泥炭化作用
泥炭化作用
土壤类型的多样性大大增强了不同土地的多样性，而泥炭化作用可以提供土壤
的高质量特性，受到众多园林观赏植物的欢迎。
泥炭化作用是由有机物质和微生物在适当条件下形成，例如，在经历适当潮湿、高温和低空气压等条件下，藉由细菌和真菌的活动，将原有有机物质变成一种特殊的稳定有机物，即泥炭。
经过泥炭化作用后，土壤中出现了三种有机质，分别是泥炭颗粒、腐殖质和有
机酸质，特别是泥炭颗粒，它是一种可大饱和的有机颗粒，具有气孔空隙大的特性，可以有效提高土壤的含水量和通气性，并将可溶性大的矿化营养元素，如氮、磷、钾等供给给植物，植物的生长发育更加有利。
除此之外，泥炭还具有吸附有害物质和抑制有害微生物的功能，提高土壤的抗
逆性，使土壤安全而稳定，从而控制植物害虫，有效减少农药的使用，保护土壤环境，让植物免受有害物质的污染，对园林观赏植物的健康大有裨益。
总的来说，泥炭化作用可以提高土壤的质量，改善土壤的结构，活化土壤的代
谢活性，提高土壤的含水量，提供矿物质和有机酸，增强抗逆性，吸附有害物质，改善现代园林观赏植物的健康状况，从而有效保护人类空气、水源和生态环境，实现绿色节能减排，提高生活质量。
第二章 泥炭化作用和腐泥化作用
第二章 §2 残植化作用
4.异地残植煤
残植煤的形成也有异地生成的方式。如在 泥炭被搬运过程中，大部分凝胶化组分和丝碳 化组分被破坏，而稳定组分相对得以富集，从 而形成残植煤。
第二章 §2 残植化作用
1
2
图2-3 异地生成的残植煤（据煤田地质学，邹常玺等主编，1989） 1-稳定组分集中的泥炭层；2-受到剥蚀的泥炭层
第二章 §1 泥炭化作用
二、泥炭的积累速度 泥炭的积累与大气和土壤的温度密切有关。 首先，温度影响植物的生长速度和生长量；其 次，温度影响微生物的繁殖和活动，从而影响 植物死亡后的分解速度。
第二章 §1 泥炭化作用
陆上土壤中有 机质的破坏 沼泽条件下有 机质的破坏
有机物的生长
0
5
10
15
20
25
第二章 §3 腐泥化作用
3.腐泥化作用的产物 腐泥化作用的产物主要是富含水分的有机 软泥---腐泥。 (1)气态产物:在腐泥化过程中，形成的气态 产物主要有CH4、NH3、N2O、N2、H2S和CO2。 (2)富含氢的液态或固态沥青质物质—源岩。
第二章 §3 腐泥化作用
4.腐泥化作用的程度不同形成不同的煤岩组分 腐泥化作用的程度不同，形成腐泥的原始 物质的腐解程度亦不尽相同，有的保存或部分 保存原生的低等植物组织形态或结构，有的则 被彻底分解，形成的腐泥煤其显微组分的特征 也不相同。
第二章 §4影响泥炭成分 和性质的因素
二、营养供应
沼泽根据对植物所需的营养供应分为滋育的，中 滋育的和低滋育的三种类型，其所形成的泥炭相应地 称为富营养型泥炭，中营养型泥炭和贫营养型泥炭。
第二章 §4影响泥炭成分 和性质的因素
东北各类泥炭化学组成比较表（绝对干燥物质）
煤化学概念
煤化学coal chemistry研究煤的成因、组成、性质、结构、分类和反应，以及它们之间关系的一门学科，它同时阐明煤作为燃料和原料利用中的一些化学问题，是煤化工的理论基础。
煤的成因包括下列过程：①泥炭化作用。
当高等植物遗体在沼泽中堆积，在有水存在和微生物参与下，经过分解、化合等复杂的生物化学变化，形成泥炭(泥煤)。
泥炭化阶段主要是植物残骸的菌解过程。
当原始物质为低等植物和浮游生物时则形成腐泥，称为腐泥化作用。
②成岩作用。
当地壳下沉时，泥炭和腐泥的上部为沉积物所覆盖，在温度、压力的影响下，经过压密、脱水、胶结和其他化学变化，分别变为褐煤和腐泥煤。
③变质作用。
由于地壳的运动，褐煤层上部顶板逐渐加厚，受地压、地温增高的影响，经过复杂的物理化学作用，促使煤质变化，由褐煤变成烟煤、无烟煤。
成岩和变质是煤化作用的两个阶段。
按成煤的原始物质不同可将煤分为腐植煤、腐泥煤、腐植腐泥煤和残植煤。
腐植煤由高等植物所形成，包括泥炭（泥煤）、褐煤、烟煤、无烟煤，其探明储量和产量均占各类煤的主要地位。
腐植煤中以角质层、树脂、孢子、花粉等稳定组分为主的称残植煤。
腐泥煤主要由藻类和浮游生物等形成，如藻煤、胶泥煤。
油页岩则是一种含矿物质高的腐泥煤。
腐植腐泥煤的原始物质，既有高等植物，也有低等植物，如烛煤。
煤的组成煤是由多种结构形式的有机物（或称煤素质），与少量种类不同的无机物（或称矿物质）组成的混合物。
煤的组成通常指煤的岩相组成和化学组成。
岩相组成煤由各种类型的煤岩组成。
每种类型的煤岩又由各种煤素质所构成。
用肉眼或放大镜观察，可以区分煤中的宏观煤岩成分，一般分为镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。
将煤制成薄片或光片，用显微镜在透射光或反射光下观察显微煤岩组分，有机显微煤岩组分（煤素质）可分为: ①镜质组分，或称凝胶化组分，它来源于植物的木质部分，同其他组分相比，它是均质的，是构成煤有机质的主要部分; ②丝炭化组分，又称惰性组分，是植物埋没过程中木质纤维组织受到氧化和炭化后保留下的部分，对化学作用和热具有惰性;③稳定组分，包括植物残存的花粉、孢子、角质层、木栓、树皮、树脂质较多的部分，是化学稳定性较强的组分。
泥炭化、潜育化、草甸化、白浆化的区别与联系
泥炭化、潜育化、草甸化、白浆化的区别与联系泥炭化、潜育化、草甸化以及白浆化是指不同的湿地土壤类型，在湿地形成过程中所发生的变化。
下面将详细介绍它们之间的区别与联系。
一、泥炭化泥炭化是湿地土壤中含有高浓度有机物质（如腐殖质）的过程。
在泥炭化的过程中，水分被固定（不存在排水）并降低了土壤中氧气的浓度，导致水分和氧气无法充分进入土壤中。
这也是为什么泥炭化湿地中常常保存有大量的植物遗骸的原因。
泥炭化的土壤是由经年累月的植物残渣堆积而成，这些残渣在湿地环境中非常缓慢地分解。
由于氧气进入土壤的难度很大，常含有较高浓度的酸性物质，这也是泥炭化湿地通常呈酸性的原因之一。
泥炭化湿地对生物多样性的保护至关重要，它们是大量珍稀物种的栖息地。
泥炭是一种天然的碳库，它能够储存大量的碳，减缓全球变暖的速度，因此具有重要的生态功能和环境意义。
二、潜育化潜伏化是泥炭化的一个较早阶段，是指湿地中土壤的有机物质开始增加，但尚未达到泥炭化的程度。
在潜伏化的过程中，湿地土壤中的有机物质开始逐渐堆积，逐渐增加湿地土壤的水分保持能力和养分含量。
潜伏化湿地内的土壤具有较高的有机物质含量，但尚未产生明显的压实和酸化现象。
这种湿地状况通常是由降雨和植物残渣的共同作用形成的。
潜伏化湿地对生物多样性的保护也是至关重要的，它们通常是大量鸟类、昆虫和其他多种生物的栖息地。
三、草甸化草甸化是指湿地中土壤含水量较高，但尚未形成明显的泥炭或潜伏化土壤的过程。
草甸是一种湿地生态系统，需要充足的水源来供给植物生长和维持湿润的环境。
在草甸化湿地中，土壤通常很肥沃，富含养分，并且排水较好。
这使得草甸湿地成为适宜草本植物生长的环境。
草甸湿地通常被各种各样的草本植物占据，如芦苇、红树、香蒲等。
草甸湿地对水质的净化和水文循环的调控具有重要作用。
它们能够吸收并过滤水中的营养物质和污染物，减少水体中的氮、磷等营养物质的浓度，从而改善水质。
四、白浆化白浆化是湿地中土壤含水量高而产生的土壤异常，土壤变得非常湿润，甚至呈现出泥浆状态。
煤化学复习重点总结
第二章煤的生成一、腐植煤的成煤作用过程1、从植物死亡，堆积到转变为煤经过一系列复杂的演变过程，此过程称为成煤作用。
成煤作用可划分为两个阶段：即泥炭化作用和煤化作用。
（1）泥炭化作用：高等植物残骸在泥炭沼泽中，经过生物化学和地球化学作用演变成泥炭的过程。
（2）煤化作用：泥炭在以温度和压力为主的作用下变化为煤的过程。
2、煤化作用包括成岩作用和变质作用两个连续的过程。
在温度和压力影响下，泥炭进一步变为褐煤（成岩作用），再由褐煤变为烟煤和无烟煤（变质作用）。
褐煤影响煤变质的因素主要有温度、压力和时间。
第三章煤岩学一、煤岩学研究方法分为宏观研究法和微观研究法。
宏观方法：肉眼或放大镜观察；微观方法：用显微镜研究；二、煤的显微组分，按其成因和工艺性质的不同可分为镜质组、壳质组、惰性组三大类，研究煤结构时一般采用镜质组作为研究对象。
第四章煤的结构一、煤的结构包括大分子结构和物理空间结构。
1、煤大分子结构：多个相似的“基本结构单元”通过桥键连接而成的，这种基本结构单元分为分规则和不规则两部分。
（1）规则部分由几个或十几个苯环、脂环、氢化芳香环及杂环（含氮、氧、硫等元素）缩聚而成，称为基本结构单元的核或芳香核。
（2）不规则部分是连接在核周围的烷基侧链和各种官能团（含氧、硫、氮官能团）；含氧官能团：羟基、羧基、羰基、甲氧基、醚键；含硫官能团：硫醇、硫醚、二硫醚、硫醌、杂环醚；含氮官能团：六元杂环、吡啶环、喹啉环；2、煤结构模型的分为化学结构模型和物理结构模型。
化学结构模型：Fuchs Given、Wiser、本田、Shinn结构模型等；物理结构模型：Hirsch模型、交联模型、两相模型、单相模型；二、煤大分子结构的现代概念1、煤是三维空间高度交联的非晶质的高分子缩聚物；2、结构单元的核心是缩合芳香核；3、结构单元的周边有不规则部分；4、结构单元之间由桥键连接；5、氧、氮、硫的存在形式；6、低分子化合物；7、煤化程度对煤结构的影响第五章煤的工业分析和元素分析一、煤是由无机组分和有机组分组成。
煤化学知识点
第一章煤的种类、特征与生成1、泥炭化作用泥炭化作用就是植物物质经受生物化学分解及合成的复杂的过程。
最终形成泥炭的作用、属性:泥炭化作用也就是—种植物物质的生物化学分解作用,它与水解作用、氧化与还原作用有关。
条件:泥炭化作用发生于覆水地区的水位以下,即与大气局部沟通的状态下。
泥炭化作用的直接产物除了泥炭以外,分解出的气态产物有二氧化碳、水、沼气与少量氮。
泥炭化过程的生物化学变化大致可分儿两个阶段;第一阶段:植物残骸中的有机化合物经过氧化分解、水解,转化为简单的化学性质活泼的化合物;第二阶段: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。
1、1 凝胶化作用(一)概念与条件:1、概念:凝胶化作用:指植物的主要组成部分在泥炭化过程中经过生物化学变化与物理化学变化,形成以腐植酸与沥青质为主的要成分的胶体物质(凝胶与溶胶)的过程。
2、条件:凝胶化作用的条件:①较为停滞的、不太深的覆水条件下,②弱氧化至还原环境,③在厌氧细菌的参与、植物的木质纤维组织一方面进行生物化学变化,一方面进行胶体化学变化,二者同时发生与进行导致物质成分与物理结构两方面都发生变化。
1、2 丝炭化作用(1)概念:植物的木质纤维组织在泥炭沼泽的氧化环境中,受到需氧细菌的氧化作用,产生贫氢富碳的腐殖物质,或遭受“森林火灾”而炭化成木炭的过程。
产物为丝炭,依成因分为氧化丝质体与火焚丝质体。
2、根据形成煤炭的物质基础划分煤炭的类型称为成因类型。
(1)腐植煤 Humic Coal:由高等植物经过成煤过程中复杂的生化与地质变化作用生成。
(2)腐泥煤 sapropelite:主要由湖沼或浅水海湾中藻类等低等植物形成。
储量大大低于腐植煤,工业意义不大。
(3)残植煤 liptobiolite:由高等植物残骸中对生物化学作用最稳定的组分(孢子、角质层、树皮、树脂)富集而成。
(4)腐植腐泥煤humic-sapropelic coal:由高等植物、低等植物共同形成的煤。
泥炭化作用和腐泥化作用
第一阶段，植物遗体中的有机化合物，经过氧化 分解和水解作用，转化为简单的化学性质活泼的化 合物； 第二阶段，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。这一过 程称为腐植化作用。
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二、泥炭化作用（重点）
植物转变为泥炭后，植物中含有的蛋白质在泥炭中
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均匀镜质体
江 苏 徐 州 张 小 楼， P22 ， 下 石 盒 子 组 煤 层， 透 射 光。
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当凝胶化作用进行的十分强烈，植物的细胞结构完全消失，形 成了均匀的凝胶化物质，转变成煤后即成为无结构镜煤体。
贡献程度，还存在不同认识。
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二ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ泥炭化作用（重点）
4、泥炭沼泽有机组分：
➢ 腐植酸：是泥炭沼泽中的主要成分； ➢ 沥青质：合成作用形成，也可以由树脂、蜡质、孢
粉质转化而来； ➢ 未分解或未完全分解的纤维素、半纤维素、果胶质
和木质素； ➢ 变化不大的稳定组分：如角质膜、树脂、孢粉等。
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三、凝胶化作用（重点）
（3）木质素中有甲氧基官能团，具有芳烃特征，抵抗分解能力 较强，只有在菌类和其他微生物作用下分解。
（4）脂肪分解成甘油和较复杂的脂肪酸，在菌类及细菌活动下 可在分解成简单的脂肪酸、 CO2和H2O,也可分解出沼气。
（5）蜡质、树脂等抵抗化学和微生物的分解作用能力最强。
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二、泥炭化作用（重点）
2）生物化学合成作用
消失了，木质素、纤维素等在泥炭中很少，而产生 了植物中没有的大量腐植酸。
元素组成中，泥炭的碳含量比植物增高，氮含量有
所增加，而氧含量减少。说明泥炭化过程中，植物 的各种有机组分发生了复杂的变化，变成新的产物 。这些产物的组分和性质与原来植物的组分和性质 是不同的。
煤化学
1.煤的形成过程泥炭化作用过程和煤化作用。
图示如下：2.煤化程度由低到高依次是：褐煤、烟煤（长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤）、无烟煤。
3.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。
4.泥炭的有机组成:腐植酸,沥青质，未分解的纤维素，半纤维素,果胶质,木质素5.成岩作用阶段:在上覆沉积物的压力下,泥炭发生了压紧,失水，胶体老化，团结等一系列的变化，微生物的作用逐渐消失，取而代之的是物理化学作用，泥炭变成了致密的岩石状的褐煤6.变质作用阶段:碳含量明显增加，氧含量迅速减少，腐植酸也迅速减少并很快消失，褐煤逐渐转化成为烟煤。
7.变质作用的三种类型:岩浆变质作用,深成变质作用,动力变质作用8.变质作用的因素:温度，时间，压力9.希尔特定律:指同一煤田大致相同的构造条件下，随着煤层的埋深的增加，煤的挥发分减少，变质程度增加第二章课后习题1.煤是由什么物质形成的？P6答：植物2.成煤植物的主要化学组成是什么,他们各自对成煤的贡献有哪些？答:糖类及其衍生物,木质素,蛋白质,脂类化合物3.什么是腐植煤?什么是腐泥煤?答:高等植物☞腐植煤,低等植物腐泥煤5.泥炭化作用、成岩作用和变质作用的本质是什么？P22、P25、P26答：泥炭化作用是指高等植物残骸在泥炭沼泽中，经过生物化学和地球化学作用演变成泥炭的过程。
成岩作用：泥炭在沼泽中层层堆积，越积越厚，当地壳下沉的速度超过植物堆积速度时，泥炭将被黏土、泥砂等沉积物覆盖。
无定形的泥炭在上覆无机沉积物的压力作用下，逐渐发生压紧、失水、胶体老化硬结等物理和物理化学变化，转变为具有岩石特征的褐煤的过程。
变质作用：褐煤沉降到地壳深处，受长时间地热和高压作用，组成、结构、性质发生变化，转变为烟煤和无烟煤的过程。
6.影响煤质的成因因素答:成煤物质,成煤环境，成煤作用7.什么是煤层气？答:煤层气是储存在煤层中以甲烷为主要成分，以吸附在煤基质颗粒表面为主，部分游离在煤空隙中的烃类化合物第三章（煤的结构）1.煤的有机质是由大量相对分子质量不同,分子结构相似，但又不完全相同的相似化合物组成的混合物2.煤的大分子是由多个分子结构相似的基本机构单元通过乔建链接，这些基本结构单元类似于聚合物的聚合单元，分为规则部分和不规则部分，规则部分主要是各种环，成为基本结构单元的核,或芳香核, 不规则部分是链接在核周围的烷基侧链，和各种官能团3.随着煤化程度的提高,构成核的环数增多,周围的官能团减少4.煤的结构基本参数:芳碳率,芳氢率,芳环率5.芳碳率:指煤的基本结构单元中属于芳香族结构的碳原子与总的碳原子之比6.芳氢率:指煤的基本结构单元中属于芳香族结构的氢原子与总的氢原子之比7.芳环数:指煤的基本结构单元中芳香环数的平均值第三章课后习题1.煤分子结构单元是如何构成的？结构单元间是怎样构成煤的大分子的？答：结构单元类似于聚合物的聚合单元，分为规则部分和不规则部分，规则部分主要是各种环，成为基本结构单元的核,或芳香核, 不规则部分是链接在核周围的烷基侧链，和各种官能团结构单元通过乔建链接成煤的大分子结构2.煤分子中有哪些官能团答:含氧官能团（羟基，羧基，羰基，甲氧基，醚键），含硫官能团（硫醇）含氮官能团（氨基）3.研究煤分子结构的方法有哪些？P45答：煤结构的研究方法主要有三类：物理研究法、化学研究法和物理化学研究法。
2泥炭化作用和腐泥化作用讲解
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第四节 泥炭成分、性质的影响因素
植物群落 营养供应 介质的酸度 介质的氧化还原条件
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第四节 泥炭成分、性质的影响因素
一、植物群落
植物是成煤的原始质料，因此植物群落不同就会影响泥 炭的性质。 1、木本植物构成的森林沼泽：由于植物本身富含木质纤维 组织，在其他条件适合时就容易形成凝胶化物质较多的泥 炭。－
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一、泥炭化作用（重点）
3）腐植化作用
是泥炭化过程较为重要的作用，它不是一种生物 作用，而是在泥炭表面或近表面的泥炭形成层中， 由缓慢的氧化作用所引起的一种化学作用，其结果 是腐植物质的形成。
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一、泥炭化作用（重点）
4、泥炭沼泽有机组分：
➢ 腐植酸：是泥炭沼泽中的主要成分； ➢ 沥青质：合成作用形成，也可以由树脂、蜡质、
条件: 发生于覆水地区的水位以下，即与大气局部沟通
的状态下。泥炭化作用的直接产物除了泥炭以外，分解
出的气态产物有二氧化碳、水、沼气和少量氮。
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一、泥炭化作用（重点）
2、 泥炭沼泽表层又称为泥炭形成层：植物的氧化分解
和水解作用主要是在泥炭沼泽表层进行。 ➢ 泥炭沼泽表层含有大量微生物，随深度变化喜氧细
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二、凝胶化作用（重点）
3、凝胶化作用的产物 凝胶化作用进行的强烈程度不同:产生了形态和结 构不同的凝胶化物质。 (1)如果植物组织的细胞壁在变化过程中只发生了 微弱的膨胀，则植物的细胞组织仍能保持规则的排列 ，细胞腔明显。 (2)凝胶化作用的程度不同，产生的凝胶化物质的 结构和形态亦不同，再经过煤化作用的转化，则形成 不同的显微组分。
泥炭化作用和腐泥化作用72页PPT
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
泥炭化作用和腐泥化作用
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
成煤过程 煤的泥炭化作用(煤化学课件)
因此，泥炭的主要特征是碳水化合物含量很高 泥炭除含有碳水化合物外，还含有腐植酸。 泥炭具有胶体的特征，能将水吸入其微孔结构而本身并不
膨胀。 泥炭可用作锅炉和煤气发生炉的燃烧，也可进行低温干馏，
以制取人造液体燃料和多种化工原料。 泥炭中的腐殖酸可做腐植酸肥料。
成煤植物经过泥炭作用形成的泥炭，呈棕褐色或黑褐色的 不均匀物质，含有大量的水分，达70%～90%。
开采出来的泥炭经过自然干燥，其水分可降至25%～35% 干燥后的泥炭为棕褐色或黑褐色的土状碎块，其真密度为 1.29～1.61g/cm3，经风干后泥炭的体积约缩小40%。
泥炭中含有大量未分解的植物组织，如根、茎、叶等残留 物，有时肉眼就可以看出来。
4、泥炭的有机组成主要以下几个部分： (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，溶于碱性溶液而呈黑色，是 一种无定形的高分子胶体，能吸水而膨胀。 (2) 沥青质：
由合成作用形成的，也可以由树脂、蜡质、孢粉质等转化 而来。沥青质溶于一般的有机溶剂。 (3) 未分解或完全分解的纤维素、半纤维素、果胶质和木质素 (4) 变化不多的稳定组分，如角膜、树脂和孢粉等。
细菌分解纤维素的微生物种类很多，如需氧性细菌通过纤维 素酶的催化作用，把纤维素水解成二氧化碳和水。
细菌分解
(C6H10O5)n+ nH2O
nC6H12O6（单糖）
C6H12O6 + 6O2
6CO2↑ + 6H2O + 热量（放热）
当环境逐渐转化为缺氧时，纤维素、果胶质又在厌氧性细 菌作用下产生发酵作用，形成甲烷、二氧化碳、氢气、丁酸、 醋酸等中间产物，参与泥炭化作用。
煤的泥炭化作用