Химический состав зольной части торфа. Торф – горючее ископаемое
ГОСТ 27784-88
Группа С09
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОЛЬНОСТИ ТОРФЯНЫХ
И ОТОРФОВАННЫХ ГОРИЗОНТОВ ПОЧВ
Soils. Method for determination of ash content in peat
and peat-containing soil horizonts
ОКСТУ 0017
Срок действия с 01.01.89
до 01.01.94*
_________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 3-93 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации.
(ИУС N 5-6, 1993 год). - Примечание "КОДЕКС".
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным агропромышленным комитетом СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ
B.А.Большаков, д-р биол. наук; Л.А.Воробьева, д-р биол. наук; Г.В.Добровольский, член-корр. АН СССР; И.И.Лыткин, канд. биол. наук; Г.В.Мотузова, канд. биол. наук; C.И.Носов, канд. экон. наук; Д.С.Орлов, д-р биол. наук; В.Д.Скалабан, канд. биол. наук; О.В.Тюлина, канд. с.-х. наук; Ю.В.Федорин, канд. с.-х. наук; Л.Л.Шишов, член-корр. ВАСХНИЛ
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25.07.88 N 2730
3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
4. Срок первой проверки - 1993 г.
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Номер раздела, пункта |
|
ГОСТ 4161-77 | |
Настоящий стандарт устанавливает метод определения зольности торфяных и оторфованных горизонтов почв при проведении почвенного, агрохимического, мелиоративного обследования угодий и контроля за состоянием почв.
Суммарная относительная погрешность метода, выражаемая коэффициентом вариации, составляет 6% при зольности 10% и 3% при зольности свыше 10%.
Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения к ним приведены в приложении.
1. МЕТОД ОТБОРА ПРОБ
1. МЕТОД ОТБОРА ПРОБ
1.1. Отбор, упаковка и транспортирование проб почвы - в соответствии с требованиями ГОСТ 17.4.3.01-83 .
1.2. Образцы почвы, поступившие на анализ, доводят до воздушно-сухого состояния. Масса воздушно-сухой пробы почвы должна быть не менее 1 кг.
1.3. Почву измельчают и просеивают через сито с отверстиями диаметром 5 мм до тех пор, пока вся почва не пройдет через сито, тщательно перемешивают, методом квартования отбирают 150-200 г и помещают в коробку или банку.
1.4. Приступая к анализу, всю почву из банки высыпают на лист стекла, пластмассы или полиэтиленовой пленки, распределяют тонким слоем не более 1 см, затем не менее чем из 5 мест отбирают пробы шпателем или ложечкой. Масса анализируемой пробы - от 3 до 5 г.
2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ
Для проведения анализа применяют:
шкаф сушильный с автоматическим регулированием температуры (105±2) °С;
печь муфельную с электрическим обогревом и с автоматическим регулированием температуры (525±25) °С;
тигли фарфоровые по ГОСТ 9147-80 , обеспечивающие вмещение пробы массой 3-5 г без уплотнения;
весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г по ГОСТ 24104-80 ;
измельчитель почвенных и растительных проб, обеспечивающий измельчение до 5 мм;
сито с отверстиями диаметром 5 мм с поддоном и крышкой;
щипцы тигельные;
эксикатор по ГОСТ 25336-82 ;
перчатки термозащитные;
кальций хлористый по ГОСТ 4161-77, ч.д.а.;
воду дистиллированную по ГОСТ 6709-72 ;
водорода перекись по ГОСТ 10929-76 , 3%-ный раствор.
3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ
3.1. Подготовка тиглей
Чистые, сухие пронумерованные тигли прокаливают в муфельной печи при температуре (525±25) °С, охлаждают в эксикаторе с хлористым кальцием с погрешностью не более 0,001 г. Проводят повторное прокаливание и взвешивание до установления постоянной массы.
Если расхождение между результатами взвешиваний не превышает 0,005 г, прокаливание заканчивают. Тигли хранят в эксикаторе с хлористым кальцием, периодически проверяя их массу.
4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
4.1. Определение сухой массы почвы
Анализируемые пробы торфяных и оторфованных горизонтов почв помещают в предварительно взвешенные фарфоровые тигли с таким расчетом, чтобы почва занимала не более 2/3 объема тигля, взвешивают их с погрешностью не более 0,001 г, помещают в холодный сушильный шкаф и нагревают его до 105 °С.
Содержание влаги в пробах определяют по ГОСТ 19723-74 .
4.2. Определение зольности
Тигли с пробами почв, высушенными при (105±2) °С до постоянной массы, ставят в холодную муфельную печь и постепенно доводят температуру до 200 °С. При появлении дыма печь отключают и дверцу приоткрывают. В течение 1 ч постепенно доводят температуру в муфельной печи до 300 °С. После прекращения появления дыма печь закрывают, температуру в муфельной печи доводят до (525±25) °С и тигли прокаливают в течение 3 ч.
Тигли с зольным остатком вынимают из муфельной печи, закрывают их крышками и ставят в эксикатор. Охлажденные до комнатной температуры тигли взвешивают с погрешностью не более 0,001 г.
Несгоревшие частицы почвы дополнительно выжигают. Для этого в тигли добавляют несколько капель горячей дистиллированной воды температурой более 90 °С или 3%-ного раствора перекиси водорода и повторно прокаливают при температуре (525±25) °С в течение 1 ч, охлаждают в эксикаторе и взвешивают с погрешностью не более 0,001 г.
После охлаждения и взвешивания оценивают изменение массы зольного остатка. Если изменение массы в сторону уменьшения или увеличения будет менее 0,005 г, то анализ заканчивают и для расчета принимают наименьшее значение массы. При уменьшении массы на 0,005 г и более тигли с зольным остатком прокаливают дополнительно. Прокаливание заканчивают, если разность в массе при двух последовательных взвешиваниях будет менее 0,005 г.
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Массовую долю зольности торфяных и оторфованных горизонтов почв (), в процентах, вычисляют по формуле
где - масса тигля с зольным остатком, г;
- масса пустого тигля, г;
- масса сухой почвы, г.
Допускаемые расхождения между результатами повторных определений от их среднего арифметического при выборочном статистическом контроле и доверительной вероятности =0,95 составляют, в процентах:
16,8 - при зольности 10%;
8,4 - при зольности свыше 10%.
6. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
При выполнении анализа опасными производственными факторами являются возможность поражения электрическим током и наличие высокой температуры.
К выполнению работ допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности по ГОСТ 12.0.004-79 .
Лабораторные помещения должны быть оснащены проточно-вытяжной вентиляцией по ГОСТ 12.4.021-75 . Воздух рабочей зоны должен соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005-76 . Установка электроприборов должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.019-79 , а также инструкциям предприятий-изготовителей по их установке и эксплуатации.
ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В НАСТОЯЩЕМ СТАНДАРТЕ, И ПОЯСНЕНИЯ К НИМ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное
Термин | Пояснение |
Торфяные и оторфованные горизонты почв | Органические горизонты, образующиеся из разложившихся в разной степени растительных остатков |
Сухая почва | Почва, высушенная до постоянной массы при температуре (105±2) °С |
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1988
У многих садоводов и огородников участки расположены на торфяных почвах. Принято считать эти почвы плодородными, поскольку торф используется как удобрение на минеральных землях. Однако это далеко не так, поскольку не каждый тип торфа характеризуется высоким плодородием, а порой отличается резко отрицательными свойствами. Очень часто садоводы и огородники механически переносят практический опыт и знании по выращиванию различных культур с минеральных почв на торфяные. Это является причиной многочисленных ошибок и проколов. Ведь торф - дело тонкое, а «где тонко - там и рвется».
На торфяных почвах растения гибнут от весенних и осенних заморозков, которые значительно сильнее, чем на минеральных землях. Ветровая эрозия может не только выдуть с грядки посеянные семена, но и унести за пределы участка часть верхнего торфяного слоя почвы. По своим физическим и химическим свойствам торф резко отличается от минеральных почв. Это необходимо учитывать при определении оптимальных доз и сроков внесения известковых, минеральных и микроудобрений, определении состава и последовательности мероприятий по обработке почвы, норм и сроков поливов, сроков уборки урожая и т. д. И, наконец, надо помнить, что при определенных условиях, прежде всего погодных, торф может самовозгораться. Известны случаи, когда огонь пожирал торфяную залежь и распространялся на глубине до нескольких метров, и в такие «ловушки» целиком проваливались машины.
СВОЙСТВА ТОРФЯНЫХ ПОЧВ
Отличительная особенность современного земледелия на огородных и садовых участках - возрастание роли плодородия используемой почвы, позволяющее получать от почвы большую отдачу. Почва же плодородная способствует более эффективному использованию удобрений, и других агротехнических мероприятий, а также лучше противостоит отрицательным внешним воздействиям - уплотнению, эрозии, заражению остатками пестицидов.
Плодородие почвы - это ее способность давать урожай. Это сложное свойство почвы характеризуется, в основном, уровнем обмена веществ и энергии с культурными растениями, атмосферой, подпочвой, грунтовыми и поверхностными водами, животными и почвенными микроорганизмами.
Основу почвенного плодородия составляет органическое вещество. Оно образуется из остатков растений, отмерших микроорганизмов, почвенных животных, а также продуктов их жизнедеятельности. В почве они подвергаются сложным изменениям, включающим процессы разложения, гумификации и минерализации органического вещества. Органическое вещество консервирует в химически связанной форме энергию солнца, которая способствует развитию почвы, формированию ее плодородия.
Агротехнические свойства минеральной почвы определяет ее твердая фаза, представленная глинистыми, песчаными и илистыми частицами. Торфяные почвы, в отличие от минеральных, не имеют твердой фазы. Основную часть торфа составляет органическое вещество. Кроме того, в его состав входят зола и вода. Зола торфов состоит из «чистой золы», образовавшейся за счет зольных веществ, входящих в конституционную часть растений торфообразователей.
Торф - сравнительно молодое органическое образование, наиболее древние слои которого начали свое формирование в послеледниковый период, около 10 тыс. лет назад. Торф возник в результате накопления полуразложившихся остатков болотной растительности и минерализации в условиях избыточного застойного увлажнения и недостатка кислорода.
Выделяют четыре типа торфяных залежей: низинный, переходный, смешанный, верховой. Каждый тип
залежи характеризуется определенным ботаническим составом торфа, степенью разложения, зольностью, влагоемкостью, объемной массой, физическими и химическими свойствами.
Ботанический состав определяется по процентному содержанию в его массе остатков отдельных ботанических видов растений-торфообразователей, сохранивших анатомическое строение. Определение ботанического состава в полевых условиях проводится глазомерно. Ботанический состав - один из основных показателей, определяющих качество торфа, его агрономическую характеристику, пригодность для нужд сельского хозяйства: сфагновые торфа пригодны для подстилки скоту, для хранения плодов; древесные и древесно-осоковые более пригодны на удобрение.
Степень разложения торфа представляет собой процентное отношение разложившейся части торфа (утратившей клеточное строение) ко всей массе торфа. В полевых условиях степень разложения торфа определяют глазомерно, приблизительно: меньше 20% - слаборазложившийся, 20-45% - среднеразложившийся, более 45% - сильноразложившийся. Слаборазложившийся торф имеет желтую или светло-коричневую окраску, в нем хорошо видны растительные волокна, он не пачкает рук, при сжимании комка не проходит сквозь пальцы, отжимаемая вода имеет светло-желтую окраску. Сильноразложившийся торф имеет темно-коричневую или черную окраску, в торфе заметны лишь некоторые растительные остатки, он пачкает руки, при сжимании комка проходит сквозь пальцы, отжимаемая вода имеет темно-коричневый цвет. Наименьшую степень разложения имеет верховой торф (18-20%), наибольшую - низинные лесные и лесотопяные торфа. Слаборазложившиеся торфа используются для химической переработки, хранения плодов, подстилки для скота; высокоразложившиеся используются на удобрение, а торфяники с хорошо разложившимся торфом, после осушения, - для выращивания сельскохозяйственных культур.
Зольность - содержание золы, выраженное в процентах к сухому веществу. Верховые торфяные почвы характеризуются низкой зольностью (1,2-5%). В составе золы преобладает кремнезем, за ним следует кальций и алюминий. У торфа низинных почв содержание зольных элементов колеблется от 5-8% у обедненных (переходных), до 12-14% у нормально зольных и до 30-50% у высокозольных. В составе золы преобладает кальций, на втором месте - железо. Нормально зольные (12-14%) почвы обеднены кремнеземом, в высокозольных почвах его содержится очень много. Наиболее важными компонентами золы являются фосфор и калий. Несмотря на сравнительно невысокую аккумуляцию фосфора (0,06-0,5%) запасы его в почвах могут достигать в метровой толще 2,5-3,0 кг на 1 м ². Во всех торфяных почвах (за исключением пойменных заиленных) содержание калия очень низкое (0,02-0,2% к массе сухого торфа). В соответствии с таким содержанием калия запасы его крайне низкие.
Содержание кальция в торфе верховых почв очень невелико, а в торфе низинных почв - в среднем 2-4%, достигая в карбонатных их видах 30% и выше.
Торф болотных почв богат азотом. В верховых торфяных почвах содержание азота колеблется в пределах 0,5-2%, в то время как в низинных торфяных почвах оно чаще превышает 2%. Запасы азота в метровой толще высокие. Наименьшее количество азо¬та-4,2 т/га - накапливается в верховой торфяной почве, а максимальное - до 30 т/га в низинных почвах. Основная масса азотистых веществ в верховых торфяных, почвах представлена белковыми соединениями. В низинных торфяных почвах основная масса азотистых соединений сосредоточена в сложных гумусовых соединениях. Органическое вещество, которое составляет основную часть торфа, в верховых почвах представлено преимущественно целлюлозой, гемицеллюлозами, лигнином и воскосмолами. Торф этих почв слабо гумифицирован, гумусовые вещества составляют 10-1 5% от общего углерода, и в их составе преобладают фульвокислоты. Торф низинных почв хорошо гумифицирован и в нем содержится до 40-50% гумусовых веществ, преобладающая часть которых представлена гуминовыми кислотами. Реакция торфа верховых болотных почв кислая и сильнокислая, а низинных – от слабокислой до нейтральной.
Влажность торфа - содержание влаги в процентах к общей массе торфа. Естественная влажность неосушенной залежи зависит от типа торфа и степени его разложения. По мере увеличения последней влажность уменьшается. Наибольшую влажность имеют верховые слаборазложившиеся торфа, наименьшую - низинные сильно разложившиеся.
Влагоемкость - способность торфа поглощать и удерживать влагу. Она зависит от типа, вида и степени разложения торфа. Верховой тип торфа имеет влагоемкость от 600 до 1200-1800% (это значит, что одна часть торфа удерживает до 18 частей воды), переходный - 350-950%, низинный -460-870%. Чем меньше степень разложения торфа, тем выше его влагоемкость. Для подстилки нужны торфа, характеризующиеся высокой влагоемкостью, способные впитывать большое количество влаги.
Торфяные почвы характеризуются высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью. Летом температура в них на глубине Ю-20 см в среднем нз7-8°С ниже, чем в зональных минеральных почвах легкого механического состава. Сроки промерзания и оттаивания торфяных почв смещены по сравнению с минеральными почвами: зимой они промерзают позднее минеральных, а весной позднее оттаивают. Суточная амплитуда колебания температуры на поверхности почвы, угроза и сила заморозков на торфяных почвах проявляется значительно
выше, чем на минеральных почвах. Это происходит не только вследствие высокой теплоемкости и низкой теплопроводности торфа. Низинные торфяные почвы (пригодные для выращивания сельскохозяйственных культур) располагаются на более низких отметках поверхности, куда стекается холодный воздух с суходолов и где происходит застаивание его холодных масс. Осушение торфяных почв приводит к ухудшению их теплового режима. Это связано с отводом избытка воды, увеличением воздушной фазы почвы. Так как теплопроводность воздуха в 20 раз меньше, чем воды, то и теплопроводность осушенной почвы становится ниже. Однако это вовсе не означает, что осушением следует пренебрегать. Содержание воды в торфе в естественном состоянии достигает 95% от его объема, т. е. практически все поры заняты водой. А оптимальная влажность почвы для овощных и плодовых культур составляет 55-70%, при которой на долю воздуха приходится 30-45%. При содержании воздуха в почве менее; 15-20% газообмен происходит медленно, и в условиях недостатка кислорода вместо разложения и минерализации органического вещества происходит его брожение, возрастает кислотность почвы. Поэтому важнейшая задача осушения - отвод избыточной воды и снижение уровня грунтовых вод. Если этого не сделать, то любые мероприятия по освоению, окультуриванию торфяных почв и возделыванию на них сельскохозяйственных растений оказываются бесполезными. Осушение должно обеспечить не только оптимальные водный, воздушный, пищевой и тепловой режимы почвы, но и создать благоприятные условия для осуществления всего комплекса мероприятий по освоению торфяных почв. В этот комплекс входят культур технические работы по приведению поверхности в пахотнопригодное состояние (удаление древесно-кустарниковой растительности, ликвидация кочек, дернины, первичная обработка почвы и др.), созданию пахотного слоя, окультуриванию почвы. В естественном состоянии торфяные почвы характеризуются плохими водно-физическими свойствами, органическое вещество и элементы питания в них находятся в консервированном состоянии. Потенциальное плодородие таких почв - это результат болотного почвообразовательного процесса в естественных условиях. В результате осушения, окультуривания и сельскохозяйственного использования создается эффективное плодородие. Оно характеризуется определенным энергетическим и биологическим уровнем, т. е. способностью давать урожай сельскохозяйственных культур, и прежде всего овощей, ягод, плодов.
Если труд на садово-огородных участках, умение и практику умело сочетать со знанием особенностей торфяных почв, то обилие и качество полученных урожаев, несомненно, может быть гарантировано.
К. Константинов, канд. с/х наук
Торф - органический грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50 % (по массе) и более органических веществ. Он является первым составным элементом генетического ряда твердых топлив (растение, торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит, графит), образующихся под воздействием давлений и температур (рис. 2.23). Торф, образовавшийся в водоемах, подстилается слоем озерных отложений различной мощности; торф, образовавшийся в результате заболачивания вследствие избыточного увлажнения, залегает на минеральном основании различного литологического состава. При перерыве процесса торфонакопления торфяные залежи могут быть перекрыты другими отложениями - в этих случаях торфа называются погребенными.
Рис. 2.23. Генетический ряд твердых топлив
Анализ органической части растений выявил следующий химический состав:
48.. .50% углерода, 38...42 % кислорода, 6.. .6.5 % водорода и 0.5...2,3 % азота, причем у растений-торфообразователей он более или менее постоянен. В процессе фотосинтеза образуются сложные соединения, которые расходуются на построение тела растения и питание. Все эти вещества содержатся в тканях растений в разных соотношениях,
А.А. Ниценко приводит следующие данные: клетчатки 15...35 %, гемицеллюлозы 18...30%, лигнина 10...40%, воска, смол, жиров до 10%, нерастворимых белков около 5 %, минеральных веществ (зола) 1,5...20 % .
Оболочки клеток растений-торфообразователей состоят из клетчатки, или целлюлозы-углевода, и близкой к ней гемицеллюлозы. С возрастом оболочка клетки пропитывается лигнином, что вызывает процесс одревеснения . В цитоплазме клеток находятся различные включения: крахмальные зерна, капельки эфирных масел и растворенные в них смолы. Цитоплазма имеет щелочную реакцию. В содержимом вакуолей находятся органические кислоты, чем обусловлена его кислая реакция, а также дубильные вещества. Кроме того, в растениях имеются воски (стебли и листья подбела, тростника, клюквы), а также пентозаны (азотсодержащие небелковые вещества) .
Влияние этих веществ на механические свойства торфов неоднозначно. Целлюлоза (полимер, состоящий из цепи молекул глюкозы) обеспечивает достаточную прочность при деформировании, энергия связей Гемицеллюлоза отличается меньшим весом и лучшей растворимостью в щелочных растворах, относительно короткими макромолекулярными цепями. При разложении растений и при наличии влаги молекулы гемицеллюлозы образуют ассоциаты на поверхностях целлюлозных микрофибрилл и способствуют упрочнению связей между цепями целлюлозы. Лигнин - полимер с разветвленными макромолекулами, связанными водородными связями, скрепляет целлюлозные фибриллы и вместе с гемицеллюлозой определяет прочность стволов и стеблей растений. Это безазотистое вещество принадлежит соединениям ароматического ряда; богаче углеродом и беднее кислородом, нежели клетчатка.
Химический состав органической части торфа не одинаков для разных групп. При переходе от моховой группы к травяной и далее к древесной (табл. 2.17) повышается содержание целлюлозы, что оказывает значительное влияние на прочностные и деформационные свойства торфяных грунтов. В сфагновых мхах содержится небольшое количество битумов, много легкогидролизуе.мых и водорастворимых соединений углеводного комплекса. Мхи обладают химическим иммунитетом, что позволяет им сохраняться тысячелетиями. Химический состав различных видов мхов сильно отличается друг от друга. Травяные торфообразователи , по сравнению со мхами и кустарничками, содержат больше целлюлозы. Это обусловливает их лабильность при гумификации и приводит к образованию торфов с более высокой степенью разложения. Древесные растения-торфообра- зователи отличаются от мхов и трав высоким содержанием целлюлозы (более 50 %) и истинного лигнина (негидролизнрованного остатка). Содержание битумов в древесине хвойных и некоторых кустарничков достигает 15 %, а у лиственных пород - в десятки раз меньше .
В отличие от растений, в состав торфа входит очень важная группа гуминовых веществ, состоящая в основном из гуминовых и фульвовых кислот. Гуминовые кислоты - неплавкие темноокрашенные вещества, входящие в состав органической массы торфа (до 60 %), бурых углей (20...40%), почв (до 10%); строение их окончательно не установлено. От ГК зависят ионообменные, водные, теплофизические и прочностные свойства. ГК растворимы в щелочных растворах, широко применяются как стимуляторы роста растений, компоненты составов для бурения, органо-минеральных удобрений и др. Фульвокислоты растворимые в воде, кислотах и щелочах гуминовые вещества, отличающиеся пониженным содержанием углерода (до 40% но массе) и, соответственно, более высоким содержанием кислорода. Они более окислены, чем другие гуминовые вещества, и придают бурую окраску торфяным водам.
Таблица 2.17
Химический состав веществ растений-торфообразователей
|
Растения-торфообразователи |
Химический состав торфа (в % на органическую массу) |
|||
|
Целлюлоза |
Гемицеллюлоза |
|||
|
Сфагновые мхи |
||||
|
Шейх церия |
||||
|
Тростник |
||||
|
Кустарнички вересковые |
||||
|
Лиственная древес и на |
||||
|
Хвойная древесина |
||||
Плотность твердых частиц торфов изменяется от 1.20 до 1,89 г/см 3 , у нормально- зольных - до 1,84 г/см", у заторфованных грунтов - до 2.08 г/см 3 , естественная плотность обводненных торфов мало отличается и составляет 1,0... 1,2 г/см 3 , плотность скелета торфа - 0,04 Г..0,230 г/см 3 . Значения коэффициента пористости торфа изменяются от 6,6 до 37,5 д. ед. и более .
При проведении инженерно-геологических изысканий для классификации торфов по разновидностям следует устанавливать степень разложения органического вещества /),*/, содержание 1, и зольность D as (табл. 2.18). Кроме обязательных характеристик дополнительно следует определять ботанический состав.
Таблица 2.18
Классификация органических грунтов
|
/. Классификация торфов по степени расложения {34] |
||||
|
Разновидность торфов |
Степень разложения % (или д. ед.) |
|||
|
Слаборазложившийся |
||||
|
Среднеразложившийся |
20 < Да., <45 |
|||
|
Сильноразложившийся |
||||
|
2. Классификация торфов по степени зольности |
||||
|
Разновидность торфов |
Степень зольности D ai , д. ед. (или %) |
|||
|
Нормальнозольный |
||||
|
Высокозольный |
||||
|
3. Классификация торфов по ботаническому составу, типу питания и обводненности торфяного массива |
||||
|
Разновидность |
||||
|
Верховой |
Древесная |
Выделяется по виду остатков основных торфообразователей |
||
|
Лесотопяной |
||||
|
Низинный |
Древесная |
|||
|
Лесотопяной |
Древесно-моховая, древесно-травяная |
|||
|
Травяная, моховая, травяно-моховая |
||||
|
Переходный |
Древесная |
|||
|
Лесотопяной |
Древесно-моховая, древесно-травяная |
|||
|
Травяная, моховая, травяно-моховая |
||||
Степень зольности торфа D as , д. ед., - характеристика, выражающаяся отношением массы минеральной части грунта, оставшейся после прокаливания, к массе сухого торфа. В табл. 2.19 приведены значения конституционной зольности (не привнесенной извне) растений-торфообразователей. Зола растений состоит из следующих основных элементов: кремния, кальция, железа, фосфора, калия, магния, в очень незначительном количестве в золе фиксируются микроэлементы (марганец, медь, никель и др.). В органах растений низинных болот доля минеральной части значительно больше, чем в органах растений верховых болот, за исключением березы (табл. 2.19). Соотношения органической и минеральной частей болотных растений различны не только для видов или групп, но и для разных органов одного и того же растения - в листьях доля минеральной части больше, чем в корнях и стеблях.
Определение зольности торфа . Для определения D as навеску (1...2 г сухого торфа) сжигают в муфельной печи, а остаток прокаливают при температуре 800 ± 25 °С до постоянной массы (с допустимой разницей с последующей массой до 0,006 г). При определении зольности разница двух параллельных определений не должна составлять более 2 %.
При использовании навески сухого грунта параллельно с сжиганием торфа определяют влажность и затем пересчитывают массу влажной навески на сухую. По степени зольности торф подразделяют согласно табл. 2.18.
Таблица 2.19
|
Вид растения |
|||
|
органического вещества. % |
|||
|
Ольха (Alnus glulinosa) |
|||
|
Береза (Beiula pubescens) |
|||
|
Тростник (Phragmites communis) |
|||
|
Низинный торф |
Осока шершавоплодная (Сагех iasiocarpa) |
||
|
Осока своеобразная (С. appropinquate) |
|||
|
Пушица многоколосковая (Eriophorum polystachyon) |
|||
|
Вахта (Menyanthes irifoliata) |
|||
|
Хвощ (Eq nisei ит heleocharis) |
|||
|
Drepanocladus vernicosus |
|||
|
Sphagnum ohtusum |
|||
|
Сосна (Pinus silvestris) |
|||
|
Верховой торф |
Подбел (Andromeda polifolia) |
||
|
Мирт болотный (Chamaedaphe calyculata) |
|||
|
Багульник (Ledum palustre) |
|||
|
Пушица влагалищная (Eriophorum vaginatum) |
|||
|
Шейх церия (Scheuchzeria palustris) |
|||
|
Sphagnum mageHanicum (Sph. medium) |
|||
|
Sph.fuscum |
|||
|
Sph. angustifoimm |
|||
Содержание минеральной составляющей рассчитывается исходя из предположения, что органическая масса полностью выгорает при прокаливании и что масса теряется только за счет выгорания органического вещества. Потеря при прокаливании обычно относится к содержанию органических веществ в грунте, содержащем малое или нулевое количество глины и карбонатов. Для грунтов с более высоким процентным содержанием глины и/или карбонатов большая часть потери при прокаливании может быть вызвана факторами, не имеющими отношения к содержанию органических веществ.
Температура прокаливания, указанная в , составляет 800 ± 25 °С, но в других стандартах рекомедуются температуры до 440 ± 25 °С. При задании температуры прокаливания следует соблюдать осторожность , принимая во внимание следующее:
- некоторые глинистые минералы могут начать распадаться при температурах около 550 °С;
- химически связанная вода может исчезнуть при более низких температурах испытания; например, в некоторых глинистых минералах этот процесс может начаться при 200 °С, а гипс разлагается при температурах примерно от 65 °С;
- сульфиды могут окисляться, а карбонаты разлагаться в пределах температур от 650 °С до 900 °С.
Для большинства случаев следует применять температуру прокаливания, равную 500 °С или 520 °С. Время сушки и прокаливания должны быть достаточными для обеспечения равновесия. Пели период прокаливания составляет менее 3-х часов, в отчете должно быть указано, что постоянство массы было подтверждено повторными взвешиваниями.
Степень разложения торфа Dj p , д. ед, - характеристика, выражающаяся отношением массы бесструктурной (полностью разложившейся) части, включающей гуминовые кислоты и мелкие частицы негумицированных остатков растений, к обшей массе торфа. По степени разложения Ddp торфа подразделяют согласно табл. 2.18.
Определение степени разложения торфа . В полевых и лабораторных условиях применяют следующие физические методы: микроскопический, весовой, глазомерно-макроскопический и центрифугирование, а также определение степени разложения торфа по его ботаническому составу (расчетный метод).
Микроскопический метод . От пробы берут для анализа 50... 100 см* торфа, перемешивают, разравнивают его на пластиковом или полиэтиленовом листе слоем 3...5 мм. Из подготовленного слоя пробоотборником или ложкой набирают в 10-12 точках, равномерно расположенных по площади, порцию торфа объемом 0,5 см 3 и помещают на предметное стекло. При наличии в торфе карбонатов для их разрушения на отобранную порцию капают пипеткой раствор соляной кислоты с массовой долей 10 %. Если торф вскипает, то обрабатывают всю порцию, помещенную на предметное стекло.
При подготовке пробы торфа с влагой менее 65 % (влага - отношение массы воды в грунте к общей массе грунта) часть пробы помещают в фарфоровую чашу (количество торфа берут из расчета, что после набухания торф заполнит чашку на 2 /з- 3 /д ее объема) и заливают раствором гидроокиси натрия или калия с массовой долей 5 %. Через 24 ч торф тщательно перемешивают, комки разминают, и если он остается комковатым, добавляют еще указанного раствора и перемешивают до получения однородной кашицеобразной массы. При более сухом торфе и для ускорения подготовки пробы его измельчают в ступке. Около 5 см* торфа помещают в фарфоровую чашу и заливают раствором гидроокиси натрия или калия с массовой долей 5 %. Чашу с торфом ставят на электрическую плитку и нагревают в вытяжном шкафу, помешивая стеклянной палочкой до размягчения твердых комков и получения однородной кашицеобразной массы, затем чашу с торфом охлаждают до комнатной температуры.
Порцию торфа для анализа отбирают ложкой. От каждой пробы готовят препарат на трех предметных стеклах. Помещенную на предметное стекло порцию торфа разбавляют водой до состояния текучести, тщательно перемешивают иглами и распределяют по стеклу тонким равномерным по толщине слоем. Препарат должен быть прозрачным настолько, чтобы сквозь него проступала белизна бумаги, подложенной под него на расстоянии 50... 100 мм. Сухая зона, отделяющая рабочую зону препарата от края стекла, должна быть шириной около 10 мм. Предметное стекло с приготовленным препаратом кладут на столик микроскопа. Препарат рассматривают при увеличении 56-140", следя за тем, чтобы частицы не перемещались по стеклу. На каждом предметном стекле рассматривают путем его перемещения десять полей зрения и определяют в процентах площадь, занятую бесструктурной частью, относительно всей площади, занятой препаратом. По полученным на каждом предметном стекле значениям степени разложения определяют среднее арифметическое из тридцати отсчетов, округляя полученный результат до 5 %. Абсолютное допускаемое расхождение между результатами определений, проводимых разными исполнителями по одной пробе, не должно превышать 10 %.
Весовой метод . Навеску 50 г делят на две равные части, одну из которых высушиваю! в термостате при температуре 105 °С и взвешивают с точностью до второго знака, а вторую отмучивают струей воды на сито с диаметром отверстий 0,25 мм. Отмучивание продолжают до тех пор, пока из сита не будет вытекать прозрачная вода. Оставшиеся на
сите промытые растительные частицы высушивают в термостате до сухого состояния при 105 °С и взвешивают. Степень разложения определяют по формуле
где а - масса сухого волокна из отмученной навески; b - то же, из неотмученной навески. Пересчет степени разложения, определенной весовым методом, на степень разложения по микроскопическому методу должен проводиться с помощью графика (рис. 2.24), чтобы классифицировать грунт по разновидностям (табл. 2.18.)
Рис. 2.24. График для пересчета степени разложения, определенной весовым методом, на степень разложения по микроскопическому методу
Глазомерно-макроскопический метод. Пользуясь табл. 2.20, на глаз оценивают структурно-механические свойства торфа при сжатии его в руке и по цвету отжимаемой из него воды. Комплекс признаков визуального определения дополняют еще одним показателем - мазком торфа. Для этого из нескольких мест торфяного образца, вынутого из залежи, отбирают среднюю пробу объемом 0,5...1,0 см 3 и помещают на листке плотной бумаги или на странице полевого дневника. Нажимая указательным пальцем на пробу, делают горизонтальный мазок на 5...10 см для оценки степени разложения.
Методом центрифугирования Тематики торф Обобщающие термины свойства торфа EN ash content of peat DE Torfaschengehalt … Справочник технического переводчика
Зольность - (a. ash content; н. Aschegehalt, Aschehaltigkeit; ф. teneur en cendres; и. contenido de cenizas) отношение массы негорючего остатка (Золы), получ. после выжигания горючей части топлива, к массе исходного топлива. Oбозначается символом A… … Геологическая энциклопедия
ЗОЛЬНОСТЬ - масса твердого неорг. остатка (золы), образующегося после полного сгорания образца горючего в ва (угля, торфа и др.) в определенных условиях. Выражается обычно в % от массы анализируемого образца и обозначается А. 3. позволяет качественно судить… … Химическая энциклопедия
Торф - Торфяной среднеразложившийся горизонт дерново подзолистой грунтово оглеенной почвы Торф (нем. Torf) горючее полезное ископаемое; образовано скоплением остатков растений, подвергшихся непо … Википедия
Торфяная залежь - (a. peat deposit; н. Torflager, Torfablagerung; ф. gite de tourbe; и. yacimiento de turba, deposito de turba, criadero de turba) геол. тело, образованное напластованием торфов разл. видов, закономерная смена к рых отражает изменения… … Геологическая энциклопедия
Торфяное месторождение - (a. peat deposit; н. Torflagerstatte; ф. gisement de tourbe, tourbiere; и. yacimiento de turba, deposito de turba, yacencia de turba) участок земной поверхности, содержащий Торфяную залежь, по размерам, качеству и условиям залегания… … Геологическая энциклопедия
Энергоносители - (Energy) Понятие энергоносителей, виды энергоносителей Понятие энергоносителей, виды энергоносителей, альтернативные энергоносители Содержание Содержание Природний газ Торф Ядерное томливо против черного золота Альтернативные Топливные брикеты… … Энциклопедия инвестора
Российская Советская Федеративная Социалистическая Республика - самая крупная среди союзных республик CCCP по терр. и населению. Pасположена в вост. части Eвропы и в сев. части Aзии. Пл. 17,08 млн. км2. Hac. 145 млн. чел. (на 1 янв. 1987). Cтолица Mосква. B состав РСФСР входят 16 авт. республик, 5 авт … Геологическая энциклопедия
Торф - горючее ископаемое, относящееся к гумитам и представляющее собой первую стадию превращения растительного материала по пути его преобразования в уголь. Накапливается в болотах из остатков отмерших растений, подвергшихся неполному разложению в… … Геологическая энциклопедия
Белорусская Советская Социалистическая Республика - (Беларуская Савецкая Сацыялiстычная Рэспублiка), Белоруссия, граничит на З. с Польшей, на С. З. с Литов. ССР, на С. с Латв. ССР, на С, С. В. и В. с РСФСР, на Ю. с УССР. Пл. 207,6 тыс. км2. Нас. 9,8 млн. чел. (на 1 янв. 1983). Столица… … Геологическая энциклопедия
Книги
- Торфяные месторождения Республики Беларусь, пригодные для комплексного освоения на ближайшую и отдаленную перспективу , Отсутствует. Приведены данные по использованию торфяных ресурсов Республики Беларусь за прошедшие годы и поставлены новые задачи, вызванные современными реалиями. Проанализированы критерии и методика…
3.8.1. Определение потери при прокаливании и зольности торфа.
Метод основан на сжигании навески торфа в муфельной печи при температуре 800 о С. Потери при прокаливании характеризуют убыль массы торфа при нагревании его до указанной температуры, зольность – содержание золы (минеральных веществ) в абсолютно сухом торфе.
Ход анализа. В предварительно прокаленный и взвешенный тигель с крышкой берут навеску торфа от 1-2 до 6-12 г. Взвешивание производят на аналитических весах. Одновременно в сушильный стаканчик берут навеску торфа 3-5 г для определения влажности.
Тигель без крышки помещают в холодную или подогретую до 200 о С муфельную печь, находящуюся в вытяжном шкафу, и постепенно повышают температуру до 800 о С. Через 2-3 часа тигель с зольным остатком вынимают из печи, закрывают крышкой, охлаждают в течение 5 минут и помещают в эксикатор на 30 минут до полного охлаждения.
Охлажденный тигель взвешивают на аналитических весах, после чего повторяют прокаливание в течение 40 минут, охлаждают и взвешивают. Прокаливание повторяют до тех пор, пока изменение массы не будет превышать 0,001 г. Если в процессе сжигания торфа произошло сплавление золы, то после охлаждения тигля ее растворяют несколькими каплями азотной кислоты, затем добавляют 1 мл насыщенного раствора NH 4 NO 3 , высушивают и снова озоляют. Определение влажности и зольности торфа выполняют в 2-кратной повторности.
Зольность в процентах от массы абсолютно сухого торфа вычисляют по формуле:
где ЗТ – зольность торфа, %; m 1 – навеска воздушно-сухого (влажного) торфа, г; m 2 – масса золы, г; W – влажность торфа, %.
Расхождения между параллельными определениями зольности торфа не должны превышать 0,3 % для образцов с зольностью до 8,0 %, 0,5 % при зольности 8,1-20,0 % и 1,0 % при зольности больше 20,1 %.
Потери от прокаливания вычисляются по формуле:
ПП = 100 – ЗТ,
где ПП – потери при прокаливании, в % от массы абсолютно сухого торфа; ЗТ – зольность торфа, %.
Полученные данные используют для оценки запасов органических и минеральных веществ, а зольность торфа служит для его диагностики. При необходимости определяют химический состав золы. Аналогично анализируют и другие органогенные материалы.
3.8.2. Одновременное определение общего содержания углерода и азота в торфяных почвах методом Анстета в модификации в.В. Пономаревой и т. А. Николаевой
Принцип метода состоит в окислении навески вещества, содержащей от 50 до 100 мг органического С, серно-хромовой смесью с концентрацией 3,0 н. по CrO 3 при отношении H 2 SO 4: H 2 O, равным 3:2.
В оригинальном методе Анстета описанная им техника окисления органического вещества не безопасна и не безупречна по точности получаемых результатов из-за мгновенного и сильного разогревания окислительной смеси и бурного разложения органического вещества. Поэтому в аналитической практике обычно используется модифицированная методика, предложенная В.В. Пономаревой и Т.А. Николаевой.
Они рекомендуют предварительно готовить большой запас охлажденной смеси из двух объемов 12 %-ного водного раствора CrO 3 и одного объема концентрированной H 2 SO 4 и приливать к навеске вещества 30 мл этой смеси, а затем 20 мл концентрированной H 2 SO 4 .
Ход анализа . Навески для анализа берут в зависимости от содержания в исследуемом материале золы, а именно:
На аналитических весах берут навеску воздушно-сухого торфа или другого растительного материала (пропущенного через сито с диаметром отверстий 0,25 мм) и переносят в коническую колбу на 200-250 мл из термостойкого стекла. Для равномерного кипения окислительной смеси к навеске добавляют немного (на кончике ножа) прокаленной пемзы или почвы. Затем приливают очень точно из бюретки со стеклянным краном 30 мл серно-хромовой смеси и 20 мл концентрированной Н 2 SO 4 из другой бюретки или мерным цилиндром на 25 мл. Большая точность объема прибавляемой Н 2 SO 4 не обязательна, но необходима высокая точность объема прибавляемого раствора серно-хромовой смеси. Очень важно всегда придерживаться одинаковой, малой скорости стекания из бюретки хромовой смеси.
Колбу закрывают маленькой воронкой в качестве холодильника, содержимое её осторожно перемешивают и по окончании бурного разложения органического вещества колбу ставят на заранее разогретую этернитовую плитку или песчаную баню, содержимое ее доводят до кипения и умеренно кипятят точно 5 мин по секундомеру или песочным часам. Не следует принимать за начало кипения интенсивное выделение мелких пузырьков диоксида углерода, которое происходит еще до закипания. Кипение смеси начинается тогда, когда на ее поверхности появляются крупные пузырьки газа.
После охлаждения содержимое колбы осторожно переносят при помощи воды из промывалки в мерную колбу на 250 мл . После окончательного охлаждения жидкость доводят в колбе до метки и очень хорошо перемешивают. Берут точно пипеткой две парные пробы по 25 мл на титрование солью Мора (с фенилантраниловой кислотой) для определения органического С по окисляемости и две пробы по 50 мл, для отгонки аммиака и определения N. Отгонку аммиака производят с 25 мл 50 %-ного раствора NаОН и кусочком гранулированного цинка или цинковой пылью. В приемную колбу наливают 25 мл 0,01 н. раствора Н 2 SO 4 . Избыток кислоты титруют 0,01 н. раствором NаОН с индикатором метилрот + метиленблау. При низком содержании азота в анализируемом веществе для отгонки NH 3 лучше взять не 50, а 100 мл раствора и соответственно 50 мл 50%-ного раствора NаОН.
В точно таких же условиях проводят холостой опыт для установления соотношения между серно-хромовой смесью и раствором соли Мора, с одной стороны, и растворами 0,01 н. Н 2 SO 4 0,01 н. NаОН при определении N - с другой.
Результаты определения С и N вычисляют в процентах от абсолютно сухой массы анализируемого вещества. Найденное количество N умножают на коэффициент 1,03 с учетом того, что при данном методе минерализуется в среднем 97% N .
Защита прав потребителей в области предоставления страховых услуг Нарушение прав потребителей по страхованию
Как сделать так чтобы человек уволился с работы заговор
Когда необходима перевязка маточных труб, и каких последствий ждать после операции?
ВДВ Великобритании во Второй мировой
Филипп II Македонский - биография
Денежное обязательство при получении счета на предоплату услуг
Крещение руси князем владимиром как феномен древнерусской истории