Шымтезек және оның қолданылатын әдістері

Шымтезек, торф – өсімдік қалдықтарының көмірге айналу сатысының алғашқы өнімі болып табылатын гумиттік жанғыш пайдалы қазба. Шымтьезек ылғалы мол, ауа жетімсіз батпақтарда түзіледі. Бұл процесс кезінде микроорганизмдердің қатысуымен биохимиялық гумиттену жүріп, қара түсті аморфты зат – гумус пайда болады. Түзілген гумус мөлшері шымтезектің ыдырау дәрежесін көрсетіп, оның басты қасиеттеріне әсер етеді. Шымтезек қалыптасу процесі 4 – 7 жылға созылады. Егер ыдырау дәрежесі төмен (25%-ға дейін) болса, Шымтезектің құрылымы талшық тәрізді, ал жоғары (50 – 60%) болғанда аморфты болып келеді. Шымтезектің түсі сарғыш қоңырдан қара-сұрға дейін өзгереді. Ылғалдықтық 75 – 95%, минералдық қоспаларының мөлш. 2 – 18%, құр-ғақ Шымтезектің қатт. Моос шкаласы бойынша 1 – 2, тығызд. 1,4 – 1,7 г/см3, кеуектілігі 70 – 80%. Құрамы (%-бен): С – 50 – 60, Н – 4,5 – 6,5, О – 31 – 40, N – 0,8 – 2,9, S – 0,1 – 1,5, жылу бөлгіштігі 5000 – 5700 ккал/кг. Қоңыр көмірге қарағанда Шымтезекте өсімдік қалдықтары (қабығы, сабағы, тамыры, жапырағы) көбірек болады әрі ылғалдылығы жоғары келеді. Шымтезек бағалы энергетик. отын болып табылады. Оның кендері Беларусь, Украина, Ресей және Балтық маңы елдерінде көп кездеседі.Шымтезек (нем. Torf) – батпақ жерлерде толық ыдырамаған өсімдік қалдықтарынан түзілетін жанғыш, пайдалы қазбалар. Құрамының -ы көміртек. Меншікті жану жылуы 24 МДж/кг. Ш-тің әлемдік қоры%50–60 шамамен 500 млрд. т.Шымтезектің ыдырау дəрежесі – гумин қышқылдарынан жəне қарашірікке айналмаған өсімдік қалдықтарының ұсақ бөлшектерінен тұратын шымтезектің құрылымы (толық ыдыраған) бөлігінің оның жалпы массасына қатынасын көрсететін сипатама.

ШЫМТЕЗЕК (ТОРФ)

Жоғары ылғалдылық пен ауа жетіспеушілік жағдайларда өсімдіктердің қалдықтарының толық ыдырамауы нәтижесінде түзілген топырақ субстратының бір ерекше түрі торфта өсетін өсімдіктер үшін экологиялық жағдайлар өзіндік ерекше ылғалды климатты аймақтарда, буланудан жауын шашын көп түсетін жерде, әсіресе рельеф пен грунт ерекшеліктерінің әсері тигеннен балшықтану үрдісі жүреді. Балшықтану себебі болатын ылғалдылық артықшылығы арнайы балшық өсімдіктерінің пайда болуына және топырақ үрдісінің ерекше бағыты - шымтезек түзілуіне әкеледі. Шымтезек - жартылай ыдыраған өсімдік қалдықтары қоспасын (ыдырау деңгейіне байланысты мөлшері әртүрлі болуы мүмкін) және аморфты масса - гумификация мен күл сияқты жемісі болып табылады. Шартты түрде шымтезектің құрамында 50%-дан көп емес минералды заттар бар делінеді. Шымтезектің түзілуінде өсу жамылғысы балшықта болатын кез келген өсімдік қатысады (өлең, қамыс бұталар), бірақ қалыпты және сондық шымтезек түзуші - сфагналық мүк. Сфагналық шымтезекті батпақтар балшықты жерлерде кеңінен таралған және өсімдіктерге экологияға қатысты өзіндік субстрат ретінде табылады. Сфагналық шымтезекті батпақта экологиялық факторлар ырғақтары әртүрлілігімен ерекшеленеді. Олардың басты ерекшеліктеріне жергілікті жердің ауа райы ерекшелігі ғана емес, басты түрде сфагнум ерекшелігімен байланысты ылғалдылықтың көптігі жатады. Тірі жасушалармен бірге сфагнумда өлі гиалинді жасушалары бар, олар үлкен капилярлылығы бар болғандықтан үлкен ылғалдылықтың сыйымдылығымен ерекшеленеді. Сфагнумның әртүрлі түрлері құрғақ күйінде салмақ бірлігіне 13-20 су бөліктерін сіңіруге қабілетті (сонымен қатар ауадағы бу тәрізді ылғалды). Сфагнум бастары әсіресе ылғалға сыйымды олар өз салмағынан 50 есе көп ылғал сіңіре алады. Тірі сфагналық жамылғы сияқты су сақтау қабілеті өлі қалдықтарда да өте жоғары. Әдетте сфагнумның ең беті кеуіп кетеді, ал судың капилярлы көтерілуі өте баяу (минералды топырақтан гөрі 3-15 есе баяу). Шымтезек гидрофильді коллоидтарды сақтайтындықтан суды жақсы сақтайды. Сонымен қатар, торфяникте жанама топырақішілік ағыны нашар. Осының барлығы үнемі болатын асқан ылғалдылыққа жағдай жасайды, нәтижесінде ауаның жетіспеушілігі байқалады, ол тыныс алу мен өсімдік тамырының сіңіру қабілетін, микроағзалар белсенділігін нашарлатады. Аэробты бактериялар ең беткі қабатта жинақталған; төменгі қабаттарда анаэробты микроағзалар аздаған мөлшерін табуға болады. Торфяникте нитрифицильді бактерия деген аса маңызды тобы мүлдем кездеспейді. Осы ерекшеліктердің барлығы органикалық қалдықтардың ыдырауын мүлдем тоқтатады, ол аяғына шейін жүріп толық емес ыдырау жемісінің жиналуына ықпал етеді. Олардың ішінде басты орынды гуминді қышқыл алады. Ол торфты қара түске бояп және балшықты суға қатысты қоңыр, таттанған болып келеді (бұрынғы Ленинград маңайындағы арықтар мен бұлақтар жанындағы балшықты массивтерга «қара бұлақ» атауы таралғаны тек емес). Олар шымтезектік субстраттар жоғары қышқылдылығын шарттайды (рН 4,0-4,5). Шымтезектің ыдырау нәтижесінде кейбір өсімдіктерге және микроағзаларға токсинді күкіртсутегі, метан - ол бұрыннан балшық газы және т.б. бөлінеді. Өсімдік қалдықтарының баяу ыдырауы биологиялық айналымға өсімдіктердің қоректену элементтерінің қайтуы дегенді білдіреді. Бұл мағынада шымтезекті балшықтар – баланстанбаған жүйе, ол органикалық массаның жиналатын бөлігінің көбін қор ретінде сақтайды. Қоректену элементтерінің маңызды бөлігі (азот қосындысы) шымтезекте өсімдіктерге жетпейтін формада болады, сондықтан өсімдіктер әсіресе, жер асты суларымен байланыспаған жоғарғы балшықтарда минералды заттардың жетіспеушілігін сезеді. Жоғарғы балшықтарда шымтезектің күлділігі – небәрі 2-4, кейбір балшықтар атмосфералық газ және тұнбадан түсетін минералды қорекпен қанағаттанады. Өсімдіктер әлемінде шымтезектер жылу ырғағына үлкен ықпалын тигізеді. Шымтезектің аз жылу өткізгіштігі (сфагналық балшықта - сфагналық жамылғының жылуды изоляциялау әрекеті) тамыр тіршілік ету аймағында температураның төмен болуына әкеледі (минералды топырақтан гөрі 2-4 ºС). Осы себептен шымтезек биіктігі күндізгі уақыттарды қатты қызуы мүмкін (30-40 ºС дейін). Өсімдіктердің шымтезекте өмір сүру факторы - торфенді субстратта үнемі көтеріліп отыруы. Сфагналық мүктердің жыл сайынғы сызықтық өсуі бірнеше миллиметр немесе сантиметрге жетеді. Мысалы, ТМД елдерінің еуропалық бөлігі (орманды зона) ол жылына 1 мм құрайды. Бұл көлем азғантай болғанымен шымтезек өсуі уақыттың ұзақ аралығында көлемінің ұлғаятыны сезіледі. Австрия мен Германия шымтезектерінде ғасырдың басында Рим императорлары бейнеленген тиындар (2000 жыл бұрынғы) 1,5 м тереңдіктен табылған. Өсімдіктер үшін шымтезектің үнемі өсіп отыруы біріншіден, тамыр жүйесінің тереңдей түсуі, оларды шымтезектің жоғарғы қабатынан азды-көпті аэрация арқылы алыстату деген сөз. Мың жылдықтар бойы осы факторлардың бірлестігі батпақты жерде өмір сүретін өсімдіктердің қатаң таралуына әсер етеді. Батпақты дала флорасы бай емес және әртүрлі географиялық аймақтарда тұрақты болып келеді. Сфагналық шымтезекті батпақта кездесетін өсімдіктер - ол сфагналық мүктер, мәңгі жасыл ксероморфты бұталы-психрофиттер «қызамықтар» және «көкбұта тәрізді» типті, жаздық жасыл жапырақ түсіретін бұташалар (талдар, тапал қайың), ксерофильді шөптер (басты түрде қияқшөптер). Ағаштардан кездесетіндер қарағай (батпақты ерекше формалары), даур балқарағай, қайың. Осы өсімдіктердің барлығы батпақ флорасында қалыптаспай мигрант ретінде – басқа өсімдік фармацияларынан келгендер. Шынымен де, олардың көбі орманда, тундрада, биік таулы аймақтарда таралған. Сфагналық батпақ өсімдіктерінің сырт пішіні, анатомиялық құрылысы және физиологиясы шымтезектің субстрат ретінде экологиялық ерекшелігінің анық көшірмесін көрсетеді. Ылғалдылықтың артықшылығына байланысты және анаэробты жағдай шымтезек қалыңдығында батпақта өсетін өсімдіктердің тамыр жүйесі ең беткі қабаттарда таралған, кейде тірі сфагналық қабықта таралады. Қарағайда тамырларының жіңішке ұшы жоғары қарай (теріс геотропизм), ауа қорына қарай өседі. Көптеген түрлерде тамырлары мен ұзын тамыршалары жақсы жетілген «желдету системасы» (жер үсті бөліктерімен ұштасқан ауа қуысы) бар. Шымтезектің тұрақты өсуі көптеген өсімдіктерде тамырларының көмілуіне сәйкес жоғары қалыптастыру қабілетін оятып, бұташаларының сабағында жанама тамырлары пайда болады. Ал тамыр сабақты астық тұқымдастарында жаңа тамырсабағы ескілерінен жоғары қалыптасады, шықшөптерде қыстайтын бүршігі мен жапырақ розеткасы жоғары орналасады. Шықшөптің сабағында орналасқан өлі розеткалар арасы арқылы шымтезектің өсу қарқынын анықтауға болады. Қарағай жаңа тамырлар түзуге қабілетсіз болғандықтан жиі көміліп қалады. Сфагналық батпақтарда минералды қоректену нашарлығы осы шарттарда өсетін жәндік қоректі өсімдіктердің пайда болуымен байланысты (ТМД елдері мен Батыс Еуропа – шықшөп түрлері, Солтүстік Америка батпақтарында – шолпан шыбынжұты). Олар топырақсыз аулау аппараттары арқылы өздеріне азот және т.б. элементтердің қорымен қамтамасыз етеді. Көптеген батпақ бұташалары (тапал қайың, көкжидек, мүкжидек, саз қазанағы т.б.) микотрофты, яғни топырақ саңырауқұлақ – микориза түзушілерімен селбесу арқасында қосымша минералды заттар қорымен қамтылған. Жалпы батпақ флорасы жақсы байқалған олиготрофтармен белгілі (өсімдіктер ұлпаларында тұз мөлшері аз және кедей субстратта да сәтті жетіле алады). Қышқылдылыққа қатысты шымтезекті батпақ өсімдіктері – анық байқалатын ацидофилдер. Тәжірибе бойынша, сфагнум ізбесті тұздардың аз ерітіндісімен суарсаңда нашарлауды сезінеді. Әдебиеттерде батпақ өсімдіктері кейде оксилофиттер деп аталады, бұл терминмен ацидофилділіктің ерекше түрін көрсете: анаэробиз және жоғары қышқылдылық пен қатты ылғалдануға шыдамдылығы болуы керек. Батпақта өмір сүретіндердің су ырғағы туралы мәселе өте күрделі. Ылғадың көп болуы кезінде оларда ксероморфты ерекшеліктері анық жапырақ құрылысы көзге түседі, мысалы: түктену, балауызды (воскті) жабын (көкжидек, аққайран), қатты кутинденген қалың эпидермис (қызамық, мүкжидек), жапырақтың эрикоидты құрылысы (көкбұта, сужидек), жіңішке жапырақ (қияқшөп, ұлпабас). Осы ерекшеліктерді бұрын шымтезектің физиологиялық құрғақтығымен түсіндірген (шынымен, ылғалдылықтың физикалық көптігі топырақ ортасының төмен температурасы, анаэробатық, токсинді заттар көптігі, осы ерекшеліктер жалпы өсімдіктерге ылғалдың жетіспеушілігін көрсетеді). Қазіргі кезде физиологиялық құрғақшылықтың басты рөлі батпақ өсімдіктерінің ксероморфты пішінінің қалыптасуында күмәнді болып отыр. Әрине, ол батпақ өсімдіктері тіршілігінде белгілі орын алып отыр, бірақ басқа да ықпалдарды алып тастауға болмайды. Сонымен, физиологиялық құрғақтық өсімдіктер өмірінде сфагналық шымтезекті батбақта басты рөлді физикалық құрғақтық кезеңдері де алады, тамыр жүйесі орналасқан сфагнумның ең беткі қабаты кепкен кезде; шымтезекте ылғалдылық көп болғанымен көпшілігі оның колоидты – байланысқан түрде болатындығын ұмытпау керек.Ол өсімдік тамырларына жетпейді (солу коэффиценті құмда 1,3%, торфта 49%). Ксероморфты құрылым қалыптасуда басты рөлді (жапырақ бетінің жетілмеуі немесе редукциясы сияқты қасиеттері) азотқа субстраттың кедейлігі алады. Басқаша айтқанда, батпақты өсімдіктердің ксероморфозы – ол көпшілігінде пейноморфоз. Кейбір батпақ өсімдіктерінің құнарлылық жағдайында өсіру тәжірибесі көрсеткендей, азотты тыңайтқыш енгізгенде, ксероморфоз кішірейеді екен. Батпақ флорасының күрделі тарихына байланысты құрылудың кейбір басқа жағдайда тіршілік еткен ата-тегінен қалған ерекшеліктерін сақтау мүмкіндігі бар: осылайша, кейбір мәңгі жасыл батпақ бұташалары бұрынғы геологиялық эпохасы флорасының жылу сүйгіш алыс ұрпақтары болып табылады. Торфяной ил (торфяная грязь), который еще называют и минерализованным торфом, в лечебной практике применяют уже давно. Химические свойства торфа определяются составом питающих его минеральных вод — гипсовых, железистых и других. Торфяные грязи состоят главным образом из гумифицированного органического вещества и растительных остатков с примесью большего или меньшего количества неорганических веществ. Существенно важным для торфолечения являются его ботанический состав, степень разложения и его зольность. От этих качеств, как пишет Г. А. Магазаник (1945), зависят лечебные свойства торфа. Ботанический состав торфяной грязи определяется характером флоры болота, в котором происходило торфообразование, а химический— составом питающих его минеральных вод. Решающее же значение при оценке торфа, как лечебного средства, имеет степень его разложения. Чем больше в торфе остатков, потерявших растительную структуру, тем степень разложения торфа больше, и, наоборот, чем больше количество неразложившихся остатков растений, тем степень разложения меньше. По степени разложения различают торф: хорошо разложившийся (60—80%), средне разложившийся (50:—60%), мало разложившийся (30—50%) и плохо разложившийся (до 30%). Имеет значение и зольность торфа, то есть соотношение между количеством органической массы и минеральных частиц. Что касается микробиологических особенностей, то в терапевтических целях важно определить общее число микробов в торфе, число и виды патогенных микробов, способность торфа адсорбировать бактерии и выживаемость в торфе патогенных бактерий. Физико-механические свойства торфа. Тепловые свойства торфа имеют особо важное значение для понимания физиологических реакций при торфолечении и для выбора наиболее рациональной методики лечения. Удельная теплоемкость торфа, то есть количество тепла, необходимое для нагревания 1 г вещества на 1°, зависит от содержания в нем воды, а именно: чем больше торф содержит воды, тем его теплоемкость больше, и наоборот (В. А. Корчагин и А. П. Орлов, 1944). Теплопроводность — это количество тепла, переносимого в 1 секунду через 1 см2 сечения при длине проводника в 1 см под влиянием разности температур на концах его. Теплопроводность торфа зависит главным образом от содержания в нем воды. Величина теплопроводности имеет в практическом торфолечении очень важное значение. Чем больше в торфе воды, тем больше его теплопроводность, и чем меньше воды в нем, а степень разложения больше, тем больше его тепло-удерживающая способность и наоборот (С. Н. Тюремнов, 1937). Теплоудерживающая способность торфяной грязи почти в 2 раза больше, чем иловой. При применении торфа с лечебной целью важное значение имеет связность его, которая зависит от ботанического состава и содержания воды. Наличие в хорошо разложившемся торфе тонких волокон значительно повышает его связность. Большое значение в лечебной практике имеет пластичность торфа, то есть способность удерживать приданную ему форму, что определяется сопротивлением сдвигу, вязкостью и липкостью торфа. Сопротивление сдвигу в торфе обычно в несколько раз меньше, чем в иловой грязи. Прибавление к торфу воды повышает сопротивление сдвигу. Что касается вязкости (внутреннее трение)—величины, характеризующей прочность структуры, то она по сравнению с иловой- грязью значительно меньше. Обычно чем больше степень разложения торфа, тем больше и его вязкость. С повышением влажности торфа и его температуры уменьшается и его вязкость (А. Д. Вадковская, 1935). И, наконец, липкость торфа, то есть сила его сцепления с поверхностью тела, обусловливается содержанием в нем воды и степенью разложения. Однако при добавлении воды липкость возрастает только до определенного предела, после чего она начинает снижаться. Степень липкости зависит главным образом от степени разложения торфа. Липкость торфа всегда меньше липкости иловой грязи. По пластичности торф уступает иловой грязи. Однако пластичность его.вполне достаточна для того, чтобы пользоваться торфом для приготовления аппликации, которая не сползала бы с тела больного. Адсорбционная способность торфа (адсорбировать бактерии) также имеет большое значение для объяснения его биологического влияния. Адсорбция присуща коллоидной фракции торфа, поэтому чем выше степень его разложения, тем выше и его адсорбционная способность. Адсорбционная способность торфа в 2—3 раза больше, чем иловой грязи (М. Д. Богопольский, 1933). Для лечебных целей обычно используют торф, который имеет большое содержание коллоидов, на что прежде всего указывает высокая степень его разложения, достаточное содержание в нем воды, обусловленное богатством сильно обводненных коллоидов, хорошая связность торфа и его пластичность, низкая засоренность и максимальная минерализация водного раствора или самого торфа. Как показала многолетняя практика, для лечебных целей годен торф, имеющий степень разложения не ниже 50%. Основным методом торфолечения является аппликационный (наложение торфа). Размер аппликации определяется величиной части тела, на которую воздействует торф.. Толщина торфяной лепешки должна быть не менее 5 см. Более тонкие лепешки остывают быстрее. Температура торфяной аппликации, продолжительность процедуры, частота и число их определяются рядом условий, среди которых важнейшие — обширность аппликации, состояние здоровья больного, характер заболевания и терапевтическая задача. Больные ослабленные, особенно при наличии у них сосудистых нарушений и вегетативных расстройств, хуже переносят процедуры торфолечения. Температура аппликаций из торфяной грязи обычно не выше 40—42°, длительность процедуры 15—20 минут. Применять торфолечение при нарушении целости кожи нельзя. Небольшие дефекты или свищевые отверстия можно изолировать кусочками липкого пластыря, что предохраняет рану или любое нарушение на коже от загрязнения. Кроме общих аппликаций, применяемых при лечении торфяной грязью, широко рекомендуются местные аппликации, ректальные и влагалищные тампоны. Температура ректальных и влагалищных тампонов обычно 45—50—55°, а продолжительность процедуры от 30 до 40—50 минут. Ректальные тампоны удаляются при де-. фекации, а влагалищные — спринцеванием 2—3%-ным раствором поваренной соли при температуре его 38—40°. После процедур обычно производится обмывание и отдых. Форма отдыха самая различная. Ниже приводятся рисунки торфяных аппликаций, наложенных на различные части тела. В гинекологической практике, ломимо аппликаций на область живота и таза в виде трусов, широко применяются методы влагалищных торфяных тампонов. Торф для влагалищных тампонов тщательно очищается от посторонних механических примесей, протирается через частое металлическое сито, с тем чтобы получилась достаточно гомогенная пластическая масса. Температура влагалищных торфяных тампонов 50—55°, продолжительность процедуры 30—50 минут. При гинекологических заболеваниях часто прибегают к методу комбинированного внутренне-наружного торфолечения, то есть введение влагалищного торфяного тампона комбинируется с наружной аппликацией торфа. Механизм действия торфолечебных процедур сходен с механизмом грязевых процедур.