煤的形成-研发.ppt

1 泥炭化作用peatification 1.1 泥炭化作用的概念： 高等植物死亡后，在生物化学作用下，变成泥炭的过程称为泥炭化作用。 在这一阶段，植物首先在微生物作用下，分解和水解为分子量较小的性质活泼的化合物，然后小分子化合物之间相互作用，进一步合成新的较稳定的有机化合物，如腐植酸、沥青质等。 1 泥炭化作用peatification 1.2 泥炭化作用的过程：分两个阶段 第—阶段：多氧条件下 植物遗体暴露在空气中或在沼泽浅部的多氧条件下，由于喜氧细菌和真菌等微生物的作用，植物遗体中的有机化合物，经过氧化分解和水解作用。一部分被彻底破坏，变成气体和水；另一部分分解为简单的化学性质活泼的化合物，它们在一定条件下可化合成为腐植酸，而未分解的稳定部分则保留下来。 1 泥炭化作用peatification 第二阶段：缺氧条件下  在沼泽水的覆盖下，出现缺氧条件，喜氧微生物被厌氧细菌所替代。分解产物相互作用，进一步合成新的较稳定的有机化合物，如腐植酸、沥青质等。这两个阶段不是截然分开的，在植物分解作用进行不久，合成作用也就开始了。 1.3 植物经泥炭化作用成为泥炭，在两方面发生巨大变化： （1）组织器官（如皮、叶、茎、根等）基本消失，细胞结构遭到不同程度的破坏，变成颗粒细小、含水量极大、呈胶泥状的膏状体－－泥炭；（2）组成成分发生了很大的变化，如植物中大量存在的纤维素和木质素在泥炭中显著减少，蛋白质消失，而植物中不存在的腐植酸却大量增加，并成为泥炭的最主要的成分之一，通常达到40%以上。 1 泥炭化作用peatification 表2—6 植物与泥炭化学组成的比较 ? 元素组成，% 有机组成，% 植物与泥炭 C H N O+S 纤维素 半纤维素 木质素 蛋白质 沥青 腐植酸 莎草 47.20 5.61 1.61 39.37 50.00 20~30 5~10 5~10 0 木本植物 50.15 6.20 1.05 42.10 50.60 20.30 1~7 1~3 0 桦川草本泥炭 55.87 6.35 2.90 34.97 19.69 0.75 0 3.50 43.58 合浦木本泥炭 65.46 6.53 1.20 26.75 o.89 0.39 0 0 42.88 1.4 泥炭化作用中微生物的活动 1.4.1 泥炭的分层 泥炭层的垂直剖面，分为氧化环境表层、中间层及还原环境底层。 1 泥炭化作用peatification 氧化环境层 过渡层 还原环境层 1.4 泥炭化作用中微生物的活动 1.4.2 各泥炭层中的微生物特性 泥炭表层空气流通，温度高，又有大量有机质，有利于微生物的生存。在1g泥炭中含有微生物几百万个至几亿个。如在低位泥炭沼泽的表层，含有大量喜氧性细菌、放线菌和真菌，而厌氧性细菌数量较少。植物的氧化分解和水解作用，主要是在泥炭沼泽表层进行，因而泥炭沼泽表层又称为泥炭形成层。 1 泥炭化作用peatification 1.4 泥炭化作用中微生物的活动 1.4.2 各泥炭层中的微生物特性 泥炭表层以下，随着深度的增加，喜氧细菌、真菌和放线菌的数目减少，而厌氧细菌活跃，它们利用了有机质的氧，留下富氢的残留物。在微生物的活动过程中，植物有机组分一部分成为微生物的食料，另一部分则被加工成为新的化合物。 若条件适宜，植物会被完全分解成为气体和液体而流失，不能形成煤炭。但实际上，在泥炭沼泽中，植物中的化合物会转化、保留下来成为煤炭，原因是： 1 泥炭化作用peatification （1） 泥炭沼泽水的覆盖，使正在分解的植物遗体逐渐与大气隔绝，进入弱氧化或还原环境。 （2）微生物要在一定的酸碱度环境中才能正常生长。在泥炭化过程中，植物分解形成酸性产物，使沼泽水变为酸性，则不利于喜氧细菌的生存。所以泥炭的酸度越大，细菌越少，植物的结构就保存得越完好。 （3） 有的植物本身就具有防腐和杀菌的成分，如高位沼泽泥炭藓能分泌酚类，某些阔叶树有丹宁保护纤维素，某些针叶树含酚，并有树脂保护纤维素，都使植物不致遭到完全破坏。 1.5 泥炭的组成 泥炭主要由有机物、矿物质和水组成，其中含水量70%～90%，矿物质含量随泥炭产地不同差异很大，有机物的组成包括一下几个部分： （1）腐植酸：它是泥炭中最主要的成分。腐植酸是高分子羟基芳香羧酸所组成的复杂混合物，具有酸性，溶于碱性溶液而呈褐黑，它是一种无定形的高分子胶体，能吸水而膨胀。 1 泥炭化作