Сапропель

Сапропель — это донные отложения пресноводных водоёмов, образующиеся из остатков водных организмов (планктона, бентоса), высшей водной растительности и микроорганизмов в условиях анаэробного разложения при низкой температуре и недостатке кислорода. Представляет собой сложное органоминеральное вещество, которое по своему составу и свойствам отличается от обычного ила и торфа.

Происхождение и образование

Сапропель (от греч. σαπρός — «гнилой» и πηλός — «ил», «грязь») формируется в озёрах, старицах рек, прудах и других стоячих водоёмах с замедленным водообменом. Процесс накопления сапропеля происходит на протяжении сотен и тысяч лет. Основными источниками органического вещества являются:

• Фитопланктон (диатомовые, зелёные, сине-зелёные водоросли) — главный поставщик органики.
• Зоопланктон и бентосные организмы (рачки, личинки насекомых, черви).
• Высшая водная растительность (рдесты, элодея, кувшинки, тростник) — их отмершие части оседают на дно.
• Микроорганизмы (бактерии, грибы, актиномицеты), участвующие в разложении и трансформации органического вещества.

В анаэробных условиях (без доступа кислорода) при низких температурах (обычно ниже 10 °C) разложение органики замедляется, что приводит к накоплению неразложившихся компонентов — липидов, белков, углеводов, лигнина, а также минеральных частиц, приносимых с водосбора. В результате образуется коллоидная масса, богатая гумусовыми веществами, биологически активными соединениями и микроэлементами.

Состав и свойства

Сапропель — многокомпонентная система, состав которой варьируется в зависимости от типа водоёма, глубины, климатических условий и геохимической обстановки. В среднем, в сухом веществе сапропеля содержится:

• Органическое вещество: 40–90 % (гуминовые кислоты, фульвокислоты, битумы, углеводы, лигнин, аминокислоты, витамины, ферменты, гормоны).
• Минеральная часть: 10–60 % (кремнезём, кальций, магний, железо, фосфор, калий, сера, микроэлементы — цинк, медь, марганец, кобальт, йод, бром, молибден).
• Вода: в естественном состоянии влажность достигает 90–97 %.

Ключевые физико-химические свойства:

• Высокая влагоёмкость и коллоидная структура.
• Сорбционная активность — способность поглощать и удерживать ионы металлов, токсины, радионуклиды.
• Биологическая активность — содержит природные антибиотики, стимуляторы роста, витамины группы B, D, E, каротиноиды.
• Реакция среды: от слабокислой (pH 5–6) до нейтральной и слабощелочной (pH 7–8) в зависимости от состава.

Классификация

По преобладающему компоненту органического вещества сапропели делят на несколько типов:

По происхождению и условиям залегания выделяют:

• Озёрный сапропель — наиболее распространённый, залегает в виде слоёв мощностью от 0,5 до 10–15 м.
• Прудовый — образуется в искусственных водоёмах, часто с повышенным содержанием органики.
• Речной (старичный) — встречается в отшнурованных участках рек, отличается высокой зольностью.

Месторождения и добыча

Основные запасы сапропеля сосредоточены в озёрах России, Беларуси, Украины, Казахстана, Прибалтики, Финляндии, Канады. В России крупнейшие месторождения находятся в:

• Ленинградской области (озёра Карельского перешейка);
• Новгородской, Псковской, Тверской областях;
• Уральском регионе (Челябинская, Свердловская области);
• Сибири (озёра Алтайского края, Новосибирской, Омской областей);
• Дальнем Востоке (Приморский край, Хабаровский край).

Добыча сапропеля ведётся гидромеханическим способом (земснарядами, насосами) или экскаваторами после осушения водоёма. Извлечённая масса обезвоживается, сушится и перерабатывается в зависимости от целевого назначения. В России ежегодно добывается около 1–2 млн тонн сапропеля (по данным на 2020-е годы), однако значительная часть запасов остаётся невостребованной.

Применение

Сельское хозяйство

Сапропель широко используется как органическое удобрение и почвоулучшитель. Благодаря высокому содержанию гумуса, микроэлементов и биологически активных веществ, он:

• Повышает плодородие почв (особенно песчаных, подзолистых, торфяных);
• Улучшает структуру почвы, влагоудержание и аэрацию;
• Стимулирует рост корневой системы и развитие растений;
• Увеличивает урожайность зерновых, овощных, плодово-ягодных культур на 20–40 %;
• Снижает содержание нитратов и тяжёлых металлов в продукции.

Применяется в чистом виде (внесение в почву, компостирование) или в составе органоминеральных смесей. Норма внесения — от 5 до 50 т/га в зависимости от типа почвы и культуры.

Животноводство и птицеводство

Сапропель добавляют в корма сельскохозяйственных животных и птиц как витаминно-минеральную добавку. Он:

• Улучшает обмен веществ, пищеварение;
• Повышает привесы, яйценоскость, молочную продуктивность;
• Укрепляет иммунитет, снижает заболеваемость;
• Улучшает качество шерсти, пуха, пера.

Используется в виде сухого порошка или пасты. Дозировка — 1–5 % от сухого вещества корма.

Медицина и косметология

В бальнеологии сапропель применяется как лечебная грязь (пелоид) для грязелечения. Показания:

• Заболевания опорно-двигательного аппарата (артриты, артрозы, остеохондроз);
• Кожные болезни (псориаз, экзема, акне);
• Гинекологические и урологические воспалительные процессы;
• Нервные расстройства, стресс, бессонница.

В косметологии сапропель входит в состав масок, кремов, обёртываний — оказывает противовоспалительное, регенерирующее, омолаживающее действие. Содержит природные антиоксиданты и стимуляторы синтеза коллагена.

Экология и промышленность

• Рекультивация земель — сапропель используют для восстановления нарушенных почв (карьеров, отвалов, полигонов).
• Очистка водоёмов — добыча сапропеля является частью мероприятий по эвтрофикации озёр (удаление избытка органики).
• Строительство — в некоторых регионах сапропель применяют как добавку в строительные смеси для теплоизоляции (сапропелит).
• Химическая промышленность — из сапропеля получают гуминовые кислоты, битумы, воски, кормовые дрожжи.

Экологические аспекты

Добыча сапропеля может оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на экосистему водоёма. С одной стороны, удаление избыточных донных отложений способствует очищению озера, восстановлению кислородного режима и улучшению качества воды. С другой стороны, интенсивная добыча без соблюдения технологий ведёт к:

• Нарушению донных биоценозов;
• Взмучиванию и загрязнению воды;
• Изменению гидрологического режима;
• Уничтожению нерестилищ рыб.

Поэтому в России добыча сапропеля регулируется законодательством (Водный кодекс РФ, Закон «О недрах») и требует получения лицензии, проведения экологической экспертизы и рекультивации нарушенных земель.

Интересные факты

• Сапропель иногда называют «озёрным торфом», хотя по составу он значительно богаче биологически активными веществами.
• В озёрах Карелии и Финляндии мощность сапропелевых отложений достигает 20–30 м, а возраст — до 10–12 тысяч лет.
• В XIX веке сапропель использовали как топливо (сапропелевый уголь) в некоторых регионах России.
• В 2020-х годах в России разработаны технологии получения из сапропеля биогумуса, кормовых добавок и медицинских препаратов.

Источники

• ГОСТ 27593-88 «Сапропель. Термины и определения»
• «Сапропель: свойства, добыча, применение» / под ред. А. И. Лысова, М., 2005
• «Озёрный сапропель и его использование в сельском хозяйстве» / В. А. Ковда, И. В. Якушевская, М., 1968
• «Сапропели России: ресурсы, технологии, экология» / сборник научных трудов, СПб., 2012
• «Пелоидотерапия: руководство по грязелечению» / под ред. В. В. Кирьянова, М., 2010