آیا تابهحال به این فکر کردهاید که زیر پای ما گنجینهای پنهان شده است؟ گنجینهای که میتواند هم بهعنوان یک منبع انرژی و هم بهعنوان یک تهدید جدی برای محیط زیست عمل کند.
تورب، مادهای که از بقایای گیاهان مرده در شرایط بیهوازی تشکیل میشود، از دیرباز در زندگی انسان نقش داشته است. این زغال سنگ نارس همواره حضور پر رنگی در زندگی بشر داشته است، از استفاده آن بهعنوان سوخت در خانههای روستایی گرفته تا نقش آن در صنعت که بسیار هم پررنگ است. اما امروزه با افزایش آگاهی نسبت به تغییرات اقلیمی، نگاهها به تورب کمی تغییر کرده است.
در این مقاله از پیشگامان کربن کرمان پالایش سعی میکنیم با دید عمیقتری این سوخت فسیلی را بررسی کنیم.
تورب چیست و چگونه تشکیل میشود؟
تورب یک سوخت فسیلی جامد، تیره رنگ و متخلخل است که از بقایای گیاهان مرده در محیطهای باتلاقی و مرطوب تشکیل میشود. این محیطها به دلیل کمبود اکسیژن، شرایط ایدهآلی را برای تجزیه ناقص مواد گیاهی فراهم میکنند. در این شرایط، گیاهان به جای اینکه به طور کامل تجزیه شوند، به تدریج به تورب تبدیل میشوند. در واقع میتوان تورب را یکی از پیشزمینههای تولید زغال قهوهای دانست که در مقاله زغال بیتومینه به آن پرداختیم. فرآیند تشکیل تورب به طور خلاصه به این صورت است که:
- در محیطهای باتلاقی، گیاهان مرده به صورت لایههایی روی هم انباشته میشوند.
- به دلیل کمبود اکسیژن، باکتریها نمیتوانند به طور کامل مواد آلی را تجزیه کنند.
- با گذشت زمان، لایههای متعدد گیاهان مرده تحت فشار و دمای بالا قرار میگیرند و به تدریج به تورب تبدیل میشوند.
ترکیبات اصلی تورب شامل کربن، هیدروژن و اکسیژن است. علاوه بر این، مقادیر قابلتوجهی از نیتروژن، گوگرد و عناصر معدنی دیگر را نیز میتوان در این زغال سنگ نارس پیدا کرد. نوع گیاهانی که در تشکیل تورب نقش دارند، بر ترکیبات شیمیایی آن تاثیر میگذارند. بهطورکلی، تورب از بقایای گیاهانی مانند خزهها، جلبکها، نیها و درختچههای کوچک تشکیل میشود.
مواد تشکیل دهنده زغال سنگ نارس
با اینکه مرغوبترین زغال سنگ در مراحل پایانی تولید شده و به آنتراسیت ختم میشود، اما باز هم زغال سنگ نارس دارای خواص منحصربهفردی است که آن را برای مصارف مختلف از جمله کشاورزی، باغبانی و سوخت تبدیل کرده است. در مطلب آنتراسیت میتوانید اطلاعات بیشتری درباره مراحل تشکیل و خواص زغال سنگ کسب کنید. اما همه این خواص و کاربردها به ترکیبات تورب بستگی دارد که در ادامه به آن میپردازیم:
مواد آلی
بخش اصلی تورب را مواد آلی تشکیل میدهند که عمدتا از بقایای گیاهان مردابی مانند خزهها، جلبکها و درختچهها تشکیل شده است. این مواد آلی در طول زمان و تحت شرایط خاص تجزیه شده و به تورب تبدیل میشوند.
آب
تورب به دلیل تشکیل در محیطهای مرطوب، حاوی مقدار زیادی آب است. میزان آب موجود در تورب به نوع آن و شرایط محیطی بستگی دارد.
مواد معدنی
علاوه بر مواد آلی و آب، تورب حاوی مقدار کمی مواد معدنی مانند آهن، آلومینیوم، کلسیم و مواد آلی دیگر است. این مواد معدنی از خاک اطراف به تورب منتقل شدهاند.
هوموس
هوموس مادهای آلی تیره رنگ و بسیار پوسیده است که در طی تجزیه مواد آلی در تورب تشکیل میشود. هوموس به تورب ویژگیهای خاصی مانند افزایش ظرفیت نگهداری آب و بهبود ساختار خاک میبخشد.
انواع زغال سنگ نارس
انواع زغال سنگ نارس را میتوان بر اساس نوع کاربرد، درجه تجزیه آنها و نوع گیاه اولیه دستهبندی کرد. اما بههرحال هر دسته از این توربها تااندازهای کربن دارند که ویژگیها و کاربردهای متفاوتی به آنها میدهد. هر چه میزان کربن فعال این محصولات بیشتر باشد، خواص بیشتری نیز خواهد داشت. در مقاله کربن فعال به طور مفصل به این موضوع پرداختیم.
انواع تورب بر اساس درجه تجزیه:
درجه تجزیه زغال سنگ نارس به میزان تجزیه مواد آلی اولیه و تبدیل آنها به هوموس بستگی دارد. هرچه درجه تجزیه بیشتر باشد، رنگ تورب تیرهتر و میزان رطوبت آن کمتر میشود.
- تورب فیبری (Fibrous Peat):
- کمترین درجه تجزیه را دارد.
- بافت آن فیبری و شبیه به گیاهان اولیه است.
- رنگ آن روشن و معمولاً قهوهای مایل به زرد است.
- تورب هومیفید (Humified Peat):
- درجه تجزیه آن از تورب فیبری بیشتر است.
- بافت آن نرمتر و همگنتر است.
- رنگ آن تیرهتر و معمولاً قهوهای تیره است.
- تورب ساپریک (Sapric Peat):
- بالاترین درجه تجزیه را دارد.
- بافت آن بسیار نرم و تقریباً خمیری است.
- رنگ آن سیاه یا قهوهای بسیار تیره است.
انواع تورب بر اساس نوع گیاه اولیه:
نوع گیاهانی که در تشکیل تورب نقش داشتهاند نیز بر خواص آن تاثیر میگذارد:
- تورب خزهای (Sphagnum Peat): متداولترین نوع تورب است و از تجزیه خزههای اسپاگنوم تشکیل میشود.
- تورب چوبی (Woody Peat): از تجزیه بقایای درختان و درختچهها تشکیل میشود.
- تورب علفی (Herbaceous Peat): از تجزیه علفها و گیاهان علفی تشکیل میشود.
انواع زغال سنگ نارس بر اساس کاربرد:
- تورب باغبانی: دارای بافت سبک و ظرفیت نگهداری آب بالا است و برای بهبود کیفیت خاک استفاده میشود.
- تورب صنعتی: دارای میزان خاکستر و مواد معدنی بیشتری است و در صنایع مختلف مانند تولید کود و سوخت استفاده میشود.
- تورب دارویی: دارای خواص درمانی و ضدعفونیکنندگی است و در تولید برخی داروها و محصولات بهداشتی استفاده میشود.
کاربرد زغال سنگ نارس
تورب، این مادهی ارزشمند و تاریک رنگ، کاربردهای متنوعی در طول تاریخ داشته است. از گذشته تا کنون، انسانها از خواص منحصربهفرد این زغال سنگ نارس برای اهداف مختلف بهره بردهاند. در ادامه به برخی از مهمترین کاربردهای تورب میپردازیم:
سوخت
- سوخت سنتی: تورب بهعنوان یکی از قدیمیترین سوختهای شناخته شده، در گذشته به طور گستردهای برای گرم کردن خانهها، پختوپز و صنایعدستی مورد استفاده قرار میگرفت.
- صنعت: در برخی مناطق، تورب همچنان بهعنوان سوخت در نیروگاههای کوچک و صنایع استفاده میشود. البته با توجه به آلودگیهای زیستمحیطی ناشی از سوختن تورب، استفاده از آن بهعنوان سوخت اصلی رو به کاهش است.
کشاورزی
- اصلاحکننده خاک: تورب به دلیل خاصیت اسیدی و توانایی بالای جذب آب، بهعنوان یک اصلاحکننده خاک برای بهبود ساختار خاکهای قلیایی و افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک استفاده میشود.
- بستر کشت: تورب به دلیل سبک بودن، تخلخل بالا و خاصیت نگهداری رطوبت، یک بستر کشت ایدهآل برای پرورش گیاهان، به ویژه گیاهان زینتی و نهالها است.
- کود: برخی انواع تورب حاوی مواد مغذی هستند که میتوانند بهعنوان کود برای گیاهان استفاده شوند.
صنعت
- تولید کاغذ: تورب بهعنوان یک مادهی اولیه در تولید برخی انواع کاغذ استفاده میشود.
- عایقکاری: به دلیل خاصیت عایق حرارتی و صوتی، تورب در ساخت عایقهای حرارتی و صوتی ساختمانها کاربرد دارد.
- تولید سوخت زیستی: با توجه به وجود مواد آلی در تورب، امکان تولید سوختهای زیستی از آن وجود دارد.
- صنعت داروسازی: برخی ترکیبات موجود در تورب در تولید برخی داروها کاربرد دارند. قطران زغال سنگ نیز یکی دیگر از فرآوردههای زغال نارس است که در صنعت داروسازی ارزش زیادی دارد. توصیه میکنیم مقاله قطران زغال سنگ را نیز با دقت مطالعه کنید.
کاربردهای سنتی و مدرن در طب سنتی
- طب سنتی: در طب سنتی، از تورب برای درمان برخی بیماریها مانند سوختگی، زخم و بیماریهای پوستی استفاده میشده است.
- طب مدرن: امروزه نیز برخی از خواص درمانی تورب مورد مطالعه قرار گرفته است و در برخی محصولات بهداشتی و آرایشی از آن استفاده میشود.
البته با وجود کاربردهای فراوان تورب، استخراج بیرویه و بیملاحظه آن نیز میتواند به محیط زیست آسیب جدی وارد کند. بنابراین، بهرهبرداری از تورب باید با رعایت اصول پایدار و با هدف کاهش اثرات زیست محیطی انجام شود.
مشخصات زغال سنگ نارس
تورب را میتوان مرحله اولیه تشکیل زغال سنگ دانست. با گذشت زمان و تحتفشار و دمای بالاتر، تورب به زغال سنگ تبدیل میشود. تفاوت اصلی این دو ماده در میزان تجزیه مواد آلی و میزان کربن موجود در آنها است. زغال سنگ دارای میزان کربن بالاتری نسبت به تورب بوده و قدرت حرارتی بیشتری دارد. برای تفکیک بهتر این دو مورد لازم است تا مشخصات تورب را بدانید:
- تشکیل: تورب از تجمع بقایای گیاهان مرده در باتلاقها و زیر آب، در شرایط بیهوازی (بدون اکسیژن) تشکیل میشود. با گذشت زمان و تحت فشار، این بقایا تجزیه شده و به تورب تبدیل میشوند.
- رنگ: رنگ تورب از قهوهای روشن تا سیاه متغیر است و به میزان تجزیه و نوع گیاهان تشکیلدهنده آن بستگی دارد.
- ساختار: تورب دارای ساختاری اسفنجی و متخلخل است و به همین دلیل ظرفیت بالایی برای جذب آب دارد.
- ترکیب شیمیایی: ترکیبات شیمیایی تورب شامل کربن، هیدروژن، اکسیژن و مقادیر کمی از نیتروژن، گوگرد و عناصر معدنی است.
- میزان رطوبت: تورب به طور طبیعی دارای رطوبت بالایی است که میتواند تا 90 درصد وزن آن را تشکیل دهد.
- قدرت حرارتی: قدرت حرارتی تورب نسبت به سایر سوختهای فسیلی کمتر است و به میزان تجزیه و نوع گیاهان تشکیلدهنده آن بستگی دارد.
- کاربردها: تورب در صنایع مختلفی از جمله کشاورزی (بهعنوان کود و اصلاحکننده خاک)، تولید انرژی (بهعنوان سوخت)، ساخت مصالح ساختمانی و پزشکی استفاده میشود.
| خواص فیزیکی و شیمیایی تورب | ویژگی |
| اسیدیته | تورب معمولا دارای pH اسیدی است که به دلیل وجود اسیدهای آلی حاصل از تجزیه مواد آلی است. |
| ٰتخلخل بالا | ٰتورب دارای تخلخل بالایی است که به آن اجازه میدهد آب و هوا را در خود نگه دارد. |
| ظرفیت تبادل کاتیونی بالا | تورب دارای ظرفیت تبادل کاتیونی بالایی است که به آن اجازه میدهد عناصر غذایی را در خود نگه دارد و به تدریج آنها را در اختیار گیاهان قرار دهد. |
چالشها و فرصتهای مرتبط با تورب
استخراج تورب اغلب در مناطق باتلاقی و مرطوب انجام میشود که شرایط کاری بسیار سختی را برای کارگران ایجاد میکند. علاوه بر این برای استخراج تورب به تجهیزات خاص و سنگینی نیاز است که هزینههای اولیه را تا حد زیادی افزایش میدهد. همچنین در بسیاری از مناطق، شرایط آب و هوایی تنها در برخی فصول سال اجازه استخراج تورب را میدهد. به همین دلیل استخراج و فرآوری تورب نیازمند سرمایهگذاریهای هنگفت و هزینههای عملیاتی بالایی است.
علاوه بر همه اینها، استخراج تورب به دلیل تاثیرات مخرب بر محیط زیست با چالشهای جدی روبرو است. همانطور که قبلا اشاره شد، استخراج تورب منجر به تخریب گسترده باتلاقها و از بین رفتن زیستگاه بسیاری از گونههای گیاهی و جانوری میشود.
همچنین اکسیداسیون تورب منجر به آزاد شدن گازهای گلخانهای مانند متان و دیاکسیدکربن میشود که به گرمایش جهانی کمک میکند. بهعلاوه که فرآیند استخراج تورب میتواند باعث آلودگی آبهای زیرزمینی و سطحی و همچنین آلودگی خاک شود.
فرصتهای توسعه پایدار
با وجود همه این چالشها، میتوان از تورب به صورت پایدار بهرهبرداری کرد و درعینحال به محیط زیست هم آسیب نرساند. برخی از این فرصتها عبارتاند از:
- مدیریت پایدار تورب: با اجرای برنامههای مدیریت پایدار، میتوان از تخریب گسترده باتلاقها جلوگیری کرد و میزان انتشار گازهای گلخانهای را کاهش داد.
- حفاظت از مناطق حساس: شناسایی و حفاظت از مناطق حساس زیست محیطی که حاوی ذخایر تورب هستند، از اهمیت بالایی برخوردار است.
- جایگزینی تورب: یافتن جایگزینهای مناسب برای تورب در صنایع مختلف، مانند استفاده از مواد بازیافتی یا مواد آلی دیگر، میتواند به کاهش فشار بر منابع طبیعی کمک کند.
- توسعه فناوریهای جدید: توسعه فناوریهای جدید برای استخراج و فرآوری تورب با حداقل آسیب به محیط زیست، از جمله فناوریهای بازیافت و تصفیه آب.
- ترویج کشاورزی پایدار: استفاده از تورب در کشاورزی باید با رعایت اصول کشاورزی پایدار و با هدف کاهش مصرف آب و افزایش حاصلخیزی خاک انجام شود.
- تورب یک منبع طبیعی ارزشمند است که با مدیریت صحیح میتوان از آن به صورت پایدار بهرهبرداری کرد. با شناسایی چالشها و استفاده از فرصتها، میتوان به توسعه پایدار در این زمینه دست یافت.
سوالات متداول
- چرا استخراج تورب برای محیط زیست مضر است؟
- استخراج تورب عواقب زیست محیطی جدی دارد که در مقاله به طور مفصل توضیح دادیم.
- چه کشورهایی بیشترین میزان استخراج تورب را دارند؟
- کشورهای شمالی اروپا مانند فنلاند، سوئد و ایرلند، به دلیل وجود باتلاقهای گسترده، از بزرگترین تولیدکنندگان تورب در جهان هستند. همچنین، برخی کشورهای آسیایی مانند اندونزی و مالزی نیز به دلیل وجود باتلاقهای توربی، به این صنعت روی آوردهاند.
- چه اقداماتی برای کاهش تأثیرات زیست محیطی استخراج تورب میتوان انجام داد؟
- وضع قوانین و مقرراتی که استخراج تورب را محدود کرده و به حفظ محیط زیست کمک کند، حمایت از تحقیقات برای یافتن روشهای جدید و پایدار برای استخراج و استفاده از تورب، اطلاعرسانی به مردم در مورد اهمیت حفاظت از باتلاقها و تاثیرات زیست محیطی استخراج تورب و…
- آیا امکان احیای باتلاقهای تخریب شده وجود دارد؟
- بله احیای باتلاقهای تخریب شده با فرآیندهایی طولانی و پرهزینه امکانپذیر است. روشهای از جمله ایجاد سدهای کوچک برای افزایش سطح آب و کاشت گیاهان بومی برای این کار رواج دارند.