29.3.2013.

1

PougljenjivanjePougljenjivanjeBiokemijski i geokemijski procesiBiokemijski i geokemijski procesi

Kemijski sastav biljne tvariKemijski sastav biljne tvari

4 osnovna elementa4 osnovna elementa�� C, O, H, NC, O, H, N

6 sporednih elemenata6 sporednih elemenata�� S, P, K, S, P, K, CaCa, , FeFe, Mg, Mg

Biljna tvar je izvor većine elemenataBiljna tvar je izvor većine elemenata u u ugljenu, a pougljenjivanje je preobražaj ugljenu, a pougljenjivanje je preobražaj biljne tvari uz postupan porast sadržaja biljne tvari uz postupan porast sadržaja ugljika.ugljika.

29.3.2013.

2

Prosječni elementarni sastav Prosječni elementarni sastav biljne tvari (%)biljne tvari (%)

CC OO HH NN

NiskaNiska močvaramočvara

TrskaTrska 47,7447,74 40,3840,38 6,226,22 1,461,46

ŠašŠaš 47,9047,90 39,3739,37 5,515,51 1,641,64

BrezeBreze 49,3649,36 42,5942,59 6,286,28 1,601,60

VisokaVisoka močvaramočvara

SphagnumSphagnum 48,4548,45 42,9442,94 5,065,06 1,081,08

PinusPinus 50,1550,15 42,1042,10 6,206,20 1,051,05

Osnovni spojevi u biljnoj tvariOsnovni spojevi u biljnoj tvari1.1. Celuloza (staničevina)Celuloza (staničevina)

•• Polisaharid Polisaharid –– nastaje fotosintezomnastaje fotosintezom•• (C(C66HH1010OO55)n … O (49%), C (44%), H (6%))n … O (49%), C (44%), H (6%)•• U biljkama u kristalnom stanju, kristali mikronskih dimenzija tvore U biljkama u kristalnom stanju, kristali mikronskih dimenzija tvore

FIBRILEFIBRILE

2.2. Hemiceluloza (stanična opna)Hemiceluloza (stanična opna)•• Lakše se rastvara u kiselinama i lužinamaLakše se rastvara u kiselinama i lužinama•• Lakše se hidroliziraLakše se hidrolizira

3.3. LigninLignin•• C (63%), O (31%), H (6%)C (63%), O (31%), H (6%)•• “Cement” koji učvršćuje drvenaste dijelove biljaka“Cement” koji učvršćuje drvenaste dijelove biljaka•• Postojan i u aerobnim i anaerobnim uvjetimaPostojan i u aerobnim i anaerobnim uvjetima

4.4. Bjelančevine (najviše u listovima) Bjelančevine (najviše u listovima) •• Izvor N (19%), H (7%) i S (2%)Izvor N (19%), H (7%) i S (2%)•• U aerobnim uvjetima iz njih nastaju aminokiseline i plinoviU aerobnim uvjetima iz njih nastaju aminokiseline i plinovi•• U anaerobnim uvjetima nastaju aminokiseline i U anaerobnim uvjetima nastaju aminokiseline i huminski spojevihuminski spojevi

5.5. Lipoidi (heterogena skupina organskih spojeva)Lipoidi (heterogena skupina organskih spojeva)�� Masti, voskovi i smoleMasti, voskovi i smole

•• Prekrivaju lišće, stabla i polodove; teško se razgrađujuPrekrivaju lišće, stabla i polodove; teško se razgrađuju�� Kutin, sporopolenin, suberinKutin, sporopolenin, suberin

•• Izuzetno otporni (nalaze se neizmijenjeni 300 mil. god.)Izuzetno otporni (nalaze se neizmijenjeni 300 mil. god.)

29.3.2013.

3

Biokemijski procesiBiokemijski procesi

Odvijaju se u dva smjeraOdvijaju se u dva smjeraPotpuna razgradnja biljakaPotpuna razgradnja biljakaStvaranje nove tvari Stvaranje nove tvari –– humusne tvarihumusne tvari

UtjecajiUtjecaji�� Vrsta biljne tvari / kemijski sastavVrsta biljne tvari / kemijski sastav�� Asocijacija mikroorganizama (bakterije i gljive)Asocijacija mikroorganizama (bakterije i gljive)�� Prozračnost sredineProzračnost sredine�� pH sredinepH sredine�� Sedimentacijski uvjetiSedimentacijski uvjeti

BS1

Vrste biokemijskih procesaVrste biokemijskih procesa1.1. TRULJENJETRULJENJE

Potpuno raspadanje biljne tvari uz puno vode i zraka. Ne stvaraju Potpuno raspadanje biljne tvari uz puno vode i zraka. Ne stvaraju se gorivi produkti, samo nešto plina i mineralne soli. Mogu se gorivi produkti, samo nešto plina i mineralne soli. Mogu ostati otisci dijelova bilja i nešto voskova i smola.ostati otisci dijelova bilja i nešto voskova i smola.

2.2. HUMIFIKACIJAHUMIFIKACIJAVrenje uz nedovoljno kisika ali dosta vode. Stanična struktura se Vrenje uz nedovoljno kisika ali dosta vode. Stanična struktura se

potpuno razgrađuje, nastaju soli i potpuno razgrađuje, nastaju soli i huminskehuminske ii ulminskeulminskekiseline. Plinovi ispare i zaostaje humusna tvar.kiseline. Plinovi ispare i zaostaje humusna tvar.

3.3. TRESETIZACIJATRESETIZACIJAProces koji se odvija uz izmjenjivanje aerobnih i anaerobnih Proces koji se odvija uz izmjenjivanje aerobnih i anaerobnih

uvjeta. Vrenje se može često prekidati zbog nanašanja nove uvjeta. Vrenje se može često prekidati zbog nanašanja nove mase biljnog materijala na krovinu. Stanična struktura ostaje mase biljnog materijala na krovinu. Stanična struktura ostaje očuvana, kao i dio primarnog kemizma očuvana, kao i dio primarnog kemizma –– osobito osobito ligninlignin, , kutinkutin, , sporopoleninsporopolenin, , suberinsuberin i smole.i smole.

4.4. SAPROPELIZACIJASAPROPELIZACIJAU anaerobnim sredinama, nastaje biogeni metan i U anaerobnim sredinama, nastaje biogeni metan i polužitkapolužitka masa masa

–– sapropelsapropel (gnjili mulj) … C(gnjili mulj) … C22HH2n2n--22

Slide 5

BS1 Bit biokemijskih procesa je u tome da se složeni organski spojevi razgrađuju na jednostavnije ali kemijski vrlo aktivne koji stupaju u interakciju tako da dolazi do stvaranja novih spojeva – humusnih tvari.Bruno Saftic; 4.12.2007.

29.3.2013.

4

Biokemijski procesi i njihovi produktiBiokemijski procesi i njihovi produkti

MATIČNA MATIČNA TVARTVAR

ZRAKZRAK VODAVODA BIT BIT PROCESAPROCESA

PRODUKTPRODUKT OSOBINE OSOBINE PRODUKTAPRODUKTA

TRULJENJETRULJENJE Više biljeViše bilje PunoPuno PunoPuno Potpuna Potpuna oksidacijaoksidacija

COCO22 i Hi H2200

HUMIFIKAHUMIFIKA--CIJACIJA

Više biljeViše bilje OgraničenOgraničen StalnoStalno Spora Spora destilacijadestilacija

Humusni Humusni ugljenugljen

Trulež, humus Trulež, humus bogat Cbogat C

TRESETTRESET--IZACIJAIZACIJA

Više biljeViše bilje Izmjena Izmjena puno puno --ograničenoograničeno

Izmjena Izmjena vlažno vlažno ––ustajala ustajala vodavoda

Djelomična Djelomična oksidacija i oksidacija i potpuna potpuna redukcijaredukcija

Humusni Humusni ugljenugljen

Treset i Treset i (kasnije) lignit(kasnije) lignit

SAPROPELSAPROPEL--IZACIJAIZACIJA

Niže bilje Niže bilje (alge)(alge)

BezBez Mirna Mirna vodavoda

Redukcija i Redukcija i bituminizacijabituminizacija

SapropelSapropel Gnjili mulj s Gnjili mulj s malo C i puno malo C i puno HH

Geokemijski procesiGeokemijski procesi

Počinju po stvaranju anorganske krovine, a Počinju po stvaranju anorganske krovine, a nastavljaju se po formiranju lignitanastavljaju se po formiranju lignita

Faktori Faktori Tip matične tvari (kemijski sastav)Tip matične tvari (kemijski sastav)Pritisak Pritisak –– vertikalni i bočni (tektonski)vertikalni i bočni (tektonski)

Mijenja strukturu matične tvari, smanjuje poroznost, a time i Mijenja strukturu matične tvari, smanjuje poroznost, a time i sadržaj vodesadržaj vode

TemperaturaTemperaturaUtječe na brzinu odvijanja procesaUtječe na brzinu odvijanja procesa

Geološko vrijemeGeološko vrijeme