Veenvorming en eigenschappen
Het woord bekend veen is groei op organische systemen waar de plantengroei snel is, maar bodems worden gedefinieerd als een gedeeltelijk afgebroken organisch materiaal afzetting als gevolg van slechte beluchting en lage temperatuur graden . Turf wordt in verschillende literatuur ook turf en turba genoemd vanwege zijn unieke eigenschap voor natuurlijke gebieden die veengebieden, moerassen, moerassen, venen of muskusgebieden worden genoemd. De vorming van dergelijke afzettingen is niet gebonden aan bepaalde klimaatzones, maar kan zich overal voordoen waar de geschikte omstandigheden aanwezig zijn. Organische bodems komen voor op alle continenten van de wereld. Organische bodems komen vooral voor in tropische klimaten met noorderbreedten van meer dan 60°, en ongeveer 450-500 miljoen hectare van de totale gereserveerde oppervlakte in de wereld. Er is gedocumenteerd dat ongeveer 150 miljoen hectare organische grond en ongeveer tweederde van de wereldreserves in Rusland en Canada worden aangetroffen.
moerassen, stilstaand water en weilanden van de ondiepe grondwatergebieden hebben geschikte omstandigheden voor de accumulatie van organische stof. Op dergelijke plaatsen verliezen de planten hun vitaliteit en worden ze bedekt met water, omdat duizenden groeiende planten in het water blijven staan. Het water onderbreekt hun associatie met de lucht en biedt een gedeeltelijke bescherming voor het organisch materiaal, waardoor een snelle verrotting wordt voorkomen. De afbraak gebeurt hoofdzakelijk door schimmels, anaërobe bacteriën, algen en microscopisch kleine waterdiertjes. Zij breken organische structuren af, laten bepaalde gassen vrijkomen en helpen zo bij de synthese van humus. Naarmate dit proces voortschrijdt, wordt de organische massa bruin, en zelfs zwart. Als dit ontbindingsproces vordert, verandert de organische stofmassa in een echt organisch bodemprofiel. De hier gevormde humus is vrijwel identiek aan de vorming van het ligno-proteïnecomplex en polyuroniet die in minerale bodems overheersen. Bovendien hydrolyseren triglyceriden, waarbij vetzuren en glycerol vrijkomen tijdens de afbraak. Dit vergemakkelijkt de praktische bruikbaarheid van de bodemmicrobiologie.
In het veengebied stapelt de ene plantengeneratie zich op de andere, zodat stratificatie kan optreden. Door de ophoping van organisch materiaal wordt geleidelijk water onttrokken aan de omringende delen van de moerassen en veranderen plantensoorten. In de loop van de tijd geven diepwaterafzettingen hun plaats aan de sedges en carexplanten. Deze laten ook hun plaats aan diverse mossen. Deze gebieden worden gedomineerd door struiken, en tenslotte door loof- en naaldbomen.
De vorming van turf is een betrekkelijk kort biochemisch proces onder invloed van aërobe micro-organismen in de oppervlaktediepten van de afzettingen tijdens perioden van laag water in de ondergrond. Naarmate het in de veenproducerende laag gevormde veen in de diepere lagen van de afzetting aan anaërobe omstandigheden wordt blootgesteld, wordt het geconserveerd en vertoont het betrekkelijk weinig verandering in de tijd . In detail wordt de glycerine onder anaërobe omstandigheden door microben snel verbruikt in de vorm van koolstof en zuurstof. De resterende vetzuren blijven relatief lang bewaard door stabiele delen van het veen. Deze stoffen, die met niet-waterige organische oplosmiddelen kunnen worden verkregen, worden samen bitumen genoemd. Zo worden humuszuren geacht te zijn ontstaan uit polymeren of soortgelijke microbiologische producten.
Veen, waarover geen consensus over de classificatie bestaat, probeert men in verschillende landen en met specifieke eisen van verschillende disciplines te classificeren. De huidige classificatiesystemen zijn gebaseerd op de topografie en de geomorfologie, de oppervlaktevegetatie, de chemische, botanische, fysische eigenschappen en de genetische processen binnen het veenmoeras. Afhankelijk van de verschillen in hun fysische en chemische structuren en hun aanwezigheid in het medium, hebben deze organische stoffen verschillende namen gekregen. De fysische, chemische en biologische verschillen tussen organische bodems zijn het gevolg van de klimatologische, topografische, hydrologische, geologische en botanische eigenschappen van het milieu waarin zij voorkomen . Organische bodems worden in de bodemkundige taxonomie ingedeeld in de orde van de histosols. Histosols hebben in het algemeen een organische stofgehalte van meer dan de helft van de bovenste 80 cm . Organische bodems worden gewoonlijk veenmossen en veengronden genoemd. Onder onverzadigde omstandigheden gedurende meer dan een paar dagen kan het gehalte aan organische koolstof van deze bodems naar verwachting meer dan 20% bedragen.
Afhankelijk van de gebruiksdoeleinden kan veen op tal van manieren worden gekarakteriseerd. Bij de beoordeling van veengrondstoffen voor verschillende doeleinden moet de nadruk worden gelegd op onderscheidende kenmerken. De meest relevante kenmerken van turf voor een groot aantal disciplines staan vermeld in tabel 1.
Chemische eigenschappen | Fysische eigenschappen |
---|---|
Samenstelling (organische verbindingen; elementair) | Vochtrelaties (waterretentie; beschikbaar watergehalte; hydraulisch geleidingsvermogen; watervasthoudend vermogen) |
Zuurgraad (pH) | |
Uitwisselingskenmerk (kationuitwisselingscapaciteit; uitwisselbare kationen) | Bulkdichtheid (niet-specifiek; specifiek) |
Porositeit | |
Textuur (gloeiverlies) | |
Ireversibele droging | |
Zwellen en krimpen |
Tabel 1.
De meest relevante chemische en fysische eigenschappen van veen .
De fysische en chemische eigenschappen van het veen vertonen een grote variatie. Veen komt in verschillende vormen in overvloed in de natuur voor, terwijl het voor 80-90% uit water bestaat. De chemische eigenschappen van turf verschillen sterk en binnen bepaalde bindingen als gevolg van de chemische reacties bij de vorming ervan. Momenteel wordt echter aangenomen dat de fundamentele eigenschappen van veen bijdragen tot sorptie en ionenuitwisseling. Een vergelijking van enkele chemische eigenschappen van minerale bodems met leemtextuur en verschillende venen wordt gegeven in Tabel 2.
Veen types | |||||
---|---|---|---|---|---|
Eigenschap | Eigenschap | Sphagnum | Gevezelde rietzegge | Gescheiden rietzegge | Peat humus |
Zaadgewicht | gL-1 | 88 | 160 | 240 | 320 |
Watergehalte | 930 | 890 | 835 | 780 | |
Totaalgewicht | 1018 | 1050 | 1075 | 1100 | |
Watergehalte | % WB | 91 | 85 | 78 | 71 |
Watergehalte | % DB | 970 | 554 | 346 | 242 |
Bodemsoorten | |||||
Eigenschap | Eenheid | Loemgrond | Sphagnumveen | Houtig veen | Modder |
CEC naar gewicht | meq-1 100 g | 12 | 100 | 90 | 200 |
CEC naar volume | meq-1 100 ml | 14 | 8 | 14 | 60 |
Tabel 2.
Enkele fysische kenmerken van turftypes en een vergelijking van de kationuitwisselingscapaciteit (CEC) van minerale en verschillende organische bodems .
De karakteristiek van de microbiële samenstelling van de turfproductie is een goed gedocumenteerde moeilijkheid voor onophoudelijke grootschalige verwerking. Turf is chemisch organisch materiaal, dat na verbranding een kleine hoeveelheid as achterlaat. Turf kan worden gekarakteriseerd door zijn asgehalte en zuurgraad. Hoogveen van sphagnum is slechts in geringe mate afgebroken, met een hoog gehalte aan polysacchariden en een relatief hoog O2-gehalte, en lagere C- en H-concentraties in vergelijking met laagveen. Het veen bevat eiwitten, koolhydraten, lipiden en polyfenolen zoals lignine, terwijl nucleïnezuren, pigmenten, alkaloïden, vitaminen en andere organische materialen in kleine hoeveelheden aanwezig zijn, samen met anorganische materialen. In turf zijn verschillende B-vitaminen aangetroffen. Momenteel hebben de chemische en fysische eigenschappen van turf geleid tot aanzienlijke bezorgdheid over het milieu. Een aantal studies heeft geleid tot de bouw van grootschalige installaties en daarmee tot een aanzienlijke productiecapaciteit van actieve kool die mogelijk wordt gemaakt door pyrolyse van turf en de productie van turfcokes. Pyrolyse verandert turf in een materiaal dat H en O2 bevat met een zeer hoge koolstofconcentratie. Turfcokes kunnen worden gebruikt als ontkleurings- en ontgeuringsmiddel en als filtermedium. Actieve kool is verkrijgbaar in verschillende kwaliteiten turf. Verschillende eigenschappen zijn nodig voor verschillende taken zoals waterzuivering, het verwijderen van organische stoffen uit zetmeel, suikers en kleur en gas- en dampadsorptie.