты и 29% кристаллизационной воды. Образуется в анаэробных условиях. В свежевынутом из залежи состоянии имеет серо-белый цвет. При высыхании на воздухе окисляется и принимает ярко-синюю окраску. На первый взгляд вивианит представляет собой илистую мажущую массу, в которой при сильном увеличении под микроскопом можно рассмотреть мельчайшие прозрачные кристаллики, почти пыль. Глубина залегания вивианита зависит от среднего уровня стояния грунтовых вод в торфяном месторождении: отложения вивианита располагаются ниже уровня грунтовых вод. Если уровень воды в торфяном месторождений опускается ниже залежей вивианита и открывает к ним доступ кислорода, вивианит окисляется и через стадию керченита переходит в новый минерал, называемый болотным бераунитом.

Болотный бераунит (фосфорнокислая окись железа) — порошок от ржаво-бурого до бледно-желтого, иногда белесого цвета. Под микроскопом даже при самом сильном увеличений нельзя различить кристаллов: они распались и превратились в аморфные зерна и комочки желто-бурого фосфатного вещества.

В отличие от настоящих вивианита, керченита, бераунита болотные фосфаты при постепенном переходе одного в другой дают непрерывный ряд все время изменяющихся минеральных образований.

Калий (К2O) встречается в торфе в незначительных количествах. Иногда при небольшой мощности залежи торфяного месторождения, залегающего на минеральных почвах, богатых калием (глина, калийные породы: граниты и гнейсы), подпочва торфяных месторождений, разрушаемая действием гуминовых кислот, превращается в дресву, из которой грунтовая вода выщелачивает растворимый калий и, поднимая его, значительно обогащает торф калийными солями. Сильнозольные торфы, обогащенные калием, встречаются также в местах заиления торфяных месторождений разливами рек или делювиальными наносами.

Содержание натрия (Na2О) в торфах также незначительно, в верховых — около 0,05%, в переходных и низинных (при общей зольности до 13%) — около 0,1%.

Содержание магния (MgO) в верховом торфе колеблется от 0,1 до 0,15%, в переходном — поднимается до 0,2%. То же содержание магния имеют низинные торфы с зольностью в пределах 6—13%. При более высоком показателе общей зольности содержание магния в низинных торфах увеличивается до 0,3%. С увеличением общей зольности возрастают и абсолютные значения отдельных элементов золы.

Кривая абсолютного содержания кремния дает резкое возрастание с увеличением зольности торфа. Небольшие скачки кривой кальция в сторону повышения приходятся на торфы с зольностью 7—12 и 18—25%. Плавная кривая железа и алюминия неуклонно идет вверх с увеличением зольности торфа. Максимум содержания этих элементов приходится на высокозольные торфы. В движении кривой фосфора наблюдается параллельность с ходом кривой железа и алюминия. Плавная кривая калия дает большое увеличение с повышением общей зольности торфа выше 13%. Кривая магния при всех значениях общей зольности не дает значительных колебаний.

Торф обладает свойством накапливать многие микроэлементы, содержащиеся в растениях-торфообразователях и питающих водах. Как отмечено рядом исследователей (Ф. Я. Сапрыкин, А. Н. Свентиховская, В. Н. Крештапова), наиболее энергично в торфе накапливаются (относительно среднего содержания элементов в почвах) медь, германий, молибден, несколько менее цинк, свинец, кобальт, иттербий, марганец, стронций, никель и не накапливаются ванадий, хромбарий, титан, цирконий, галлий, бериллий, иттрий, лантан, скандий.

Содержание микроэлементов в торфе определяется геологогеохимическими условиями залегания торфяных залежей, причем основным источником являются коренные породы. Четкой связи в содержании микроэлементов со свойствами торфа не выявлено. В торфяной залежи относительные концентрации элементов приурочены к участкам с наиболее интенсивным водообменом со стороны коренного берега.