Торф горючее полезное ископаемое или нет

Россия в огне и дыму, и источников пожара довольно много. Горит всё, что может гореть – лес, степь; пожары перекидываются на дома…

Что же касается средней полосы России – центра её европейской части, то, вероятно, наибольший вклад в общую огненно-дымовую катастрофу вносят торфяные пожары, источником которых являются высохшие и осушенные человеком болота и торфоразработки.

Основная их часть расположена в Мещёре и на прилегающих территориях, на востоке Московской области, в Рязанской, Владимирской и Ивановской областях.

О них часто говорят как о наиболее опасном источнике огня и, соответственно, дыма, что связано со следующими причинами:

– большой площадью и, местами, мощностью залежей торфа;
– лёгкостью возгорания и большим выделением энергии при сгорании – от 10 до 25 МДж/кг. По этому показателю он находится где-то между дровами и каменным углём, но ближе к дровам;
– трудностью своевременного распознавания и ликвидации очагов пожара. Это, в свою очередь, обусловлено двумя причинами:

– огонь не всегда и не сразу проявляется на поверхности, торфяная толща может выгорать изнутри;
– залежи торфа очень часто, по понятным причинам, расположены в труднодоступных местах, где пожарная машина проехать не может, и единственным способом борьбы остаётся дорогостоящее тушение с вертолёта.

Торф широко используется как удобрение, существенно повышающее продуктивность почв, а также в качестве топлива, И в России, и в мире основное направление использования торфа – сельское хозяйство, прежде всего садово-огородное и тепличное.

Однако сейчас торф ассоциируется с природно-антропогенной катастрофой, охватившей значительную часть территории страны.

Начнём с основ:

– что такое торф,
– как он образуется,
– много ли его,
– где основные его массивы у нас,
– и почему они горят именно сейчас.

Обратимся вначале к классическим определениям словарей и энциклопедий.

«Торф – горючее полезное ископаемое, образующееся в процессе естественного отмирания и неполного распада болотных растений в условиях избыточного увлажнения и затрудненного доступа воздуха. Торф представляет собой продукт первой стадии углеобразовательного процесса. Торф используется в качестве удобрения, топлива, сырья химической промышленности».

(Словарь по естественным наукам)

«Торф… образован в результате отложения на дне болот остатков отмерших растений и неполного их разложения под влиянием деятельности микроорганизмов в условиях повышенной влажности и затрудненного доступа воздуха…

Торф – <…> волокнистая (малая степень разложения) или пластичная аморфная (высокая степень разложения) масса светло-жёлтого, коричневого или землисто-чёрного цвета. В зависимости от ботанического состава, условий образования и физико-химических свойств различают торф верховой, переходный и низинный…*

Составные части [торфа]:

* Классификация торфа связана с разными стадиями эволюции болота, где происходит образование торфа.

Добавим, что наиболее пожароопасны верховые болота. Они уже самой природой «отрезаны» от грунтовой воды, питаясь исключительно дождевыми водами, и засуха именно их в первую очередь может превратить в «склад» горючего материала.

К тому же они, как правило, расположены выше (в понижениях водоразделов) и, кроме того, основная часть запасов торфа приходится на них.

В то же время засуха ведёт к снижению уровня грунтовых вод, так что высыхать могут и болота других типов.

Итак, горит органическая часть торфа – упомянутые выше разложившиеся части растений. И наверно, несложно догадаться, что горит только высушенный (в естественных или искусственных условиях) торф.

Засуха, которую мы сейчас наблюдаем и переживаем, как раз способствует повышенному испарению и, как следствие, осушению торфяников, в результате чего они становятся пожароопасными.

Высушенный торф представляет собой вещество плотностью 1,4-1,7 г/см в куб.. Т.е. он тяжелее воды, плотность которой, как хорошо известно, 1 г/см в куб.. Однако пористость торфа по объёму, при этом, 96%-97%. Собственно, во влажном состоянии эти поры заполнены водой.

Так что высушенный «кирпичик» торфа в воде не утонет, воздушные поры будут держать его на поверхности, и масса такого кирпичика объёмом 1 дм в куб. (т.е. 10х10х10 см) будет не 1,5 кг (как следовало бы из данных по плотности), а примерно 10% от этой величины, т.е. всего 150 г.

Эта высокая пористость торфа обеспечивает лёгкий доступ воздуха в его толщу и, следовательно, его способность гореть даже без выхода на земную поверхность.

Трудно сказать, что хуже при торфяном пожаре – собственно горение или то, что его сопровождает.

Если рассмотреть состав торфа по химическим элементам, то «первая тройка», с точки зрения доли в общей массе, приходится на три элемента:

– Углерод (С) – более половины (иногда – до 2/3), или 48%-65%;
– Кислород (О) – 25%-45%;
– Водород (Н) – 4,7%-7%.

Далее идут азот (N) – 0,6%-3,8% и сера (S) – 1,2%-2,5%.

При этом до 50% массы торфа составляют зольные, т.е. неорганические компоненты, высвобождающиеся при его сгорании. Это:

– Оксиды – SiО2, CaO, A12O3, Fe2O3, MgO, K2O, P2O5, SO3;
– Микроэлементы – Zn, Сu, Со, Мо, Мn.

Кроме того, продуктом неполного сгорания торфа является угарный газ CО.

Несложно также догадаться, что горение торфяников и неизбежное при этом повышение температуры воздуха приводит к росту испарения и влажности воздуха, тем более большинство торфяных залежей приходится на территории с высокой долей водной поверхности – заболоченные, заозёренные ландшафты, районы с густой речной сетью.

Собственно, всё это разносится ветром и создаёт ту самую неприятную для органов чувств и вредную для здоровья мглу, которую мы видим и которой мы дышим. При сгорании более качественного, более «чистого» топлива негативный эффект был бы не столь сильным.

В естественных условиях, разумеется, внутри торфяного массива есть различия по степени пористости и увлажнённости, степени развития и химическому составу, глубине и условиям залегания. Отсюда непредсказуемость поведения торфяного пожара. Он может идти медленно, захватывая по несколько метров в сутки, двигаться по причудливой траектории, уходя на глубину и неожиданно прорываясь огнём на поверхность. При «прогулках» по торфянику с признаками горения (нагретый грунт и «сочащийся» из него дым) есть риск провалиться в огненную яму.

Торфяной массив может выгорать очень долго. Если его площадь порядка нескольких квадратных километров, а мощность – несколько метров, то «хватить» его может на несколько месяцев. А есть куда более мощные торфяные массивы.

Причиной пожара может стать всё что угодно. Это не всегда неосторожность человека (брошенная спичка или окурок, непотушенный костёр, искра, проскочившая при проведении каких-либо работ).

Это может быть, например, молния. Заметим, что в аномальной атмосфере нынешнего лета довольно часто грохочут грозы и сверкают молнии, но, увы, не разражаясь таким необходимым сейчас ливнем.

Торфяной пожар может быть «спровоцирован» и лесным пожаром. Горящие деревья, кустарники и трава соприкасаются с торфяной толщей, и к лесному или степному пожару добавляется ещё и более опасный торфяной.

Наконец, как уже было сказано выше, пожар высушивает воздух, соседние леса и торфяные массивы, торфяной пожар в одном секторе делает более пожароопасным его окружение.

Таким образом, засуха создаёт некие «эффекты домино» в природе.

Что же касается человеческой деятельности, то в обычные годы она не ведёт к таким последствиям, но сейчас ситуацию можно сравнить с организмом с ослабленным иммунитетом. Нельзя предсказать, какая именно зараза свалит его с ног, но понятно, что он в зоне риска. Лечить надо организм, а не искать причину в конкретном вирусе или бактерии.

Интересно, насколько обширна в данном случае зона риска – и в России, и за рубежом. По данным Международного торфяного общества (IPS), по данным на начало 2000-х гг., в мире насчитывалось около 3 млн кв. км торфяников, т.е. 2% поверхности земной суши.

При этом в тройке лидеров:

– Канада – 1,1 млн. кв. км (10% площади страны и 2,6% торфяных массивов мира);
– США – 0,6 млн. кв. км (6% площади страны и 1,6% торфяных массивов мира);
– Россия и страны бывшего СССР – 0,6 млн кв. км (3% площади страны и 1,6% торфяных массивов мира), причём около 80% приходится на Российскую Федерацию.

Всего на эти страны, занимающие в совокупности 25% мировой площади суши, приходится 90% мировой площади торфяников.

Большая часть нынешних торфяных запасов образовалась в течение голоцена (последние несколько тысяч лет) на территории, освободившейся от покровного Валдайского (в Северной Америке – Висконсинского) оледенения, и является результатом эволюции озёр и болот, оставшихся после отступления ледника.

Последний ледник покрывал практически всю нынешнюю Канаду, север США и Европы и северо-запад европейской части России, что и обусловило формирование обширных озёрно-болотных котловин и запасов торфа на данной территории.

В то же время, интересно, что нынешней гари в Москве мы «обязаны», в первую очередь, мещёрским торфяникам (восток Московской области, Рязанская, Владимирская, Ивановская области), где валдайского оледенения не было. Тем не менее, там специфика геолого-геоморфологического строения обусловила возникновения множества озёрно-болотных котловин и активное торфообразование, а разработки торфа с осушением площадей начались там ещё 200 лет назад.

Мировые запасы торфа (приведённые к 40%-ной влажности) составляют 500 млрд тонн. Распределение запасов между ведущими странами на 1987 год:

– СССР – 200 млрд тонн;
– США – 36,3 млрд тонн;
– Канада – 35 млрд тонн;
– Финляндия – 35 млрд тонн;
– Швеция – 11,2 млрд тонн;
– Индонезия – 78,5 млрд тонн;
– Китай – 27,0 млрд тонн;
– Заир – 3,5 млрд тонн;
– Австралия – 1,0 млрд тонн;
– Новая Зеландия – 1,3 млрд тонн.
– На Россию приходилось 17% производимого в мире торфа и торфяной продукции. Общая добыча торфа в советские годы достигала 160-180 млн тонн.

После распада СССР добыча торфа в России резко снизилась (по некоторым оценкам – «многократно»), и сейчас наша страна занимает четвёртое место после Финляндии, Ирландии и Канады.

Необходимо заметить, что основная часть добываемого и перерабатываемого торфа и в России, и в других странах, идёт на нужды не энергетики, а сельского хозяйства (примерно в соотношении 20%-25% к 75%-80%). В России пик использования топлива на электростанциях пришёлся на 1965 год (28 млн тонн), а далее снижался.

В мировом масштабе вклад торфа в производство энергии не превышает 0,1%, но в отдельных странах на его долю приходится от 10% до 20% (Финляндия, Швеция, Ирландия). В качестве местного коммунально-бытового топлива используется фрезерный торф, кусковой торф и топливные брикеты. Топливный торф используют небольшие тепловые электростанции, котельные, коммунально-бытовые потребители.

Русское географическое общество