Апология торфа

Уже который год в период летней жары наши города затягивает дымовая завеса лесных и торфяных пожаров. Но если с лесным пожаром можно относительно быстро справиться, то потушить горящий торф – задача нетривиальная. В последнее время слово «торф» у большинства наших сограждан и ассоциируется как раз с пожарами, хотя ещё 50 лет назад о торфе говорили с таким же уважением, как сейчас о нефти. Что такое торф, как его используют люди и по какой причине он горит, рассказывает профессор факультета почвоведения МГУ им. М. В. Ломоносова, заместитель директора по науке Дмитровского филиала Института сельскохозяйственного использования мелиорируемых земель (ВНИИМЗ) Анатолий Поздняков.

Что такое торф? Вероятно, представители разных поколений сегодня по-разному ответят на этот вопрос. У современных школьников торф, скорее всего, ассоциируется с болотом, топью, отчасти с теми же пресловутыми пожарами. Их родители, возможно, вспомнят что-то из сельского хозяйства – об овощах, выращенных на торфяниках. А вот дедушкам и бабушкам, вероятно, придут на ум некие политические образы вроде плана ГОЭЛРО. На всём протяжении ХХ века торфу в нашей стране уделялось огромное внимание. Россия богата торфом – на её территории сосредоточена почти половина его мировых запасов. Одно только Васюганское болото по площади больше всей Франции!

Активно осушать торфяные залежи в нашей стране начали ещё до революции. В 1914 году в Павлово-Посадском районе Московской области была запущена Электрогорская ГРЭС – первая электростанция, сжигающая торф для получения электроэнергии. Торф использовали в сельском хозяйстве – на осушенных торфяниках создавали пастбища, выращивали кормовые травы. Вокруг Москвы были заложены опытные станции для изучения свойств осушенных торфов. Одна из них, старейшая, расположена в Дмитровском районе.

– На Яхромской пойме есть участки, осушенные 50 и 100 лет назад, – рассказывает профессор Поздняков. – В 1914 году здесь были заложены первые участки, началось сельскохозяйственное использование. Пойма – это не совсем точное название, потому что сформированы эти огромные торфяные понижения не рекой, а древним озером. По сути это не пойма реки Яхромы, а древнеозёрное расширение, в центре которого сформировалась современная долина реки. Впоследствии был создан ВНИИМЗ, который  аккумулировал научную мысль по осушению и использованию торфяников и возглавляется сейчас академиком РоссельхозакадемииНиколаем Ковалевым. Центральная торфо-болотная опытная станция стала его Дмитровским филиалом, которым сейчас руководит заслуженный агроном России Джамиль Мусекаев.

Повышенный интерес к торфу в советское время отчасти связан с одной семейной историей. Близкая подруга Надежды Крупской была замужем за известным торфоведом, выпускником Тимирязевской сельскохозяйственной академии Иваном Радченко.Он был вхож в семью вождя мирового пролетариата и, по сути, сформировал взгляды Ленина на ценность торфа как горючего полезного ископаемого. Использование торфа для получения электроэнергии стало одним из краеугольных камней в плане ГОЭЛРО, и торфоразработки быстро распространились в центральной части России.

Никаких особых затрат на это не требовалось. Кусковой торф добывали лопатой, высушивали и использовали в качестве топлива. Потом стали использовать машины, в частности фрезу. Электростанции, работающие на торфе, существуют и по сей день. В Подмосковье такой промышленной добычи уже нет, но в Предуралье, например, сейчас сжигается до 30 процентов добываемого в стране торфа. Крупнейший добытчик торфа в России – ЗАО «ВяткаТорф», которое разрабатывает торфяные месторождения на территории Кировской области. Все его акции принадлежат генерирующему холдингу ТГК-5, контролируемому Виктором Вексельбергом. Основные потребители добываемого торфа – кировские ТЭЦ-3, ТЭЦ-4 и Шарьинская ТЭЦ в Костромской области.

Сегодня торф используется в медицине – из него производят всем известный активированный уголь. Торф применяют в грязелечении, косметологии, а также в строительстве. Несколько лет назад в проектном институте «Тверьгражданпроект» была создана и запатентована технология производства торфодревесных блоков «Геокар». Сейчас на Бежецком опытно-экспериментальном заводе налажена технология их выпуска. Теплопроводность блока «Геокара» составляет 0,047-0,08 Вт/м К, что позволяет сопоставить по теплосбережению стену из торфодревесных блоков толщиной 0,64 метра и стену из силикатного кирпича толщиной 2–3 метра. Кроме того, из торфа производят удобрение, прессованные торфяные плиты, его применяют для выращивания растений в закрытом грунте.

В Шотландии торф используют для производства виски. Чтобы добиться особого копчёного вкуса, зёрна солода окуривают дымом горящего торфа.

Торф сжигают медленно, при небольших температурах для того, чтобы фенолы от торфяного дыма «прилипли» к зерну. Степень торфянистости (содержания фенолов) считается в единицах ppm – частей на миллион (вики). Производитель виски, компания Bruichladdich, характеризует этот напиток как «железный кулак в бархатной перчатке».

– Сказать «торф» – это не сказать ничего, – объясняет профессор Поздняков. – Он сильно различается по составу и происхождению. Выделяют верховые, низинные и переходные торфа. Верховой торф образуется на плоских понижениях водоразделов, где заболачивание происходит за счёт поступления влаги из атмосферных осадков. Низинный – чаще всего при зарастании рек и озёр, при неглубоком залегании грунтовых вод. Верховые торфа чаще применяют в качестве топлива. В низинных – больше питательных веществ, и их используют в сельском хозяйстве и производстве удобрений.

Основные характеристики, по которым классифицируют торф, – это ботанический состав (из остатков каких растений состоит торф), степень разложения торфа (при длительном сельскохозяйственном использовании степень разложения может достигать 70–80 процентов), зольность (отношение массы твёрдого остатка после сгорания торфа к общей массе торфа, характеризует содержание минеральных веществ).

Проблема в том, что свойства торфов меняются по мере их использования. По сути это уже не торф, а торфяная почва, или торфозём – так называются окультуренные торфяные почвы по современной классификации почв России. Скорость минерализации, или срабатывания торфа, то есть разрушения органического вещества, меняется со временем его освоения. В первые годы происходит уплотнение, усадка торфяной массы и наибольшая его минерализация. В последующем при правильном освоении скорость минерализации замедляется. Медленнее всего срабатываются древесные торфа, быстрее – гипновые и сфагновые (сформированные из остатков мхов).

Осушают торф открытыми каналами, а в эти каналы выходят устья дрен – закрытой системы отвода воды. Дренаж бывает гончарный, пластиковый, битумный, фашинный (из связок хвороста). Дренаж собирается в коллектора, которые перекрываются шлюзами. Весной воду сбрасывают, а когда уровень грунтовых вод понижается до нужной отметки, шлюзы перекрывают. Шлюзы можно использовать и для тушения торфяных пожаров – при необходимости по ним достаточно пустить воду, повысить уровень грунтовых вод и погасить пламя.

Скорость «срабатывания» торфа оценивается по уменьшению мощности (глубины) торфяной залежи, увеличению её зольности и степени разложения. Со временем доля органического вещества в торфе уменьшается, он оседает, выходит на поверхность дренаж. Приходится понижать уровень грунтовых вод, закладывать новый дренаж и так далее, до полной минерализации. По ориентировочным подсчётам, торфяная залежь Яхромской поймы полностью минерализуется через 300–500 лет. Особенно влияет на скорость «срабатывания» то, какие растения выращивают на торфозёме. Технологии пропашных культур (морковь, картофель, свёкла) требуют частого перепахивания торфяной почвы, что увеличивает доступ воздуха и усиливает минерализацию.

Основной путь использования торфов в сельском хозяйстве – это выращивание трав. Но сейчас сложилась такая ситуация, что кормить этими травами некого – скота практически не осталось. Поэтому выращивают то, что выгодно. Например, на Яхромской пойме это в основном морковь. Для того чтобы не распространялись сорняки, вредители и болезни растений, в сельском хозяйстве существует понятие «севооборота» – ежегодной смены сельскохозяйственных культур. Однако большинство частных фермеров сейчас пытаются облегчить себе жизнь и выращивают одну и ту же культуру много лет подряд. Морковь к такому ведению хозяйства относится наиболее терпеливо. Картофель на торфах сажают в основном для размножения – первичного семеноводства. Для еды он не очень подходит – там мало калия, и картошка выходит не рассыпчатой.

Почему торф горит? Большинство торфяных пожаров происходит из-за нерадивого отношения людей. Многие думают, что у них под ногами обычная земля. Часто пожары возникают уже весной. Несмотря на паводок, верхняя часть торфа просыхает очень быстро. Конечно, вода сохраняется на уровне общего дренажа, но верхний горизонт пересушен. А тут ещё сухая трава, оставшаяся с прошлого года… Если возникает торфяной пожар, потушить его очень сложно. Тут не бывает открытого огня, как при лесном пожаре, – торф тлеет, распространяя едкий дым.

Чаще всего пожары возникают на заброшенных выработанных торфяниках. При торфодобыче остаются «островки», в силу того что глубина торфяной залежи – разная, а при промышленной добыче торфа фрезой его вынимают до единого общего уровня. Кроме того, 50 сантиметров торфа требовалось оставлять по ГОСТу. В советское время существовала такая программа: торфопредприятие должно было рекультивировать эти остатки торфяной залежи и сдать сельскохозяйственному потребителю. В большинстве случаев до этого не доходило, так как земель колхозам всегда хватало.

В последние годы большинство торфяных пожаров Подмосковья сосредоточено в Орехово-Зуевском районе. Эти участки были запроектированы под торфоразработки ещё по плану ГОЭЛРО. Потом большие по площади выработки оказались заброшенными, заросли лесом. Основная причина этих пожаров – отсутствие единого хозяина: торфяники относятся и к лесному хозяйству, и к водным структурам, и т.п.

Часто торфяной пожар совмещён с лесным. Загорается подлесок, от него – торф. И если с лесным пожаром удаётся справиться относительно быстро, то тлеющий торф иногда потушить не могут годами. Даже зимой под снегом торф может продолжать тлеть.

Была практика передачи выработанных торфяников дачным кооперативам. Здесь ситуация прямо противоположная – сразу появлялся хозяин, постоянно прочищались дренажные канавы, и всё содержалось в полном порядке. А на брошенные торфяные выработки забредают охотники, туристы, рыбаки.

В прошлом году, когда бушевали пожары, глава МЧС РФ Сергей Шойгу докладывал: «Мы за неделю погасим шесть пожаров, а в субботу-воскресенье их появляется 17. Костры и окурки – основная причина. Самовозгорание торфа – это легенда, причина пожаров – неосторожность людей».

– Горело и в таких местах, где повышен радиационный фон, – рассказывает профессор Поздняков. – Облако с Чернобыльской АЭС осело и в Подмосковье. И если в других местах радиоактивные элементы быстро выводятся и уходят по водным артериям, то в торфе они хорошо сорбируются. Когда торф начинает гореть, всё это «с дымком» разносится по окрестностям.

В прошлом году, когда Москва задыхалась от пожаров, ВНИИ Гидротехники и мелиорации разработал программу обводнения осушенных торфяников. Но когда дело дошло до её реализации, Минфин России сказал руководству института: «Мы не только даём деньги, мы их ещё и экономим». Так что финансирование в необходимом объёме получено не было.

В этом году уже появились сообщения о торфяных пожарах в Тверской области. К счастью, часть работ всё же удалось осуществить. В Павлово-Посадском районе Подмосковья, где в начале ХХ века на торфе работала Электрогорская ГРЭС, упоминавшаяся в начале статьи, в октябре 2010 года началось строительство обводного канала. Площадь торфяных залежей в этом районе – 3879 гектаров, из которых 1225 гектаров – выработанные торфоразработки, используемые под 32 450 садоводческих участков. К концу года было готово русло длиной 3,7 километра. Дачные кооперативы с населением 25 тысяч человек отделены новым каналом от опасных торфяников. Канал оборудован тремя пирсами для водозабора, площадкой для насосной станции и затворами для регулирования уровня и закачки воды в отводы для обводнения прилегающих территорий. В этом году работы по обводнению пожароопасных территорий продолжаются. Общая площадь территорий, которые будут защищены от возгораний, составит 1679 гектаров.

Но если для предотвращения пожаров достаточно соблюдать элементарные меры предосторожности, то избежать необратимых последствий при сельскохозяйственном использовании торфов – задача сложнее. Основная идея заключается в том, чтобы органика не терялась. Торф постепенно разлагается, образуются минеральные вещества, и их перехватывает растение. Повышенная скорость минерализации приводит к тому, что питательные вещества улетают в атмосферу в виде парниковых газов, вымываются с грунтовыми водами, вызывая вспышку роста водорослей и приводя к новому заболачиванию. Этого нужно избежать.

Гарантом рационального использования торфа, выработки правил его окультуривания служит постоянная научная работа, мониторинг опытных участков. Яхромская опытная станция работала и во время войны. Вокруг шли бои, но научная деятельность не прекращалась. Продолжается она и сегодня, когда наука переживает не самые лучшие времена.

Источник: «Наука и технологии в Российской Федерации»