Ступінь розкладання торфу
Цілий ряд фізичних та хімічних властивостей торфу пов'язаний зі ступенем розкладання; з її збільшенням яскравіше виступають у торфі його колоїдальні властивості незворотності: висушений торф сильно скорочується в обсязі і після цього навіть при тривалому перебуванні у воді не набухає до свого вихідного стану. Вказана обставина дуже важлива, оскільки дозволяє зберігати висушені торф'яні цеглини на відкритому повітрі.
Пов'язані зі ступенем розкладання і такі властивості торфу, як теплота згоряння, щільність, зв'язність, міцність, в'язкість та ін.
При визначенні ступеня розкладанняглазомерним методомбралися до уваги пластичність торфу, кількість і збереження рослинного волокна, кількість і ступінь забарвленості води, що віджимається. Користуючись ним, торф поділяли на:
торф'яна маса не продавлюється між пальцями при стисканні в руці; після стиснення поверхня торфу шорстка від залишків рослин; вода прозора або жовтого кольору, що віджимається у великій кількості;
- маса майже не продавлюється в руці; залишки рослин помітні; вода коричневого або світло-коричневого забарвлення, трохи віджимається; сильно розклали - маса продавлюється між пальцями; у торфі помітні лише деякі рослинні залишки; вода темно-коричневого кольору віджимається в невеликій кількості або зовсім не віджимається.
Макроскопічний методвизначення ступеня розкладання торфу запропоновано П. Д. Варлигіним. Він рекомендує визначати ступінь розкладання у човні бура, не порушуючи структури зразка торфу.Розглядаючи торф, можна розрізнити в ньому рослинні залишки, що збереглися, і темна речовина — торф'яний гумус.
Визначаючи макроскопічно ступінь розкладання, встановлюють одночасно тип торфу, керуючись при цьому головним чином його забарвленням, структурою (за високого ступеня розкладання) та наявністю характерних рослинних решток.
У фарбуванні низинних торфів переважають сірі відтінки, що переходять у землисто-чорний колір за високого ступеня розкладання торфу; у фарбуванні верхових торфів - відтінки від жовтого (при малій мірі розкладання) до темно-коричневого (за високого ступеня розкладання торфу).
Структура низинного торфу високого ступеня розкладання зернисто-грудкувата, верховий торф у свіжому вигляді на дотик пластичний або має тонкозернисту структуру.
Для низинного торфу характерна присутність у ньому будь-яких рослинних залишків: ниткоподібних світлих корінців осок, блискучих чорних плівок хвоща, бронзово-коричневих стебел і листочків гіпнових мохів, оливкових залишків кореневищ очерету, сочевицеподібного насіння вах.
У верховому торфі можуть відрізнятися на око такі характерні рослинні залишки: стебла і листочки сфагнових мохів, волокна і корінці гармати, блискучі плівки шейхцерії, коріння чагарників, часто залишки деревини і кори сосни.
Торф різного ступеня розкладання крім об'ємного співвідношення гумусу і рослинних залишків, що не розклалися, відрізняється цілим рядом інших зовнішніх ознак (ступінь збереження рослинних залишків, забарвлення і прозорість віджимається води і легкість відтискання її з торфу та ін.).
Мікроскопічний методполягає у визначеннях у полі зору під мікроскопом площі, зайнятої темною речовиною (гумусом), по відношенню до загальної площі полязору, зайнятий частинками торфу. На мікрофотографіях ясно видно уривки рослинних залишків, що збереглися, і різні за площею включення темної речовини — гумусу.
Щоб визначити ступінь розкладання одного зразка торфу, слід зробити десять відліків в окремих полях зору для трьох препаратів даної проби. З усіх 30 визначень для даного зразка торфу виводиться середнє арифметичне із заокругленням до 5, яке дає середній ступінь розкладання торфу.
Визначення ступеня розкладання під мікроскопом необхідно проводити зі збільшенням 100—140 раз. Цим методом краще визначати міру розкладання торфу-сирцю. Якщо торф підсушений, його необхідно попередньо розварити в 5% розчині лугу (КІН або NaOH) до отримання кашкоподібної консистенції середньої густоти. Точність визначення для підсушеного торфу буде значно меншою.
Окомірно-відсотковий методвизначення ступеня розкладання торфу — новий етап у розробці точного методу визначення ступеня розкладання та значно досконаліший. Обидва окомірно-відсоткові методи П. Д. Варлигіна — макроскопічний і мікроскопічний — добре пов'язані між собою. Мікроскопічний метод завжди служить контролем проведеного полі макроскопічного визначення ступеня розкладання. Щоправда, вони мають той недолік, що з визначенні за ними ступеня розкладання неминуча частка суб'єктивізму. Але
Метод відмучуваннязапропонований Центральною торф'яною дослідною станцією і застосовується для торфу-сирцю. Сутність методу полягає в тому, що з проби торфу відмивається дрібнодисперсна частина і про рівень розкладання судять за кількістю цієї відмитої речовини.
П. Д. Варлигін та Ц. І. Мінкіна рекомендують вести відмучування через сито з отворами 0,1-0,15 мм, що дає більш точнірезультати у паралельних визначеннях.
Для визначення ступеня гумифікації існує низка хімічних методів. Більш точним єаміачний метод, який полягає в екстрагуванні гумінових речовин і подальшому ваговому визначенні їх кількості.
При застосуванні цього методу необхідна попередня обробка проби торфу ефіром для видалення смоли, частинки торфу, що обволікає, і холодною кислотою для видалення заліза. Оброблена таким чином проба торфу піддається дії аміаку, який у поєднанні з гуміновими кислотами дає розчинені гуми, що проходять через фільтр; їх дією кислот можна осадити гумінові кислоти як гелю і зважуванням визначити їх кількість.
Метод мазківполягає в наступному: грудочку торфу розміром в горошину міститься на сторінку польового журналу поруч зі стратиграфічним розрізом покладу та швидким рухом пальця розмазується по паперу. На ній залишається широка смужка – слід розмазаного торфу. Залежно від склеювальної здатності гумусу торф високого ступеня розкладання залишає густий щільний темнозабарвлений мазок. Мазок торфу, що слабо розклався, — пухкий, слабозабарвлений. До переваг методу мазків відноситься швидкість визначення ступеня розкладання та фіксація в польовому журналі мазків, що зберігаються довгий час.
Серія мазків у польовому журналі поруч зі стратиграфічним розрізом покладу дає наочну ілюстрацію загального ходу зміни ступеня розкладання на товщі торф'яної поклади. Посторовий огляд польового стратиграфічного журналу дозволяє легко виявити прошарки підвищеного ступеня розкладання і, зокрема, прикордонний обрій, встановити межі ділянок з іншим пошаровим розподілом ступеня розкладання торфу. Недоліком методу є необхідністьпопереднього виготовлення для зіставлення шкали мазків. Оскільки гумус верхових і низинних торфів має різну склеювальну здатність, гами мазків для тих і інших торфів непорівнянні, і виникає необхідність створення двох шкал; мазки торфів, що слабо розклалися, майже не залишають сліду на папері.
У пошуках об'єктивного методу визначення ступеня розкладання торфу дослідницька думка звернулася до речового поділу торфу на складові компоненти та суворого кількісного їх обліку, тобто до поділу торфу на дві фракції: розклалася і нерозклала. Але при одному і тому ж кількісному співвідношенні між ними, тобто при одній і тій же мірі розкладання, максимум вмісту в межах фракції, що розклалася, може бути в одному випадку зрушений у бік частинок меншого розміру, в іншому - в бік частинок більшого розміру. Виробнича поведінка двох таких різниць торфів буде по-різному. Структурна фракція торфу, що не розклалася, також може складатися з частинок різного розміру при одній і тій же загальній їх масі, і це не може не позначитися на технічних властивостях торфу (вологоємності, пористості, усадці, міцності).
До непрямих об'єктивних методів відноситьсяоб'ємно-ваговий метод, що виходить з твердо встановленої в науці і практиці прямого кореляційного зв'язку між показниками об'ємної маси торфу і його ступеня розкладання. Метод полягає у визначенні об'ємної (насипної) ваги подрібненого сухого торфу та знаходженні за спеціально відпрацьованою шкалою (номограмою) або за розрахунком (формулою) відповідного показника ступеня розкладання торфу. Розробкою цього методу незалежно один від одного займалися Н. І. П'явченко та Г. С. Дячков.
Пробу торфу вагою 100-200 г відібраного від випробуваного зразка,розплющують рівним шаром (товщиною 3-4 мм) і просікають пробовідбірником на всю глибину в 10-12 точках, рівномірно розташованих за площею. Відібрану порцію торфу виштовхують із пробовідбірника поршеньком, поміщають у малу пробірку, заливають водою і збовтують струшуванням до отримання однорідної суспензії. Потім для коагуляції гумусу в пробірку додають одну-дві краплі 10% хлорного заліза і кілька разів струшують її. Пробірку з вмістом вставляють у центрифугу і протягом 2 хв обертають зі швидкістю 1000 об/хв. Після повної зупинки центрифуги пробірку виймають і заміряють об'єм осаду, що утворився за шкалою з точністю до 0,01 мл. Якщо поверхня осаду негоризонтальна, відлік проводять по середній лінії між верхньою та нижньою точками поверхні. Осад має бути чітко обмежений, рідина над ним не повинна мати суспензії.
Вміст малої пробірки збовтують і переносять у стаканчик із ситом, який тримають над великою пробіркою. Частинки торфу, що залишилися на стінках малої пробірки, переносять також у склянку, змиваючи пробірку водою.
Велику пробірку з вмістом вставляють у центрифугу і протягом 2 хв обертають зі швидкістю 1000 об/хв. Після повної зупинки центрифуги стаканчик з ситом виймають із великої пробірки та заміряють об'єм осаду підситової фракції з точністю 0,01 мл. По кожній пробі торфу треба проводити чотири паралельні випробування. Для підрахунку результатів випробування ведеться журнал, де мають бути записані номери пробірок, обсяг опадів у малій та великій пробірках та ступінь розкладання торфу. При цьому ступінь розкладання визначають за графіком, де на осі абсцис відкладають значення осаду в малій пробірці і осі ординат - значення осаду у великій пробірці. За прямою графікою знаходять значення ступеня розкладання торфу.
Розбіжності між максимальним та мінімальним значеннями ступеня розкладання торфу у чотирьох паралельних визначеннях не повинні перевищувати: 4, 6, 9 та 15% для торфу зі ступенем розкладання відповідно до 15, від 16 до 30, від 31 до 50 та більше 50%.
При перевищенні зазначених меж випробування повторюються.