Компонентный состав и структурная организация торфа болотных массивов Европейского Севера России

Abstract

Актуальность изучения болотных экосистем для Европейского Севера России обусловлена высокой заболоченностью этого региона, а также значимыми функциями болот в природе и большим влиянием на хозяйственную деятельность человека. В Северном экономическом районе Архангельская область занимает второе, после Вологодской, место по количеству торфяных месторождений и объему торфяных ресурсов. Наблюдения прозводились на Иласском болотном массиве, расположенном в Приморском районе Архангельской области, где находится опытный участок единственной в России болотной гидрометеостанции «Брусовица» Северного управления гидрометеослужбы, а также на болотном массиве национального парка «Кенозерский» на юго-западе Архангельской области. В статье представлена характеристика элементного и компонентного состава торфа различной типовой принадлежности, отобранного на отличных по климатическим условиям территориях Архангельской области, не подверженных прямому техногенному воздействию. Проведенные исследования позволяют заключить, что на процесс гумификации растительных тканей доминирующее влияние оказывают гидрологические условия торфонакопления, формирование же битумной части торфа определяется в основном климатическими факторами. Содержание элементов-примесей в исследованных образцах колеблется без видимой взаимосвязи с типовой принадлежностью торфа. Исследована структурная организация полимерной матрицы торфа на разных уровнях размерной иерархии (макро-, микрои наноуровнях) с использованием методов световой микроскопии, АС-микроскопии и динамического светорассеяния. Установлена конформация отдельных макромолекул и агрегированных частиц супрамолекулярной природы в растворах торфяных гуматов. Методом динамического светораcсеяния показано, что размеры отдельных макромолекул составляют 3-10 нм. При агрегировании размеры частиц увеличиваются до 50-100 нм, при этом фиксируется асимметрия агрегатов. При исследовании динамики процессов взаимодействия с водой образцов нативного торфа различной типовой принадлежности установлено, что максимальную степень набухания торфа можно рассматривать как структурно-чувствительный параметр, зависящий от типа торфа.