Факультет

Студентам

Посетителям

Физико-химические свойства сапропелей

Залегающие под торфяной залежью сапропели при разработке торфяных месторождений могут быть использованы в сельском хозяйстве в качестве органо-минерального удобрения.

В отличие от торфов, образующихся из болотных растений и получающих основные свойства в аэробных условиях торфогенного слоя, сапропели образуются из планктона, бентеса и макрофитов на дне водоема в анаэробной среде.

Наличие отложений сапропеля под торфяной залежью указывает на озерное происхождение торфяного месторождения. Отложения сапропеля современных открытых водоемов и погребенные под торфяной залежью принципиальных отличий по составу и свойствам не имеют. Под торфяной залежью происходит лишь уплотнение сапропелевых отложений.

Внешне сапропель имеет вид желеобразной однородной массы, консистенция которой в верхних слоях приближается к сметанообразной, а в нижних становится более плотной. Часто сапропель имеет мелкозернистую структуру. На консистенцию сапропеля сильно влияют минеральные примеси, придающие ему характер глинистых, песчаных или известковистых образований.

Окраска сапропелей очень разнообразна: коричневая, темнооливковая, темно-серая, почти черная, серо-желтая, голубоватая, розовая и даже красноватая. Цвет играет большую роль при глазомерной оценке сапропелей, так как указывает на присутствие некоторых органических и неорганических компонентов: оливковый — хлорофилла, розовый — каротина или марганца, голубоватый — вивианита, черный — железа, серый — глины или извести. Необходимо отметить, что естественную окраску имеют сапропели непосредственно после извлечения из залежи. Даже кратковременное воздействие воздуха может существенным образом изменить окраску. Как правило, сапропель не имеет запаха. Только отдельные разновидности издают резкий запах сероводорода.

Одним из отличительных признаков сапропеля является коллоидная структура, чем и объясняется его высокая влажность. Содержание воды в сапропелях естественного залегания может достигать 97%. Влажность сапропеля находится в прямой зависимости от содержания органического вещества и глубины залегания. Чем выше содержание органического вещества и меньше уплотненность, тем выше естественная влажность сапропеля.

Скорость водоотдачи сапропелей в процессе сушки довольно интенсивна до нижнего предела содержания свободной воды (около 50—60% влажности). После этого предела сапропели сохнут с большим трудом. Плотность сапропеля близка к торфу, но ее зависимость от влажности обратная. При уменьшении влажности сапропель обладает резко выраженной способностью к усадке и, следовательно, к увеличению плотности. Величина усадки составляет около 75% начального объема.

Высохший сапропель вновь не намокает даже в размолотом состоянии. Исключение составляют некоторые разновидности сильно минерализованных сапропелей, которые при высыхании становятся рыхлыми и легко намокают. Необходимо отметить, что влажный сапропель после промораживания становится рыхлым. Это свойство используется при современном способе добычи сапропеля в отстойники средствами гидромеханизации. Вес твердой фазы сапропеля (истинный удельный вес) в зависимости от степени минерализации колеблется от 1,4 до 1,7 кгс. Реакция среды сапропелевых отложений нейтральная или слабокислая.

По составу золы сапропели можно разделить на три основные группы: кремнеземистые, известковистые и смешанные.

Кальций в сапропелях встречается в двух формах: в виде свободного углекислого кальция (СаСO3) и в небольшом количестве (до 3—4%) в форме связанного с органическим веществом сапропеля. В целом для всего многообразия сапропелевых отложений наблюдается весьма широкий диапазон колебаний в содержании окиси кальция — от 1 до 55%.

Железо в сапропелях обычно встречается в закисной форме и его нормальное содержание составляет 2—6%. Для железистых сапропелей содержание железа в отдельных случаях может достигать 30% .

Содержание алюминия зависит от количества глинистых частиц и может достигать 8%; нормальное его содержание 2—4%.

Фосфор встречается в сапропеле в виде фосфорнокислой закиси железа (вивианита), рассеянного в массе сапропеля, или в виде различных соединений с органическим веществом. Содержание окиси фосфора довольно стабильно и составляет обычно ОД — 0,3%. В отдельных случаях содержание окиси фосфора может достигать 6%.

Содержание микроэлементов для отдельных месторождений зависит от общих условий водно-минерального питания, определяемого геологическим окружением. Взаимной корреляции при этом не наблюдается, т. е. повышенное содержание одного микроэлемента не связано с увеличением содержания других.

Сапропели содержат биологически активные вещества — витамины, стимуляторы роста, гормоны, антибиотики и т. д. Количество каротина (провитамина А) колеблется от 1,32 до 25,47 мг на 100 г сухого вещества.

С увеличением глубины содержание каротина уменьшается.

Сапропели богаты также таким важнейшим витамином, как В12, содержание которого колеблется от 10 до 2082 мкг/кг сухого сапропеля. Косвенным показателем наличия витамина В12 может служить повышенное содержание кобальта.

Элементарный состав сапропелей по отдельным видам существенных колебаний не имеет. Исключение составляет железистый сапропель, где очень повышено содержание серы за счет уменьшения содержания углерода.

Содержание битумов уменьшается от чисто органических сапропелей к минеральным. Количество легкогидролизуемых для органических и органо-кластических сапропелей почти одинаково, в то время как для железистого сапропеля содержание их резко падает, а для известковистых, наоборот, возрастает. Обратная закономерность наблюдается в содержании гуминовых кислот, где в железистом сапропеле их максимальное количество, а в известковистом — минимальное. Содержание лигнина одинаково для всех видов, за исключением известковистого сапропеля, где лигнина почти в 3 раза меньше, чем в остальных видах.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: