1995 年以來國外泥炭及泥炭地研究進展.doc

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1、1995年以來國外泥炭及泥炭地研究進展劉永和，孟憲民，王忠強，劉濱華中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，吉林長春130012摘要：自1995年以來國外科技工作者對泥炭及泥炭地進行了大最研究。其中,泥炭的基本物理及化學性質(zhì),泥炭中環(huán)境污染物質(zhì)如硫化物、甲基汞、泥炭酸堿性、有機物的遷移轉(zhuǎn)化，泥炭地對霓金屬、有機污染物環(huán)境污染物質(zhì)的吸收、生物過濾和降解，泥炭地對CO?、CHq的排放，泥炭地對古環(huán)境特征的記錄，泥炭與泥炭地的開發(fā)利用,是近年來的主要研究內(nèi)容。這些領(lǐng)域的研究取得了較大的進展。關(guān)鍵字：國外：泥炭：研究進展中圖分類號：X14文獻標識碼：A文章編號：1672-2175（2003）01-

2、0086-06泥炭是沼澤濕地中的一種特殊的有機礦產(chǎn)資源，它是生物殘體向煤轉(zhuǎn)化過程屮的產(chǎn)物，但泥炭有許多特殊的性質(zhì)使它與煤炭有很大區(qū)別。在白然狀態(tài)下，它由水、礦物質(zhì)、有機質(zhì)組成。其有機質(zhì)由未完全分解的植物殘體和分解的中間產(chǎn)物一一腐殖質(zhì)組成，一般占固相物質(zhì)的50%以上，是泥炭區(qū)別于其它物質(zhì)的重要組成物質(zhì)。泥炭的有機質(zhì)具有特殊的物理、化學性質(zhì)，使得它在工農(nóng)業(yè)、能源、醫(yī)療、環(huán)境保護等方面有多種用途。國際上，科學工?作者們對泥炭做了大量的研究和實驗，發(fā)現(xiàn)了許多有用的性質(zhì)，為泥炭的開發(fā)利用提供了寶貴資料。1國外泥炭學研究的基本態(tài)勢在研究角度上，人多數(shù)研究側(cè)重于泥炭的微觀領(lǐng)域。從1995年以來，該領(lǐng)

3、域發(fā)表在國際著名雜志上的論文大都以泥炭或泥炭地的基本物理化學性質(zhì)和化學元素的環(huán)境行為為研究內(nèi)容。在研究方法上，人都采用野外調(diào)查、測量和實驗室模擬相結(jié)合的方法。實驗方法包括同位素分析、化學實驗、光譜分析、圖像分析。泥炭不僅是科學研究的重要內(nèi)容，而且是進行其它科學研究的輔助實驗材料。近年來，對泥炭學的研究成果出版最多的國家是英國、荷蘭和美國。研究區(qū)域主要集屮在西歐、北歐、北美等地。2具體研究內(nèi)容及成果2.1對泥炭本身理化性質(zhì)的研究泥炭的基本性質(zhì)包括：（1）泥炭的基本特性，如植物學成分、分解度、含水量、濕度、熱值；（2）泥炭的物理機械特性，如密度、吸水性、持水性、緊實度、粒級組成、侵入物、粉

4、碎度籌；（3）泥炭的化學特性，如泥炭的元索組成、離子組成、化學反映性質(zhì):（4）泥炭的物理力學特性，如孔隙度、地質(zhì)力學、水熱傳導性、摩擦性等。國外學者除了在常規(guī)條件下研究外，更側(cè)重于研究在特殊條件下的泥炭性質(zhì)，如在高低極端溫度、高低壓強、強酸強堿條件下進行實驗硏究。杉本芳和等研究了經(jīng)高溫處理的泥炭樣品的vitrinitereflectance（/?（））值的變化,并發(fā)現(xiàn)高溫高壓條件下得到的分解產(chǎn)物顯示出一種在白然界低質(zhì)煤屮所出現(xiàn)的特殊結(jié)構(gòu)⑴。Moilanen等研究了在高溫高壓條件下泥炭的氣化反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)泥炭屮蒸汽的釋放量高于CO2,且當壓力增強時，蒸汽和CO?的氣化速率均降低⑵。Weiss

5、以實測數(shù)據(jù)驗證并修正了以往的泥炭濕度保持模型［3JoJonathan研究了泥炭地屮泥炭的體積收縮與泥炭地中儲水量變化的關(guān)系⑷。NMHolden發(fā)現(xiàn)用作燃料的泥炭粉末堆放或裝袋后表面會形成一個冋濕層，由冋濕層往內(nèi)部發(fā)生水分的運動，且濕炭的冋濕程度與泥炭類型無關(guān)，泥炭內(nèi)部的濕水是泥炭表層水的28倍⑸。Brovkad研究了泥炭土壤表層溫度和濕度與外界的交換關(guān)系。泥炭水動力學的硏究取得了較好的結(jié)果。Baird發(fā)現(xiàn)泥炭的孔隙結(jié)構(gòu)對導水性和溶質(zhì)移動非常重要⑹nLaurcVidal-Beaudet建立了土壤和泥炭混合物的滲透理論和水力學⑺。PaulaKennedy等建立了泥炭密度、泥炭導水性與水壓的

6、關(guān)系模型兇。AndrewJ.Baird發(fā)現(xiàn)在干洶沼澤的泥炭屮，溶質(zhì)的流動速度較快，其流動以小量在氣孔屮進行并且無］古I定通道叫S.LMooney比較了泥炭粉末塊屮在形態(tài)上和物理測最上孔隙結(jié)構(gòu)對水含最和水運動的影響卩忙泥炭的可壓縮性及泥炭對外力作用的反映是泥炭性質(zhì)研究的重要內(nèi)容。Mesri等研究了泥炭的二次壓縮特征WGunaratne研究了影響泥炭的可壓縮性的因索及其關(guān)系血】。DenHaanE.J.研究了泥炭的壓力模型，反映了壓力、張力、蠕變應(yīng)變速率之間的關(guān)系WStack等做了用離心分離法分離泥炭的實驗，得到較好的分離效果，并從泥炭屮分離出四類不同的物質(zhì)〔⑷。光譜分析和圖像分析被用于研究

7、泥炭的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和成分上。S.J.Chapman等運用紅外光譜分析法硏究發(fā)現(xiàn)蘇格蘭某森林沼澤泥炭的光譜與其pH值、灰分、總氮有較大相關(guān)性，且與微生物量和脂肪酸有一定相關(guān)性問。PaulGeladi籌運用圖彖分析法研究了5種泥炭在7種不同處理的方式下，21種不同粒徑犬小的泥炭的脫水作用［⑹。此外，人們對泥炭的燃燒特征、燃燒吋的造渣能力、運輸過程屮的白加熱及低溫下的氧化均進行了實驗研究。2.2泥炭屮特殊物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化泥炭屮的特殊元索指泥炭中富集或外界