Агрономические руды и нетрадиционное минеральное сырье ( интерактивный курс)
Скачать 2.06 Mb.
|
?
1.5. Природные органические агроруды К природным органическим агрорудам относятся сапропель, торф. Сапропелем (от греческого слова - «гнилостный ил») называют илистые отложения пресных континентальных водоемов, содержащие свыше 15% (по массе) органического вещества. В отличие от торфа формируется в основном из остатков низших растений и животных микроорганизмов (фито- и зоопланктона). Накапливается в тихих зарастающих водоемах со стоячей водой. Ископаемые илы четвертичного возраста обычно называют гиттией. Чистый сапропель представляет собой студневидную, желеобразную однородную массу, консистенция которой в верхних слоях приближается к сметанообразной, а в нижних, более уплотненных, уже может хорошо резаться ножом. Минеральные примеси, присутствующие нередко в значительном количестве, делают сапропели похожими на обычные глинистые, песчаные или карбонатные отложения. Цвет сапропеля имеет определенное диагностическое значение, поскольку указывает на характерную особенность состава: зеленый цвет обязан присутствием хлорофилла, розовый - каротина, голубоватый - вивианита, черный, быстро темнеющий на воздухе - восстановленного железа, сероватый - примесь глины или карбонатного материала. Сапропели обладают рядом специфических свойств-медленно сохнут, с трудом отдавая воду, но, высохнув, они делаются очень твердыми и даже размолотые в порошок вновь не намокают. Только некоторые известковистые сапропели в сухом виде становятся рыхлыми. Промороженный или предварительно разболтанный в воде сапропель значительно легче отдает воду и довольно быстро высыхает до 18...20% влажности. После промораживания сапропель приобретает рыхлость. Сапропели обладают хорошей пластичностью, вязкостью, липкостью, адсорбционными свойствами - их поглотительная способность, составляет 64...75 мг-экв/100 г сухого сапропеля. Средняя плотность сапропелей 1050 кг/м3, содержание воды от 1,5 до 30 г на 1 г сухого вещества и зависит от степени уплотнения и минерализации. Естественная влажность достигает 97%, рН (КСI) в среднем 6,5 (4,4...8,3). Выделяют два основных типа - органические и минерализованные, последние, содержащие не менее 50% зольных элементов. Среди них различают кремнистые и карбонатные, а также глинистые и смешанные сапропели. В составе сапропелей могут быть представлены различные группы организмов. Биологический состав сапропелей
Кроме того, обычно в незначительных количествах присутствуют десмидиевые (0...2%), а в карбонатных сапропелях также вольвоксовые (1... 10%) водоросли. Важная роль в образовании сапропелей принадлежит бактериям. Количество их, особенно в верхних частях залежей, очень велико -180...250 млн микробных тел на 1 г сырого сапропеля. Среди них обнаружены: гнилостные микробы, возбудители брожения клетчатки и пектиновых веществ, бактерии маслянокислого брожения, уробактерии, денитрифицирующие микроорганизмы, грибы и актиномицеты. С глубиной анаэробные формы сменяют аэробные, количество бактерий уменьшается, а в нижних частях пластов они практически отсутствуют. Патогенные микроорганизмы в сапропеле не обнаруживаются, напротив, присутствуют формы, выделяющие антибиотики. Кроме того, здесь синтезируются различные ферменты, витамины (В, Е, С, D, Р) и другие биологически активные вещества. Органическое вещество сапропелей содержит битумы, гуминовые вещества и др. Состав органического вещества сапропелей (в % от органического вещества)
Для элементного состава сапропелей характерно повышенное (по сравнению с торфом) содержание водорода и азота. Элементный состав органического вещества сапропелей (в % на органическое вещество)
Среди обломочных минералов в сапропелях преобладают обычные для четвертичных отложений кварц, полевые шпаты, слюды, амфиболы, глинистые минералы. Среди аутигенных (т.е. образовавшихся непосредственно в озере или в самом осадке - сапропеле)-кальцит, сидерит, пирит, марказит, вивианит, франколит, гетит и гидрогетит (лимонит). В сапропелях встречаются различные микроэлементы. Их содержание может колебаться в широких пределах (в расчете на 1 кг воздушно-сухого сапропеля): марганец -400... 1000 мг, медь - 5... 16 мг, кобальт - 0,5...20 мг, молибден - 0,5... 10 мг, йод - до 87 мг; в кремнеземистых сапропелях отмечается повышенная концентрация бора - до 80 мг, никеля - до 19 мг и ванадия - до 38 мг; цинка - до 148 мг. Высокое содержание органического вещества, в том числе гуминовых соединений, азота и микроэлементов, позволяет использовать сапропель как органо-минеральное удобрение. Благодаря высокой емкости поглощения (превышающей емкость поглощения черноземов) сапропели являются хорошим средством для мелиорации малопродуктивных (в первую очередь песчаных) почв. Кроме того, сапропели с высоким содержанием кальция (известковые) применяют для нейтрализации кислотности почвы. Химический состав сапропелей (в % на сухое вещество)
Сапропель как органо-минеральное удобрение может вноситься в чистом виде - непосредственно из месторождения (со дна озера) и в виде компостов с навозом, куриным пометом и другими органическими удобрениями. По подсчетам; 1 т сапропеля оз. Неро (г. Ростов Великий) обеспечивает прибавку урожая лука на 70...80 кг, картофеля - на 60...95 кг, цикория - на 70... 100 кг, морковина 70...80 кг, озимых зерновых - на 8...13 кг. В Беларуси проведены опыты по изготовлению гранулированных сапропелевых удобрений с использованием навоза. Гранулы размером 3...5 см содержат полный набор, элементов питания, удобны для транспортировки, их можно вносить локально, а не разбрасывать, что позволяет снизить дозы в 2...3 раза. Урожайность с использованием гранул возрастает на 60...80%. Применение таких удобрений, как подчеркивают авторы этой работы, особенно эффективно на тяжелых по механическому составу почвах, а также в тепличном и парниковом хозяйстве, в цветоводстве. Сапропель применяют для увеличения в малопродуктивных почвах поглотительной способности и насыщенности обменными основаниями, а также с целью повысить содержание нитратного азота и гумуса. На поля вносится от 50 до 150 т/га сапропеля, а после него - солома с навозом и зеленые удобрения. Потребность в азотных удобрениях в год внесения сапропелей сильно снижается. Прибавка урожая зерновых составляет более 15%, при этом улучшается качество урожая - в зерне ячменя и озимой ржи возрастает содержание белка, в зеленой массе гороха - каротина и протеина, улучшается товарность корнеплодов. Сапропель особенно эффективен для мелиорации песчаных почв, обедненных гумусом, с малым содержанием тонкой фракции. Восстановление органического вещества почвы при этом происходит быстрее, чем при внесении навоза. Другой прием коренного улучшения почвы используют для повышения плодородия земель, расположенных вблизи богатых сапропелем озер. При таком способе на 1 га методом намыва вносят от 300 до 1000 и более тонн сапропеля, который покрывает почву слоем в несколько десятков сантиметров (до 1,5 м). Сапропели, намываемые на поля, должны иметь сухого вещества не менее 3%, зольность — не более 70 %, кислотность - не ниже 5,5. При внесении 960 т/га сапропеля, (влажность 60%) урожайность зерна ячменя увеличивается на 65...82%, зеленая масса овса - на 158%. При внесении 1800 т/га сапропеля урожай укропа вырос на 49%, а урожай лука - на 52% при дозе 2800 т/га. При внесении высокоорганического сапропеля в виде пульпы непосредственно в пахотный слой улучшаются его водно-физические свойства, полевая влажность, общая пористость, запасы продуктивной влаги. Он оказывает положительное влияние на агрохимические свойства почвы - содержание гумуса, валовое содержание азота, подвижность фосфора, калия, микроэлементов, емкость катионного поглощения. Известковые сапропели, содержащие не менее 12% СаО в золе, используют для снижения кислотности. Для хорошего известкового сапропеля суммарное содержание СаСО3 и MgCО3 составляет не менее 70%, а минимально допустимое - 30% (при влажности 40%). Карбонатный сапропель, как и в других случаях применения сапропелей, воздействует комплексно - не только уменьшает кислотность почвы, но и обогащает почву органикой, микро- и макроэлементами. Установлено, что кальций сапропелей в минеральной форме органогенных карбонатов действует эффективней, чем кальций известковой муки. Применение сапропеля в виде компостов с навозом, куриным пометом увеличивает прибавку урожайности сельскохозяйственных культур на 60-80%. Считается, что сапропелевые удобрения в действии и последействии эквивалентны 40 т/га навоза. В последнее время все более широко используется сапропель для приготовления универсальных комплексных удобрений. Например, ООО «Гектар» из г.Тамбова реализует на рынке органическое удобрение «Сапропель», которое можно использовать для выращивания рассады, комнатных растений, под огородные культуры. Месторождения сапропелей бывают двух типов — залегающие на дне современных озер и в болотах под елеем торфа. Все они образовались в четвертичное время в районах, подвергавшихся покровным оледенениям. Возраст сапропелей обычно не превышает 12 тыс. лет. На дне озер мощность сапропелей чаще всего составляет несколько метров, но может достигать 40 м (оз. Сомино в Ярославской области). В торфяниках толщина слоя сапропеля, как правило, меньше, иногда менее 1 м. Площадь месторождений от 1...2 до нескольких тысяч гектаров. Среднее месторождение сапропеля в озерах занимает территорию 1586 га, средняя глубина залежей 2 м. Потенциальные запасы сапропеля в России около 2.50 млрд м3, или 92 млрд т (при 60% влажности). Но подготовленных к эксплуатации месторождений намного меньше - разведенные запасы составляют всего 2% прогнозных. По современным представлениям, сапропель является чуть ли не единственным полезным ископаемым, разработка которого не только не приводит к экологически вредным последствиям, но и, наоборот, способствует улучшению окружающей среды, разработка оздоровляет озера, так как накопление в них большого количества биомассы в виде сапропеля приводит к обмелению, зарастанию и преждевременному старению. Торф. На огромных пространствах Европы, Сибири, Дальнего Востока и Северной Америки много болот. Они занимают площадь почти в 180 млн. га. В центральных и северных областях России болотами покрыто от 10 до 30% земель, а в Западной Сибири - ещё больше. В болотах постоянно наблюдаются недостаток кислорода и высокая влажность. Они предохраняют от полного разложения остатки растений, которые, накапливаясь из года в год, постепенно превращаются в однородную массу чёрного или коричневого цвета. Это торф. Обычно он насыщен водой на 85-95%. Для того чтобы остатки погибших растений могли сохраняться длительное время и образовывать залежи торфа большой мощности, необходимы особые условия. Если дно опускается быстрее, чем накапливаются остатки растений, то болото превращается в озеро и торф больше не образуется. Дно заносится илом и песком. Если же прогибание дна отстаёт от накопления растительного материала, то он начинает разлагаться. Только совпадение скоростей накопления остатков растений и прогибания дна порождает удивительное создание природы - торф. В нём собраны ценнейшие органические и неорганические вещества. Они могут использоваться в самых различных областях - сельском хозяйстве, химии, медицине, металлургии, энергетике. Торфяники, в которые не проникает воздух, представляют собой настоящий кладезь для археологов, идеальные естественные хранилища древностей: оружия, одежды, жилищ, предметов обихода живших до нас людей. В Германии близ Гамбурга в слоях торфа были обнаружены настил древней дороги и монеты эпохи Римской империи. В одном из австрийских торфяников была найдена монета с изображением римского императора, относящаяся к I в. н.э. В Швеции в залежах торфа сохранились предметы времён викингов (VIII - XI вв.). В 1958 г. близ Ярославля была найдена стоянка первобытного человека: жилище его стояло на высоких сваях посередине большого озера, которое со временем превратилось в болото. Свайные постройки были погребены под толстым слоем торфа, в котором сохранились выточенные из костей животных гарпуны, каменные мотыги, топоры, наконечники для стрел и глиняные черепки. Первые сведения о торфе как о «горючей земле», используемой для нагревания пищи, приведены в «Естественной истории» Плиния Старшего (46 г. н.э.). В Европе торф добывался уже в XII веке. В России добыча торфа была начата при Петре I, который в 1703 г. предписал: «Искать всемерно торфу, чтобы было подспорье дровам». М.В. Ломоносов, впервые применивший микроскоп для изучения торфа («турфа»), писал в книге «О солях земных» (1763 г.): «Он подлинно есть некоторая порода подземного мху, которой великое множество... Турфовая материя есть весьма мелкий мох по своему строению и частей расположению». Болота-торфяники обычно располагаются в долинах рек или на приморских низменностях (низинные болота), водоразделах (верховые болота) или на склонах возвышенностей (переходные болота). Тысячелетиями в этих болотах накапливались остатки растений. Вроде бы немного - по 1 мм в год. Но известны торфяники, где толщина залежей торфа достигает нескольких десятков метров. Для каждого типа торфяника характерны определённые растительные сообщества и состав торфа. Например, помимо типичных болотных растений характерным для верховых болот является мох сфагнум, а для низинных - мох гипнум. Основные залежи торфа образовались и накопились в областях с умеренным климатом, а не в тропиках. Дело в том, что в тропиках, в условиях тёплого и влажного климата, растения не только во много раз быстрее растут, но и, погибая, гораздо быстрее разлагаются. Поэтому накопления их органических остатков почти не происходит. В средних и высоких широтах - в зонах лесостепей, тайги и тундры - условия образования торфяников более благоприятны, т.к. процессы роста и разложения растений замедлены. Торф образуется как из погибших растений, произраставших на самом торфяном болоте или его берегах, так и из остатков растительности, принесённых водными потоками или ветром. В основании торфяных залежей иногда встречаются слои сапропеля - перегнившего ила, состоящего из остатков водорослей и низших растений. Толщина пластов торфа меняется от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров. На некоторых месторождениях она достигает 10 и даже 25 м. Торфяная залежь может состоять из одного вида торфа или из чередования слоев торфа разного вида. Месторождения торфа разделяются и по размеру: мелкие - площадью до 100 га, средние – 100-1000 га и крупные - более 1000 га; и по величине запасов: мелкие - до 10 млн т, средние – 10 -100 млн т, крупные - более 100 млн т. Для изучения месторождений проводятся поисковые и разведочные работы, подсчитываются запасы торфа, оценивается подготовленность их для разработки. Общие ресурсы торфа в мире, большая часть которых находится в Европе, Азии и Северной Америке, достигают 0,5 трлн т. Биогенные отложения, возникшие в результате накопления полуразложившихся остатков растительности при медленной их гумификации и минерализации в условиях избыточного застойного увлажнения и недостатка кислорода воздуха. Такие специфические условия возникают в болотах, которые образуются двумя способами при зарастании озер либо в результате заболачивания суши (атмосферными или подземными водами). В озерах стадии торфообразования обычно предшествует накопление сапропелей. Среди торфа различают три основных типа (в соответствии, с тремя типами болот): низинный, переходный и верховой. В каждом типе выделяют три подтипа: лесной, лесо-топяной и топяной, которые затем делятся на группы (древесная, травяная, моховая и т. п.) и виды (ольховый, осоковый, сфагновый и т. п.) в зависимости от состава исходной растительности. Образование низинных болот связано обычно с выходом на поверхность подземных вод; они располагаются в понижениях рельефа - в поймах- рек, на дне оврагов и балок. Растительность чаще всего представлена осокой, гипновым мхом, тростником, камышом, хвощом и т. п. Низинный торф содержит максимальное количество питательных веществ: азота, зольных элементов, имеет слабокислую или нейтральную реакцию, часто высокую степень разложения. Верховые болота - источником водного питания являются атмосферные осадки; они располагаются на водораздельных пространствах, а в речных долинах - на высоких надпойменных террасах. Растительный покров состоит из сфагновых мхов, нетребовательных к минеральному питанию и способных удерживать большое количество воды, в 20...30 раз превышающих их массу в сухом состоянии. Торфообразователями здесь являются также пушица, шейхцерия болотная, багульник, осока топяная и др. Верховой торф характеризуется повышенным количеством органического вещества, кислой реакцией среды, слабой степенью разложения, низким содержанием золы, азота и других питательных элементов, большой поглотительной способностью. Переходные болота по всем показателям занимают промежуточное положение между верховыми и низинными. По ботаническому составу среди переходного торфа различают древесный, сфагновый, тростниковый, гипновыи и другие виды. Для оценки и правильного сельскохозяйственного использования торфа важны следующие его свойства: Ботанический состав определяют по процентному соотношению отдельных видов растений-торфообразователей. Это один из основных показателей, определяющих качество торфа - сфагновые торфа, например, пригодны для подстилки скоту, хранения плодов; древесные и древесно-осоковые - удобрения. Степень разложения - процентное отношение разложившейся части торфа (т. е. утратившей клеточное строение) ко всей массе торфа. У слаборазложившегося торфа (менее 20%) желтая или светло-коричневая окраска, в нем хорошо видны растительные волокна. Он не пачкает рук, при сжимании комка не проходит сквозь пальцы, отжимаемая вода светло-желтая. У сильноразложившегося торфа (более 45%) темно-коричневый или черный цвет, он пачкает руки, при сжимании комка проходит сквозь пальцы, в нем заметны лишь некоторые растительные остатки, отжимаемая вода темно-коричневая. При повышении степени разложения снижается воздухопроницаемость, влагоемкость, буферность, влаго- и газопоглотительная способность торфа. Слаборазложившийся торф используют для химической переработки, хранения плодов, подстилки для скота; высоко-разложившийся — используют на удобрения. Зольность - это содержание золы (в процентах к сухому веществу). Нормальная зольность, т. е. возникшая за счет растений-торфообразователей (без дополнительного привноса минерального вещества), составляет, %: для низинного - 6... 12, переходного - 4...6, верхового - до 4. Влажность торфа (относительная)-содержание влаги в процентах к общей массе торфа. Естественная влажность неосушенной залежи 85...95% и зависит от типа торфа (у верхового больше, чем у низинного) и степени его разложения (при большей степени разложения влажность меньше). Перед применением торф просушивают. Оптимальная влажность при использовании на подстилку скоту 25...40%, при компостировании— 65...75%. Влажность торфа — способность поглощать и удерживать воду также зависит от типа, вида торфа и степени его разложения. У верхового типа влагоемкость от 600 до 1800 %, у переходного — 350...950%, У низинного — 460... 870%- Чем меньше степень разложения, тем выше его влагоемкость. Для использования в качестве подстилки необходим торф влагоемкостью более 700...800%. Кислотность. рН солевой вытяжки при нормальной зольности торфа составляет для верхового 2,6...3,2; переходного — 3,4...4,2; низинного — 4,8...5,6 (у высокозольных — до 7,5). Если рН ниже 4,5, торф используют как подстилочный материал, при более высоком — для компостирования. Торф с рН ниже 4,8 может отрицательно влиять на развитие сельскохозяйственных культур и снизить их урожайность. Кроме отрицательного воздействия самой кислотности, это связано с наличием в торфе подвижного алюминия, токсичного для растений. Органическое вещество торфа по элементному составу близко к органической части исходной растительности. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Вода — самое драгоценное минеральное сырье, это не только средство для развития промышленности и сельского хозяйства, вода — это... |  | Рецензия на интерактивный образовательный ресурс Интерактивный образовательный ресурс выполнен в программном обеспечении Interwrite Workspace, с учетом возрастных и индивидуальных... |
| Реферат Основные источники углеводородного сырья и требования, предъявляемые к нему Это связано с тем, что в нефтехимических производствах основная доля затрат (65 – 70 %) приходится на сырье. Сырье должно быть доступным,... | | О районном конкурсе «Лучший интерактивный урок» Общие положения Настоящее Положение определяет порядок организации и проведения районного конкурса «Лучший интерактивный урок» (далее – Конкурс)... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Интерактивный проектор LightRaise™ 60wi позволяет добавлять интерактивность практически на любую поверхность. Этот ультракороткофокусный... | | Урок по геогафии по теме " Горная система Саур-Тарбагатай"Интерактивный урок по географии Интерактивный урок по геогафии по теме " Горная система Саур-Тарбагатай"Интерактивный урок по географии |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Нетрадиционное применение техники тканого гобелена в изделиях декоративно-прикладного характера на уроках в детской художественной... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Реферативную работу «Добыча урановой руды, её переработка и использование» выполнил учащийся 10 физико-математического класса «Средней... |
| Лекарственное сырье тибетской медицины: современный взгляд Охватывает собой весь период существования человеческого общества от первобытной эпохи до современности | | Методические рекомендации по предмету: география Методы: сравнительный, статистический, картографический, когнитивный, интерактивный |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цели урока: совершенствование навыка беглого, выразительного чтения через нетрадиционное представление новых слов на уроке и способы... | | Урок по теме: «Обогащение медной руды. Получение меди» Наши выпускники выбирают профессии, связанные с горным производством. В целях профориентации мы проводим экскурсии на комбинат. Чтобы... |
| 1. Свойства почвы. Гранулометрический состав, влажность, кислотность... Печатается по решению Центрального координационно-методического совета Казанского государственного медицинского университета | | Реферат Отчет 50 с., 1 ч., 22 рис., 14 табл., 22 источн., 2 прил Переработка, зерно, ферменты, ресурсосбережение, безопасность, технологии, методы, хлебобулочные, макаронные, мучные кондитерские... |
| Мультимедийный интерактивный комплекс Открытый аукцион на право заключения муниципального контракта на поставку мультимедийного интерактивного комплекса и мультимедийных... | | Исследование и Разработка устройства контроля наличия посторонних... Межвузовская студенческая научно-практическая конференция «Молодежь, наука, сервис – XXI век» |
