Статья: Свойства торфов Горного Алтая и направления их использования

^{1Горно-Алтайский государственный университет}

²Национальный исследовательский Томский политехнический университет

³Томский государственный педагогический университет

Свойства торфов Горного Алтая и направления их использования

¹Г. В. Ларина, ²С.Г. Маслов, ²А.В. Егорова

³Е. В. Порохина, ³В.А. Дырин

г. Горно-Алтайск, г. Томск

Аннотация

Исследование химического состава торфов Горного Алтая и далее их биологической активности - важная составляющая биофармацевтического и санаторно-курортного кластеров этой территории. Цель данной работы - изучить состав представительных торфов отдельных месторождений и определить направления их использования.

На территории Северного и Центрального Алтая были проведены экспедиции по изучению торфяных болот с отбором образцов торфов. В исследованных 38 образцах торфа определяли влажность по ГОСТ 11305-83, зольность по ГОСТ 11306-83 и групповой состав по Инсторфу.

На основании исследования состава органического вещества торфов Горного Алтая было показано, что гуминовые кислоты торфов Горного Алтая, имеющие в своем составе высокое содержание функциональных групп, повышенную степень ароматизации, характеризуются высоким содержанием биологически активных веществ. Однако торфяные болота этой территории слабо изучены, только некоторые из них имеют достаточную сырьевую базу для промышленного производства.

В результате проведенных исследований было определено направление использования торфов Горного Алтая - получение гумусовых веществ для целей медицины и сельского хозяйства. Но в основу рационального природопользования на торфяных болотах Горного Алтая должен быть положен научный подход, позволяющий оптимизировать их использование с учетом в первую очередь их экологической значимости.

Ключевые слова: болото, свойства торфов, Горный Алтай, гуминовые кислоты, направления использования.

Введение

Разнообразие болот России обусловлено разнородностью и обширностью ее территории. Однако каждый из регионов является уникальным по своим условиям болотообразования, а следовательно, и по разнообразию болот.

Ни одна форма ландшафта не представляет исследователю более заманчивых возможностей, чем горы с их разнообразием жизненных сред, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга. И дело тут не только в пространственной «спресованности» и взаимопроникновении различных элементов ландшафтов, но и в специфичных природных процессах, накладывающих свой отпечаток практически на все природные явления в живой и неживой природе.

Это можно отнести и к болотообразовательному процессу в горах, факторы которого, как показали исследования, очень разнообразны. Для территории Горного Алтая правительством обозначены следующие важные инновационные кластеры: санаторно-курортное направление, восстановительная медицина; биофармацевтический; туристско-рекреационная «Алтайская долина». Все они могут решаться на основе торфяных ресурсов территории в том числе.

Поиск новых сырьевых ресурсов биологически активных веществ (БАВ) природного происхождения, отличающихся низкой токсичностью и ограниченным спектром побочных явлений, для разработки на их основе биологически активных препаратов различного назначения - актуальная задача на современный период.

Основным фактором, определяющим целесообразность использования отдельных видов торфа для получения препаратов, является наличие в них БАВ гуминовой и другой химической природы. Эти соединения способны интенсифицировать процессы микробного синтеза, регулировать процессы роста, развития, продуктивность [Experience in natural ... , 2000; Stepchenko, 2000; Physiological effects of ... , 2002; Chen, De Nobili, Aviad, 2004; In vitro and ... , 2006; Szajdak, Maryganova, 2008].

Исследование химического состава торфов Горного Алтая и далее их биологической активности - весомая составляющая биофармацевтического и санаторно-курортного кластеров этой территории. Однако спектр БАВ торфов достаточно широк и неоднороден по отдельным месторождениям и зависит от условий образования болота, глубины залегания торфов определенного ботанического состава и других факторов. Поэтому весьма важным является правильный выбор необходимой сырьевой базы с конкретными к ней требованиями качества торфов, запасы этих торфов в торфяном месторождении на конкретную продукцию. Использование торфа в грязелечении и получение препаратов на их основе (в физиотерапевтических и медицинских целях) представляет большую перспективу для развития курортного бизнеса Республики Алтай. Однако химический состав торфов Горного Алтая изучен недостаточно.

Цель данной работы - исследовать состав представительных торфов отдельных месторождений и определить направления их использования.

Объекты исследования

На территории Северного и Центрального Алтая были проведены экспедиции по изучению торфяных болот с отбором образцов торфов через каждые 25 см в местах наибольшей глубины залежи торфяным буром ТБГ-1 и последующим их анализом (табл. 1, рис. 1).

Таблица 1

Характеристика торфяных залежей основных типов исследованных болот Северного и Центрального Алтая

Примечание: «-» - не определялось, Н - низинный, П - переходный тип.

Рис. 1. Пункты отбора образцов

Примечание. 1-9 - номера исследованных болот. Названия приведены в табл. 1.

Северный Алтай. На этой территории сосредоточены наибольшие площади болот. Кроме эвтрофных болот, нами были встречены мезотроф- ные болота: Кутюшское, Тогунское, Садринское и Ыныргинское. В целом же на территории Северного Алтая преобладают болота низинного типа. Болота часто имеют небольшую мощность торфяной залежи.

В отдельных, наиболее благоприятных условиях, например в межгорных депрессиях, болотообразовательный процесс имеет значительные масштабы, в результате размеры болот и мощность торфяной залежи становятся сравнимыми с размерами и мощностью равнинных болот (например, болото Турочакское).

Мощность торфяной залежи Турочакского болота составляет 4,5 м, под ней имеются лимногенные органоминеральные отложения мощностью до 2,5 м. Подстилающие породы - суглинки и глины. Болото, занимая площадь 119 га, содержит большие запасы торфа - 849 тыс. т.

К типу переходных болот относится, например, болото Кутюшское, площадью 850 га. Подсчитанные ресурсы торфа составили 272 тыс. т. Глубина торфяной залежи средняя - 1,4 м, с экстремальными значениями 0,3-2,1 м.

Образование болот в Центральном Алтае объясняется наличием крупных межгорных впадин, занятых в ледниковый период водными бассейнами. Торфяная залежь характеризуется высокой зольностью торфов (болота Абайское и Соузар) вследствие обогащения торфов зольными компонентами за счет вторичных эрозионных сносов с окружающих возвышенностей. биологический гумусовый алтай торф

Мощность торфяных залежей может быть от 0,2 до 3,1 м. Тюгурюкское болото располагается на высоте 1480-1560 м над у. м., занимает площадь 87,5 км². Абайское болото занимает Абайскую межгорную депрессию (высота 1100 м над у. м.), имеет площадь - 17,9 км². Мощность торфяной залежи на аллювиальных отложениях изменяется от 0,8 до 1,5 м, прогнозные ресурсы торфа составляют 1932 тыс. т.

Методы исследования

В исследованных 38 образцах торфа определяли влажность по ГОСТ 11305-83, зольность по ГОСТ 11306-83 и групповой состав по методу Ин- сторфа [Король, Лиштван, 1975].

Результаты исследования

При исследовании общетехнических и отдельных химических свойств торфов Горного Алтая было определено, что отличительной их особенностью является широкая амплитуда степени разложения и зольности (см. табл. 1).

Высокая зольность присуща низинным торфам. Переходный торф Северного и Центрального Алтая характеризуется средней зольностью в пределах 9,2-13,5 %, что выше по сравнению с зольностью аналогичных типов торфов на европейской территории России.

Важно также отметить, что торфа горных болот менее кислые. Независимо от типовой принадлежности исследуемых торфов среднее содержание общего азота в торфах исследованных болот Алтая составляет 1,3--3,0 %. Это выше, чем в торфах Западной Сибири, что было подтверждено более ранними нашими исследованиями [Ларина, Иванов, Казанцева, 2009].

Рассмотрим групповой состав торфов исследуемой территории. В таблице 2 приведена характеристика органического вещества наиболее встречаемых торфов на территории Горного Алтая. Как следует из таблицы, в изученных торфяных месторождениях в основном преобладает осоковый торф низинного типа.

Табл.2 Характеристика группового состава торфов, % daf