giáo trình hóa học công nghệ các hợp chất hữu cơ thiên nhiên

LỜI NÓI ĐẦU.
Giáo trình HOÁ HỌC CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ THIÊN NHIÊN được
biên soạn trên cơ sở hệ thống hoá sự hình thành các hợp chất hữu cơ trong thiên
nhiên, mà chủ yếu là trong hệ thực vật, để sinh viên có khái niệm về một hệ thống
các chất hữu cơ cơ bản đang tồn tại trong thiên nhiên cũng như vai trò, tính chất
hoá lý và ứng dụng của chúng trong đời sống. Những hợp chất hữu cơ cơ bản nhất
như nước, than, dầu khí đến các thành phần cấu tạo nên thảm thực vật và hoạt tính
sinh học của chúng đã được tập hợp thành một giáo trình với năm phần gồm:
+Giới thiệu các hợp chất hữu cơ trong thiên nhiên
+Hoá học dầu béo thực vật
+Hoá học tinh dầu
+Hoá học Đường & Tinh bột
+Hoá học các chất có hoạt tính sinh học.
Trong năm phần trên, chúng tôi cố gắng cung cấp một lượng kiến thức cơ bản theo
chương trình Hoá hợp chất thiên nhiên trước đây, đồng thời cũng đưa vào những
kiến thức về công nghệ sản xuất và chế biến một số chất như : công nghệ chế biến
than bùn, công nghệ sản xuất dầu thực vật, công nghệ sản xuất tinh dầu, công nghệ
sản xuất đường, tinh bột, công nghệ sản xuất một số chất có hoạt tính sinh học,
nhằm mục đích cho sinh viên làm quen và có những kiến thức cơ bản về qui trình
công nghệ trong thực tế. Ngoài ra chúng tôi cũng bổ sung thêm những kiến thức
về hoá học xanh (biorefinery) hay công nghệ không bả thải… là những phần đã
được dạy chuyên sâu ở những môn bắt buộc để sinh viên có liên hệ khi giải quyết
một vấn đề cụ thể.
Sự tương xứng về mặt lý thuyết hoá học và công nghệ hoá học PHỤC VỤ
MỤC ĐÍCH ỨNG DỤNG, sẽ phù hợp hơn với chuyên ngành công nghệ hoá học
của khoa KHOA HỌC ỨNG DỤNG. Do thời lượng của chuyên đề không nhiều,
thời gian chuẩn bị ngắn và khả năng có hạn, giáo trình này chưa cập nhật được hết
những tài liệu của các nhà giáo có uy tín, đã nhiều năm giảng dạy chuyên sâu các
vấn đề nêu trên, nên còn nhiều hạn chế và chưa thực sự hoàn chỉnh như mong
muốn của chúng tôi, cũng như mong muốn của KHOA, rất mong sự thông cảm
của các bạn.

Ngoài những tài liệu mà chúng tôi đã sử dụng sau đây, còn một số công
trình nghiên cứu trong các lĩnh vực nói trên thông qua đề tài khoa học các cấp mà
chúng tôi và các đồng nghiệp trong các Viện nghiên cứu đã thực hiện, cũng được
sử dụng để minh hoạ thêm cho bài giảng.
Các tài liệu tham khảo chính:
[1]. Sách Die Petrolchemische Industie,
Asinger Akademie-verlag-Berlin 1971
[2]. Sách Than bùn ở Việt nam và sử dụng than bùn trong nông nghiệp.
Nhà xuất bản Nông nghiệp TPHCM-1997
[3] Sách Những cây có dầu béo ở Việt nam.Nhà xuất bản KHKT-1997
[4] Sách Kỷ thuật sơ chế và bảo quản hạt có dầu.
NXB Nông nghiệp-1982
[5] Sách Deusche Einheitsmethoden zur Untersuchung von
Fetten, Fettproducten Tensiden und verwandten stoffen.
Wissenschaftlische Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart -1984
[6] Sách Kỷ thuật ép dầu và chế biến dầu mở thực phẩm.
NXBKHKT-1993
[7] Sách Hóa học thực phẩm. NXB KHKT-2001
[8] Sách Advanced sugar chemistry
AVI Publishing Company,Inc, Westport, Connecticut-1982
[9] Sách Tinh dầu. NXB ĐHQG TPHCM-2003
[10] Sách Bài giảng dược liệu. NXB Bộ ytế& Bộ GDĐT-1998
[11]Sách điện tử. Common Fragrance and Flavor Materials
Electronic Copyreich 2001-Wiley-VCH Verlag GmbH.
Và một số tài liệu khác dưới dạng bài báo, các công trình và báo cáo khoa
học chuyên sâu mà chúng tôi có điều kiện cập nhật.
PHẦN I
GIỚI THIỆU CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ TRONG THIÊN NHIÊN
Các hợp chất cacbon từ xa xưa đã mang tên là “hợp chất hữu cơ” vì nó có
mặt trong hầu hết các cơ thể sống trên trái đất. Do khoa học chưa phát triển nên

cho đến đầu thế kỷ 18, người ta vẫn cho rằng các hợp chất hữu cơ thuộc về một
“thế lực sống” huyền bí, chỉ có trong các cơ thể sống, không tuân theo các qui
luật hoá học thông thường, nghĩa là không thể bằng con đường hoá học tạo thành
các “hợp chất hữu cơ”. Những người cổ xúy cho học thuyết này được mang tên la
tinh là “Vis vitalis- thế lực sống”, mà đại diện là nhà bác học người Thuỵ điển
Bercellius. Năm 1828, một nhà bác học người Đức tên là Veler đã tổng hợp được
một chất hữu cơ đầu tiên trong phòng thí nghiệm là muối xianua amoni
(NH
4
CNO)- thành phần chính trong nước tiểu. Điều đó chứng tỏ rằng có thể bằng
con đường nhân tạo, tổng hợp nên những chất mà trước đây người ta cho rằng chỉ
có “ thế lực sống” mới tạo nên.
Ngày nay, tuy khoa học đã phát triển, danh từ “hợp chất hữu cơ “vẫn tồn
tại, nhưng khái niệm này đã được hiểu theo cách khác: tất cả các hợp chất chứa
cacbon, tồn tại trong cơ thể sống và cả những chất không có trong cơ thể sống
đều có thể tổng hợp một cách nhân tạo. Hơn thế nữa, các hợp chất hữu cơ ngày
nay, trong cấu trúc của nó, không chỉ có các nguyên tố cơ bản C,H,O,N, mà còn
là những tổ hợp phức với sự tham gia của không ít các chất vô cơ khác như lưu
huỳnh, kim loại. Do tính chất rộng lớn và phức tạp của các “ hợp chất hữu cơ”,
trong giáo trình này chỉ giới thiệu sự hiện diện của chúng trong thảm thực vật-
nguồn nguyên liệu có khả năng tái sinh quan trọng, được sử dụng nhiều trong
công nghệ hoá học - đặc biệt trong lĩnh vực hoá hữu cơ.
CHƯƠNG I:
HỢP CHẤT HỮU CƠ TRONG THẢM THỰC VẬT
I.1.Các chất cơ bản tạo nên hợp chất hữu cơ:
Các hợp chất hữu cơ được hình thành trên cơ sở bốn nguyên tố chính, đó là
cacbon, hydro, oxy và nitơ.
I.1.1: Các bon (Carboneum): có công thức là C, trọng lượng nguyên tử
12,01115. Trong thiên nhiên, các bon tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau:
a/Dạng rắn:

-Dạng tinh thề siêu sạch: kim cương- là một chất trong suốt, không màu, có
độ cứng rất cao.
-Than antraxít, có hàm lượng cac bon trên 95%
-Than đá, có hàm lượng cac bon từ 75-90%
-Than nâu, có hàm lượng cac bon từ 65-70%
-Than bùn, có hàm lượng cac bon từ 55-60%.
b/Dạng lỏng:
-Dầu mỏ: các hợp chất hydrcarbon từ C
5
trở lên
c/Dạng khí:
-Các hợp chất hydrocarbon mạch ngắn.
-CO và CO
2
.
I.1.2: Hydro:(Hydrogenium): có công thức phân tử là H
2
, trong lượng
nguyên tử 1,00797, tồn tại ở dạng khí chủ yếu ở phần trên của tầng khí
quyển.Trong không khí có rất ít hydro tự do. Tổng trọng lượng Hydro trên trái đất
khoảng 1% trọng lượng trái đất.
I.1.3: Oxy (Oxygenium): có công thức Phân tử là O
2
, trọng lượng nguyên
tử là 15,9994, tồn tại tự do ở dạng khí trong không khí với 20,9 % thể tích hoặc
23,2% trọng lượng. Trọng lượng của Oxy trên toàn bộ trái đất, bao gồm trong
không khí, nước, vỏ trái đất… xấp xỉ ½ trọng lượng trái đất (49,13 % trọng lượng)
-Trong điều kiện bình thường, oxy là một khí không màu, không mùi.
-Khi nhiệt độ xuống -183
oC

, oxy là một chất lỏng linh động có màu xanh da
trời.
-Khi nhiệt độ xuống -218,8
oC
, oxy có dạng rắn như những bông tuyết.
-Trong điều kiện phóng điện, một phần oxy tồn tại dưới dạng ozon (O
3
)
I.1.3:Nitơ (nitrogenium): Tồn tại dưới dạng khí, có công thức phân tử là
N
2
, trọng lượng nguyên tử là 14,0067. Nitơ là thành phần chủ yếu của không khí,
chiếm 78% thể tích
-Trong điều kiện bình thường là một khí không màu, không mùi.
-Trong điều kiện áp suất cao và nhiệt độ là -210
oC
, nó kết tinh thành chất
rắn.
-Khi nhiệt độ là -195,8
oC
, nitơ ở dạng lỏng sẽ sôi.
-Dạng khí đặc thù khác là NH
3
, có mùi đặc biệt.
Sự kết hợp giữa oxy và hydro tạo nên một hợp chất hữu cơ cực kỳ quan
trọng- đó là nước.
I.2.Nước và nguồn gốc của sự sống:
Hợp chất hữu cơ trong thiên nhiên, là những chất mà trong thành phần hoá
học của nó chứa đựng các nguyên tố cơ bản như C,H,O,N như đã giới thiệu sơ
lược ở trên. Các nguyên tố này tạo nên sự sống trên trái đất, bao gồm động thực

vật trên bề mặt và trong lòng đại dương. Quá trình tiến hoá của các cơ thể sống
trên trái đất là một chuỗi các phản ứng hoá học từ đơn giản đến phức tạp, với sự
tham gia của bốn nguyên tố cơ bản trên, cộng với sự xúc tác của các điều kiện tự
nhiên như nhiệt độ, ánh sáng, các nguyên tố vô cơ vi lượng trong đất, trong nước.
Hợp chất hữu cơ đầu tiên xuất hiện trên trái đất chính là nước(H
2
O). Sự hình thành
các hành tinh và con đường từ “cát bụi” đến “sự sống” là một quá trình kéo dài
hàng triệu triệu năm, nhưng phản ứng hoá học hữu cơ đầu tiên là phản ứng kết hợp
giữa oxy với hydro, những nguyên tố sinh ra trong các vụ nổ vũ trụ để hình thành
nên các hành tinh. Cho đến ngày nay, người ta chưa biết được nước sinh ra lúc nào
nhưng nó đang chiếm ¾ diện tích bề mặt trái đất. Khi nghiên cứu các tảng băng ở
nam cực, các nhà khoa học đã xác định nó đã tồn tại hàng triệu năm về trước.
Những khám phá mới nhất về sao hoả, cho thấy ở đó cũng có dấu hiệu của nước.
Vì vậy, có thể khẳng định rằng, nước là hợp chất hữu cơ cơ bản đầu tiên được hình
thành, để từ đó sinh ra sự sống trong vũ trụ.
Ngày nay có nhiều giả thiết cho rằng, sự sống trên trái đất được “ nhập
khẩu” từ vũ trụ. Trong khi chưa có một chứng minh thuyết phục nào về các vấn đề
hình thành sự sống trên trái đất, chúng ta tạm thời chấp nhận những học thuyết về
sự tiến hoá trên trái đất, mà các nhà khoa học tiền bối đã đưa ra, đó là “các thể
abumin trong đại dương đã sản sinh ra sự sống trên trái đất”. Như vậy cũng đồng
nghĩa với việc chấp nhận hiện thực là”nước có trước-sự sống có sau”.
Nước là môi trường để sự sống hình thành và phát triển. Nước cũng là
thành phần chủ yếu trong cơ thể sống. Chúng ta không thể sống nếu không có
nước. Vậy nước là gì?
I.2 .1.Cấu tạo hoá học của nước:
a/Nước đơn phân và nước liên hợp:
Cấu tạo của phân tử nước đơn phân là một hình tam giác cân, đỉnh là hạt
nhân của nguyên tử oxy, ở hai góc của đáy là hai proton, góc giữa hai liên kết O-H
bằng 104,5

0
. Khoảng cách từ hạt nhân của nguyên tử Oxy đến proton Hydro là
0,96A
0
(0,96 x 10
-8
cm).Đám mây điện tử trong phân tử nước hình thành do sự phối
hợp của năm cặp điện tử của các nguyên tử oxy và hydro. Các cặp điện tử đó phân
bố như sau:
-Một cặp bên trong bao quanh hạt nhân oxy.
-Hai cặp ngoài phân bố không đều nhau giữa các nhân nguyên tử oxy và
hydro: có xu hướng lệch nhiều về nhân oxy.
-Hai cặp điện tử còn lại của oxy không đem góp chung với hydro, điện tích
của chúng phần nào không được điều hoà trong phân tử.
Như vậy phân tử nước có 4 cực diện tích: Hai cực âm tương ứng các cặp
điện tử dư của oxy, và hai cực dương tương ứng với hai nhân nguyên tử hydro có
mật độ điện tử thấp. Có thể hình dung các cực điện tử đó phân bố ở bốn đỉnh của
một hình tứ diện không đều:
Do sự phân bố điện tích đối xứng như vậy, phân tử nước biểu hiện tính
phân cực rõ ràng, có momem lưỡng cực bằng 1,87 debai. Do độ phân cực lớn như
vậy mà nó có khả năng hoà tan và ion hoá được nhiều hợp chất khác nhau.
Trong nước, ngoài các phân tử nước đơn giản H
2
O, còn chứa những phân
tử liên hợp, được biểu diễn bằng công thức tổng quát [H
2
O]
x
, x không xác định và
luôn biến đổi, có trị số nguyên nhỏ(x=1,2,3,4…). Hiện tượng liên hợp trong nước

luôn xẩy ra và cũng luôn bị phá vỡ. Số phân tử nước đơn giản trong phân tử nước
liên hợp thay đổi tuỳ thuộc vào trạng thái của nước. Chẳng hạn nước đá với cấu
trúc tinh thể trong đó mỗi đơn phân được liên kết với bốn phân tử khác, có nghĩa
là [H
2
O]
5
. Khoảng cách giữa hai nguyên tử oxy là 0,276nm
OH
H
H
H
O
Phân tử nước (H
2
O)
O
H
O
H
O
H
O
O
H
H
H
H
H
H

109
o
0,276nm
0,276nm
Nước liên hợp
Khi đun nóng, liên hợp phân tử bị phá hủy, chuyển thành các liên hợp
{H
2
O]
2
và đến 100
0
C thì hầu hết các phân tử nước tồn tại dưới dạng đơn phân
[H
2
O]. Nguyên nhân cơ bản của sự tạo thành những liên kết hợp phân tử [H
2
O]
x
là
liên kết hydro. Liên kết hydro thường được hình thành giữa hai nguyên tử bất kỳ
qua nguyên tử hydro. Chẳng hạn như trong liên kết đồng hoá trị kiểu A-H do đám
mây điện tử bị biến dạng làm cho mật độ điện tử ở A tăng lên, nên khi có nguyên
tử có độ âm điện lớn B tiến lại gần thì đầu tiên sẽ xuất hiện lưỡng cực và tiếp đó sẽ
tương tác tĩnh điện với lưỡng cực A-H, có thể biểu diễn sự hình thành liên kết đó
như sau:
OO
H
A
B

+
_
B tiến đến H càng gần thì liên kết càng mạnh. Những nguyên tử có liên kết
đồng hoá trị với H thoả mãn điều kiện kiểu A-H và B-H ở trên thường là những
nguyên tố có âm điện cao như F, O, N. Vì vậy những hợp chất có các liên kết này
thường liên hợp phân tử với nhau bằng liên kết hydro. Trong phân tử liên hợp của
nước, liên kết hydro được tạo nên giữa hai nguyên tử của cùng một nguyên tố là
oxy. Mỗi phân tử nước có thể tham gia vào sự hình thành hai liên kết hydro làm
cho nguyên tử oxy dường như liên kết với bốn nguyên tử hydro
( hai liên kết hoá trị và hai liên kết hydro).
Ở trạng thái lỏng, chuyển động nhiệt bình thường của các phân tử đủ để phá
vỡ liên kết hydro.
Ở trạng thái đông đặc, nước có khả năng tạo thành bộ liên kết hydro hoàn
chỉnh nhất vì khi đó dao động nhiệt của phân tử bị giảm đi. Thực tế chứng tỏ ở
-183
0
C tất cả các liên kết hydro đều tham gia, ở 0
oC
chỉ có khoảng 50% và ở 100
oC
chỉ một số rất ít. Do đó trong tinh thể nước đá cứ một phân tử nước được bốn phân
tử nước khác bao quanh, tạo thành hình tứ diện đều, tâm là nguyên tử oxy và ở các
góc là nguyên tử hydro. Tiếp theo mỗi nguyên tử oxy trong bốn phân tử liên hợp
lại đóng vai trò làm nguyên tử trung tâm tạo thành những tứ diện khác. Vậy là
nước đá có cấu trúc không gian rỗng. Ở trong nước lỏng, dạng phân tử liên hợp
kép đôi[H
2
O]
2
là dạng phổ biến và bền vững nhất.

Như vậy là do cấu trúc đặc thù của phân tử nước và do đó kéo theo khả
năng tạo ra cầu hydro mà các phân tử sắp xếp liên hợp với nhau theo một trật tự
rất cao khiến cho nước có những tính chất đặc biệt mà những hợp chất hoá học
khác không thể có được.
b/Nước nặng: khi điện phân nước bình thường, bên cạnh H
2
O, người ta
nhận được một lượng rất nhỏ D
2
O. D chính là đồng vị của nguyên tử H. D
2
O đóng
vai trò quan trọng trong công nghệ hạt nhân.
1.2.2:Tính chất vật lý và hoá học của nước:
a/ Tính chất vật lý: Các tính chất có liên quan đặc biệt với sự thay đổi trạng
thái, sự truyền nhiệt và sự chuyển vật chất của nước như tỷ nhiệt, nhiệt bốc hơi, độ
dẫn nhiệt, độ nhớt… là rất quan trọng khi nghiên cứu về nước- như là một hợp
chất hữu cơ.
-Nhiệt dung của nước rất khác thường. Nước có khả năng hấp thụ một
lượng nhiệt lớn, trong khi đó bị nóng lên không đáng kể. Nhiệt dung của nước
không chỉ khác thường về độ lớn mà còn bất thường theo sự thay đổi của nhiệt độ.
Từ 0
0
C đến 27
oC
nhiệt dung giảm xuống và ngay sau đó lại bắt đầu tăng lên.
-Nhiệt hoá hơi của nước cũng cao hơn các chất lỏng quen thuộc vì ngoài
lượng nhiệt cần để làm nóng nước, còn cần một lượng khác để phá vỡ các liên kết
hydro.
b/ Tính chất hoá học: Một số tính chất khác như hằng số điện môi, momen

lưỡng cực, sức căng bề mặt lại có quan hệ với tác dụng môi chất của nước:
-Nước có khả năng khuếch tán và hoà tan được nhiều chất hoá học: Do
tương tác của các phân tử nước lên bề mặt các chất nhúng trong nước, lực giữa các
nguyên tử và lực giữa các phân tử của chúng yếu đi 80 lần.
-Tính chất lưỡng cực của nước cùng với việc tạo liên kết hydro giữa các
phân tử khiến nước trở thành chất có hằng số điện môi cao khác thường. Điều
đáng lưu ý là khi làm cho các phân tử các chất khác phân ly thành ion thì bản chất
nước lại tỏra rất bền vững.
-Nước còn là dung môi trơ về mặt hoá học: đa số các hợp chất hoà tan
không làm bản chất của nước thay đổi, nghĩa là không có tương tác hoá học xẩy
ra.
I.2.3:Vai trò của nước trong đời sống và trong kỷ thuật:
a/Trong đời sống: Lượng nước trong cơ thể sống có thể lên đến 90%, cho
thấy, nếu không có nước, các cơ thể sống không tồn tại. Nước giúp vận chuyển
dinh dưỡng, giúp thải các chất độc trong cơ thể…Nước còn là môi trường , là tác
nhân của các phản ứng sinh hoá mà không một cơ thể sống nào lại không có. Nó
làm tăng cường các quá trình sinh học như hô hấp, nẩy mầm, lên men…
b/Trong kỷ thuật, nước là tác nhân quan trọng để tạo ra nhiều chất, là chất
làm lạnh, cung cấp nhiệt cho các động cơ. Nó là nguyên liệu có thể tái tạo của một
số phản ứng hoá học. Trong kỷ thuật hạt nhân, “nước nặng”- là một dạng của
nước, đóng vai trò làm chậm lại phản ứng phân rã của nguyên tử trong các lò phản
ứng hạt nhân.
I.3:Các hợp chất hữu cơ trong thảm thực vật:
Để xem xét các hợp chất hữu cơ có trong thảm thực vật, chúng ta khảo sát
sự biến hoá các chất dinh dưỡng trong thực vật qua con đường sinh tổng hợp của
chúng:
CO
2
H O
2

hv
GLUCOZ CARBOHYDRAT
POLYSACARID
NUCLEOSID
RNA
DNA
+
+
CO
2
_
OP
HO
OH
OH
CO H
2
COUMARIN
ACID AMIN H-P
ACID AMIN C-P
PROTEIN
ENZIM
ALKALOID
S COENZIM A
PROTEIN
ENZIM
ALCALOID
TERPENOID
STEROID
CAROTENOID

POLYPHENOL
O
_
HO C
OH
OH
2
acidmevalonic
FATTY-ACID
HC C-P
PROSTAGLANDIN
TRICARBOXYLIC ACID
acid skimic
I.3.1:Sự hình thành CARBOHYDRAT:
Cacbohydrat hay gluxit là loại hợp chất thiên nhiên được tổng hợp từ thực
vật bằng con đường quang hợp:
n CO
2
+ n H
2
O → (CH
2
O)
n
+ n O
2
Công thức tổng quát trên có thể viết là Cn(H
2
O)
n

như là dạng hidrat của
cacbon do đó có tên là hidratcacbon (Cacbohydrat). Oxy sinh ra trong quá trình
quang hợp là từ H
2
O chứ không từ CO
2
. Nhờ quá trình quang hợp này, hàng ngày
cây cối trên trái đất hấp thụ và đồng hoá được hàng tỉ tấn cacbon ở dạng CO
2
,
đồng thời giải phóng vào khí quyển một lượng khổng lồ oxy cần thiết cho sự sống
trên trái đất.
Quá trình quang hợp là một quá trình rất phức tạp, được xúc tác bằng các
sắc tố xanh chlorophyl và các enzym khác nhau với năng lượng của ánh sáng mặt
trời.Từ monosacarid, thực vật tổng hợp tiếp saccarozơ, tinh bột, xenlulozơ
Để tổng hợp saccarozơ, fructzơ-6-photphat sinh ra trong quá trình quang
hợp , với xúc tác là enzim izomeraza, có thể chuyển thành glucozơ-6-photphat.
Sau đó lại chuyển tiếp thành glucozơ -1-photphat nhờ enzim photphogluco-
mutaza. Sản phẩm này tác dụng với uridin triphotphat(UTP) cho UTP-glucozơ.
UTP-glucozơ lại kết hợp với glucozơ-1-photphat sinh ra saccarozơ photphat và
cuối cùng là saccarozơ. Các polysaccarit khác cũng được tổng hợp nhờ sự trung
gian của glucozơ-1-photphat.
I.3.2:Sự hình thành TERPENOID, STEROID, CAROTENOID
Khi cây cối hấp thụ CO
2
, con đường quang hợp tạo nên sản phẩm đầu tiên
là axít 3 – photphoglyxeric (3 – PGA) rồi đồng phân hoá, oxi hoá và khử đến sản
phẩm axít purivic:
CH
C C

OH
O
O
3
Các hợp chất 3 – PGA, 2 – PGA, PEP và axít purivic là những hợp chất ban đầu
cho quá trình trao đổi chất để hình thành gluxit, tecpen, tecpenoit. Chất liệu cơ bản
để tổng hợp tecpenoit là isopentil pyrophotphat CH
2
= C(CH
3
) CH
2
CH
2
OPP (tạo
thành từ axetat) với sự tham gia của axit inevaloic CH
2
OH – CH
2
C(OH,CH
3
)
CH
2
COOH như một nhánh quan trọng trong quá trình sinh tổng hợp.
I
I.3.3:Sự hình thành ALCALOID:
Trước đây người ta cho rằng nhân cơ bản của các alcaloid là do các
chất đường hay thuộc chất của đường kết hợp với amomac để có nitơ mà sinh ra.
Ngày nay bằng phương pháp dùng các nguyên tử đánh dấu (đồng vị phóng xạ)

người ta đã chứng minh được Alcaloia tạo ra từ các acid amin.
Vì Cl
4
và N
15
có tính phóng xa,ï tia β phát ra có thể trực tiếp tác dụng lên
nhũ dịch thuốc ảnh nên có thể chụp X quang hoặc đo bằng máy đo phóng xạ.
Người ta đã dùng acid amin có C
14
và N
15
trong các thí nghiệm. Những acid amin
này được giả thiết là tiền chất của alcaloid đưa vào môi trường nuôi cấy hoặc có
thể tiêm vào thân cây hay rắc lên bề mặt của lá. Alcaloid tạo ra trong cây được
chiết xuất và phân lập, người ta thấy alcaloid này có tính phóng xạ. Làm phản ứng
phân hủy để tìm xem phần nào của alcaloid có nguyên tố phóng xạ. Qua thực
nghiệm đã chứng minh được nguyên tử nitơ và hầu như mọi trường hợp các
nguyên tử cacbon của acid amin đều nằm trong cấu trúc nhân cơ bản của alcaloid.
Ngoài ra, trong cấu trúc alcaloid còn có những hợp chất khác như gốc acetat, hemi
hoặc monotecpen tham gia vào. Những công trình nghiên cứu về sinh tổng hợp
các alcaloid đi từ tiền chất là acid amin rất phong phú, sau đây chỉ nêu tóm tắt một
số nhóm alcaloid tiêu biểu.
Qua định tính và định lượng alcaloid trong các bộ phận khác nhau của cây
và theo dõi sự thay đổi của chúng trong quá trình phát triển của cây người ta thấy
nơi tạo ra alcaloid không phải luôn luôn là nơi tích tụ alcaloid. Nhiều alcaloid
được tạo ra ở rễ lại vận chuyển lên phần trên mặt đất của cây. Sau khi thực hiện
những biến đổi thứ cấp chúng được tích luỹ ở lá, quả hoặc hạt. Người ta đã chứng
minh alcaloid chính trong cây Benladon là L - Hyoscyamin được tạo ra ở rễ, sau
đó chuyến lên phần trên mặt đất. Khi cây một tuổi thân cây chứa nhiều alcaloid
hơn lá, khi cây 2 tuổi thân cây hoá gỗ nhiều hơn, hàm lượng alcaloid giảm xuống,

hàm lượng alcaloid ở phần ngọn đạt được mức tối đa vào lúc cây ra hoa và giảm đi
khi quả chín.
I.3.4. Sự hình thành PROTEIN:
Sinh tổng hợp protein là quá trình cực kỳ phức tạp diễn ra chủ yếu ở các
riboxom, với sự tham gia của axít deoxiribonucleic (AND) và axít ribonucleic
(ARN) thông qua ATP (axít triphotphoglixeric)
CHƯƠNG II
HỢP CHẤT HỮU CƠ TRONG THAN, DẦU MỎ, KHÍ ĐỐT.
Cấu tạo chính của than, dầu mỏ, khí đốt là cacbon và hydro với những
thành phần khác nhau. Bản chất xa xưa của chúng chính là các thảm thực vật rộng
lớn trên trái đất, trải qua những biến động địa lý, bị chôn vùi trong những điều
kiện đặc biệt mà tạo thành.
II.1. Sự hình thành than, dầu mỏ, khí đốt.
II.1.1:Sự hình thành than bùn, than nâu, than đá và than antraxít:
Mỗi loại than trên đây thể hiện một giai đoạn biến đổi của di tích thực vật.
Than bùn là giai đoạn đầu trong quá trình hình thành than mỏ. Do đó, than bùn
từng được xem là một loại than đá đang hình thành. Trên cơ sở này, người ta đã
thử nghiệm bằng cách ép than bùn ở áp suất cao, và sản phẩm thu được gần giống
với loại than đá. Trước đây, đã có một số công ty chất đốt trên thế giới cũng đưa
vào sản xuất loại than đá nói trên.
Từ than bùn đến than anthraxit rõ ràng có sự thay đổi thành phần hóa học một
cách rõ ràng và được thể hiện qua các giá trị điển hình sau đây:
Thành phần
%
Loại than
Cacbon Hydro Oxy
Than bùn 59 6 35
Than nâu 70 6 24
Than đá 82 5 13
Than anthraxit 95 2 3

Bảng tóm tắt này cho thấy thành phần của hydro và oxy giảm dần từ than
bùn đến than anthraxit, trong khi đó thành phần của cacbon tăng lên do cường độ
than hóa càng cao từ than bùn cho đến than anthraxit.
Sự biến đổi từ thực vật đến antharxit được chia thành 2 giai đoạn :
-Giai đoạn sinh hóa: là giai đoạn trong đó có sự biến đổi từ thực vật sang than
bùn. Giai đoạn này xảy ra nơi các đầm lầy. Thời gian hình thành từ hàng trăm đến
hàng nghìn năm và hiện nay vẫn còn tiếp tục ở nhiều nơi. Vị trí hình thành của
than bùn là ở gần mặt đất.
-Giai đoạn địa hóa : gồm một loạt các biến cố liên tiếp liên quan đến các tác động
địa chất. Than bùn lần lượt bị chôn vùi và bị nén ép dưới các lớp đá trầm tích
khác. Chất bốc tiếp tục thoát ra, đồng thời tỉ lệ cacbon càng gia tăng theo thời
gian. Than bùn lần lượt biến thành than nâu, từ than nâu sang than đá, rồi từ than
đá sang than anthraxit. Hình sau là một trong những thí dụ của sự biến đổi đó.
Thông thường, khi các lớp đá bị uốn nếp, chất bốc trong than càng lúc càng
bị mất đi và tỉ lệ cacbon càng tập trung cao. Do chất bốc thấp, anthraxit khó bốc
cháy và khi đốt hầu như không có khói. Ngược lại, than bùn hoặc than nâu bốc
cháy dễ dàng và tỏa ra nhiều khói.
II.1.2:Sự hình thành dầu mỏ và khí đốt:
Tương tự như than đá, dầu mỏ và khí đốt được hình thành trên cơ sở một
lượng lớn động, thực vật bị chôn vùi trong lòng đất trong những điều kiện rất đặc
biệt. Khác với sự hình thành các mỏ than, trong thành phần của dầu và khí, có một
lượng lớn hydro, nằm trong công thức chung là CnH
2n+2+
( các bon chiếm 83,5-
87%, còn hydro chiếm từ 11,5-14%, chính hàm lượng H cao so với cac bon giải
thích trạng thái lỏng của dầu mỏ.) .Quá trình hydro hoá bỡi nguồn hydro ở đâu đó
trong lòng đất đã làm cho sự hình thành dầu và khí khác với sự hình thành của
than.
Dầu mỏ hình thành và có thể di chuyển khỏi nơi xuất hiện ban đầu dưới tác
động của các biến đổi địa chất. Dầu mỏ thường ở sâu dưới lòng đất khoảng 2000

m trở lên.
Khí dầu tồn tại dưới hai dạng: khí đồng hành và khí thiên nhiên. Khí đồng
hành là lượng khí hoà tan trong dầu trong điều kiện áp suất lớn. Khi khai thác, nó
tách khỏi dầu và cùng theo với ống dẫn lên trên, nên ở bất kỳ giếng khai thác nào,
cũng kèm theo một đường ống để đốt bỏ lượng khí đó.
Khí thiên nhiên tồn tại trong một số mỏ không có dầu, có thể khai thác để
làm nhiên liệu.
II.1.3.Thành phần hoá học của dầu mỏ và khí tự nhiên:
Thành phần chủ yếu tạo nên dầu khí là hydrocarbon. Những phân tử
hydrocarbon này khác nhau bỡi số lượng nguyên tử cacbon và cách sắp xếp các
nguyên tử C, từ đó hình thành nên những nhóm hydrocarbon với cấu trúc hoá học
khác nhau và có tính chất rất khác nhau.
a-Nhóm hydrocarbon parafin (còn gọi là nhóm hydrocarbon alkan hay
hydrocarbon no), có công thức tổng quát CnH
2n+2
. Trong đó, n là số carbon trong
Than bùn
Đầm lầy
Than nâu
Than Đá
Than Antraxít
mạch phân tử. Khi n nhỏ(n=1,2,3,4), hydrocarbon có dạng khí. Khi n từ 5 đến 17,
hydrocarbon tồn tại ở dạng lỏng. Khi n có trị số từ 18 trở lên, hydrocarbon tồn tại
ở dạng rắn. Như vậy, trong dầu mỏ tồn tại đồng thời cả ba dạng hydrocarbon nói
trên. Nếu nhóm hydrocarbon này liên kết thành mạch thẳng gọi là normal, nếu có
mạch nhánh, gọi là iso parafin.
b-Nhóm hydrocarbon naphten (còn gọi là hydrocarbon vòng no), có công
thức tổng quát CnH
2n
. Nhóm hydrocarbon này thường là vòng năm, sáu và các

đồng đẵng iso của chúng.
c-Nhóm hydrocarbon aromat(hydrocarbon thơm) có công thức tổng quát là
CnH
2n-6
.Tiêu biểu cho nhóm này là benzen, toluen, xilen…
d-Các thành phần khác như lưu huỳnh, photpho, kim loại vi lượng, muối
cũng tồn tại trong dầu mỏ.
II.2. Sự hình thành than bùn.
II.2.1. Định nghĩa
Than bùn là sản phẩm phân hủy của thực vật, màu đen hoặc nâu, xuất hiện
từng lớp mỏng dưới dạng thấu kính. Đây là một hỗn hợp của thực vật đầm lầy đủ
loại; mùn, vật liệu vô cơ và nước, trong đó di tích thực vật chiếm hơn 60%. Nếu
trong đất chứa từ 10-60% di tích thực vật thì được gọi là đất than bùn hay đất hữu
cơ . Than bùn có thể chứa từ 50-60% cacbon khi khô, nên than bùn là loại nhiên
liệu đốt cháy và sau khi cháy để lại khoảng 5-50% chất tro. Khi cháy, than bùn
phát ra nhiều khói và có mùi hôi. Nhiệt lượng cháy khoảng 2000 – 5000 calo.
Hiện nay, một số đầm lầy than bùn vẫn tiếp tục hình thành. Sự phân hủy
của các giống, loài thực vật xảy ra trong nước dưới ảnh hưởng của khí hậu ẩm ướt.
Vật liệu bị phân hủy tích tụ ngay tại nơi của thực vật sinh sôi nảy nở. Các giống
loài thực vật phát triển trong nước, sau khi chết, bị than hóa hoặc mùn hóa trong
điều kiện không có không khí. Sự than hóa hay mùn hóa là kết quả của sự phân
hủy của thực vật dưới tác động của vi sinh vật (vi khuẩn, nấm ). Hiện tượng này
đòi hỏi một thời gian lâu dài hàng trăm hoặc hàng ngàn năm. Diễn tiến của sự than
hóa có thể quan sát dễ dàng nơi các mỏ than đang được khai thác qua sự phân lớp
của nó.
II.2.2. Bề dày, cấu trúc và tốc độ trầm tích của than bùn
Bề dày của than bùn rất thay đổi tùy loại đầm lầy mà nó hình thành, thông
thường từ vài chục cm đến vài ba met nhưng ít khi quá 10m. Than bùn của các
lòng sông cổ thường có bề dày lớn nhất. Than bùn lòng sông cổ ở Đức Huệ có bề
dày là 6m, than bùn ở sông cổ Lung Mớp Văn Tây (Kiên Giang) bề dày lớn nhất

là 8m.Trong các mỏ than đã trưởng thành, thường phân biệt được 2 lớp khác nhau
được phân biệt từ trên mặt xuống :
-Lớp than bùn nâu : xốp, nhẹ, tổ chức xốp được cấu tạo bởi thực vật có độ
phân huỷ kém.
-Lớp than bùn đen : nén dẽ và tổ chức chặt hơn, được cấu tạo bởi thực vật
có độ phân huỷ cao hơn, đôi khi không còn nhận ra được loại thực vật tạo thành.
Trong một số trường hợp đặc biệt, trong các lớp than bùn nói trên, có
những lớp sét hoặc sét mỏng. Những lớp sét hoặc sét mỏng này là do lũ lụt đem
lại.Theo tài liệu phân tích được hiện nay, phần lớn, than bùn nhiệt đới đều có tuổi
nhỏ hơn 10.000 năm. Một số mẫu phân tích bằng phương pháp C
14
cho thấy than
bùn ven biển ở các nước Đông Nam Á đều có tuổi khoảng 6000 năm trở lại. Than
bùn Sarawak có tuổi lớn nhất là 4.300 năm. Ở đồng bằng Sông Cửu Long, than
bùn U Minh có tuổi 900 năm, than bùn Lung Lớn (Kiên Giang) có tuổi là 2.605
năm. Dựa vào tuổi tuyệt đối và bề dày của mỏ than, có thể tính được tốc độ trầm
tích trung bình của than bùn. Than bùn ở Sarawak có tốc độ trầm tích từ 2-5mm/
năm, than bùn U Minh và Lung Lớn có tốc độ trầm tích chừng 1- 2mm/ năm. Tốc
độ này khác nhau nơi mỗi loại đầm lầy.
II.2.3. Nguồn thực vật tạo than
Khác với các loại trầm tích, than bùn không trải qua các giai đoạn xâm
thực, vận tải và trầm tích. Than bùn chỉ tích tụ nơi nào mà thực vật đang phát
triển, vì tại các mỏ than, còn tìm thấy đi tích các thân cây lớn hoặc các gốc cây lớn
đâm rễ trong các lớp đất nằm bên dưới.Thực vật tạo than gồm những giống loài
đang sống hiện tại. Tuy nhiên, thảm thực vật trên các mặt mỏ than thường không
phản ánh lại thảm thực vật đã tạo thành mỏ than bên dưới.Than bùn Việt Nam
thuộc loại than bùn nhiệt đới nên có sự ưu thế về thành phần thân thảo, khác với
than bùn ôn đới có thành phần địa tiền và thân thảo.Các giống loài phổ biến trong
các loại than bùn ở Nam Việt Nam là : Đước, Mắm, Bần, Giá, Dừa Nước, Tràm,
Ráng, và các giống loài thuộc họ thân thảo…

II.2.4.Điều kiện hình thành than bùn
Than bùn chỉ được tạo thành do sự hội tụ một số điều kiện đặc biệt, trong
đó nước là yếu tố chủ đạo.
II.2.4.1 Nươc
Nước là tác nhân chính trong sự tạo than. Nước không những là nhu cầu
cần thiết cho sự phát triển nhanh chóng của thực vật mà còn có nhiệm vụ bảo vệ
than bùn khỏi tiếp xúc với không khí. Bề mật của than bùn không thể nào vượt quá
mức nước. Tuy nhiên nước thường chứa các loại axit hòa tan do các vi khuẩn tiết
ra trong quá trình phân hủy thực vật. Các axit này, trong chừng mực nào đó, lại tác
dụng một các có hiệu quả bằng cách tiêu diệt ngược lại các vi khuẩn. Do vậy, quá
trình phân hủy thực vật có lúc bị ngăn cản.
Độ sâu của nước rất cần thiết cho sự phát triển của thực vật. Để thực vật
phát triển phong phú, nước cần có một độ sâu vừa phải để thực vật bắt rễ. Vả lại,
dòng chảy phải thật chậm để các vi khuẩn không bị dòng nước cuốn đi nhanh
chóng. Các loại thực vật này không thể sống được khi độ sâu của nước quá lớn.
Theo Moore (1940), độ sâu cực đại khong vượt quá 2m. Hơn nữa, sự bảo tồn của
than bùn cũng đòi hỏi sự hiện diện của nước. Nhưng một điều quan trọng là giới
hạn của mực nước cũng ảnh hưởng đến sự phát triển của mỏ than. Nếu mực nước
dâng nhanh hơn sự phát triển của thảm thực vật, thảm thực vật và than bùn sẽ bị
chìm ngập vì độ sâu của mực nước quá lớn. Thực vật sẽ chết và sự phát triển của
mỏ than bùn cũng sẽ kết thúc.
Một điểm quan trọng khác là nước phải trong, nghĩa là vật liệu trầm tích
trong nước càng ít càng tốt. Nước giàu bùn hoậc giàu cát sẽ ngăn cản sự phát triển
của mỏ than. Trong trường hợp này, nếu mỏ than được hình thành cũng chỉ ở dạng
sét than mà thôi, nghĩa là không có được nhứng mỏ than tốt.
II.2.4.2. Đặc điểm đáy của đầm lầy.
Vật liệu nơi đáy của các đầm lầy cũng đóng góp một phần quan trọng trong
sự tạo than. Trong môi trường tích tụ than, nếu đáy là sét, điều kiện tạo than sẽ dễ
dàng hơn trong môi trường do cát khống chế.
II.2.4.3. Khí hậu

Khí hậu cũng đóng góp một phần đáng kể trong sự tạo than. Điều kiện thích
hợp cho sự tạo than là : khí hậu ẩm ướt, lượng mưa trung bình và phân bố đều đặn
trong năm.
II.2.4.4. Sự sụt lún
Đối với than bùn ven biển, sự sụt lún dọc theo bờ biển là điều kiện thích
hợp cho sự tích tụ than. Nếu tốc độ sụt lún và tốc độ phát triển thực vật tương
đương là điều kiện tốt nhất.
II.4.Sự phân huỷ và độc tính của than bùn
Sự biến đổi từ các tàn tích thực vật sang than bùn có liên quan đến những
tác động sinh hóa. Tác động này tạo nên sự phân hủy từng phần của tàn tích thực
vật. Phần còn lại tiếp tục bị phân hủy theo thời gian. Than bùn có nhiều loại, mỗi
loại phụ thuộc vào môi trường thành lập, thực vật, tính chất và thời gian tác động
của các loại vi khuẩn. Than bùn cũng có nhiều cấp tốt xấu khác nhau, mỗi cấp tùy
thuộc vào mức độ phân hủy của nó.
Như đã biết, khi một thân cây đổ trên mặt đất khô khan, cây sẽ bị phân hủy và các
thành phần phức tạp của cây bị phá hủy. Cacbon, hydro, oxy hợp với oxy khí
quyển để tạo thành CO
2
và H
2
O để đưa trở lại khí quyển. Cây bị mủn nát dần và
không có sự tích tụ than.
Ngược lại, khi thực vật rơi trong nước, sự phân hủy xảy ra với một nhịp độ
chậm chạp vì sự oxy hóa bị ngăn chặn. Như vậy, trong điều kiện thừa độ ẩm và
trong môi trường thiếu không khí, sự phân hủy của thực vật xảy ra không hoàn
toàn. Sự biến đổi sinh hóa trong đầm lầy làm phóng thích oxy và hydro. Hai loại
khí này hòa hợp với các loại khí khác trong đầm lầy để tạo ra khí methan có mùi
thối và khí cacbonic, còn cacbon ngày càng được tập trung cao hơn. Do đó, ta có
sự tạo than trong các đầm lầy.
Trong quá trình phân hủy, các loại vi khuẩn tác động mạnh nhất ở gần mực

nước. Các thành phần của thực vật bị phân hủy cùng một lượt, nhưng có chất bị
phân hủy dễ và có chất bị phân hủy khó và chậm. Các chất dễ bị phân hủy như
nguyên sinh chất, tinh bột…., các chất dễ bị phân hủy như nhựa cây, sáp, cutin…
Các thành phần thường rơi vào đáy của đầm lầy.David- White (1967), trong công
trình nghiên cứu của mình, đã đưa ra kết quả của sự phân hủy như sau:
Xenluloz (2)
Pentoz (2)
Lignin (7)
Nhựa cây (10)
Chất gôm (6)
Sáp (9)
Nguyên tinh chất (1)
Tinh bột (2)
Cutin (8)
Các sắc tố (3)
Dầu (5)
Chất béo (5)
Con số trong vòng ngoặc đơn là thứ tự mà vi khuẩn tác động. Theo đó, sáp
và nhựa cây là các chất khó bị phân hủy, do đó sự phân hủy diễn ra chậm nhất.
II.5.Tính chất vật lý của than bùn.
II.5.1.Màu sắc của than bùn
Màu sắc của than bùn thay đổi theo thành phần cấu tạo, tuổi của than và các điều
kiện khống chế khi tạo thành.
Do sự phân hủy không hoàn toàn, than bùn là một chất xốp nhẹ, màu nâu hoặc
đen. Than bùn phân hủy càng cao, càng sẫm màu và sự nén dẽ càng lớn. Trong
than bùn, có thể tìm lại di tích thực vật và đôi khi một ít khoáng chất. Các khoáng
chất này thường là sét, bột hoặc cát và do nước hoặc gió đem lại trong quá trình
trầm tích. Thường thường các khoáng chất này do vật liệu từ các vùng lân cận
cung cấp. Chính sự hiện diện của các khoáng chất này đã làm cho than bùn đổi
màu.

II.5.2.Nước trong than bùn.
Than bùn không thể hình thành được nếu không có nước. Nơi tạo than là
nơi ẩm ướt. Do đó, than bùn có một tính chất rất độc đáo : đó là tính hút nước một
cách mạnh mẽ. Chính đặc điểm này tạo nên những bất lợi về mặt kinh tế : hong
lâu khô, sấy lâu khô, tốn kém vì di chuyển nặng nề.
Khi còn nằm trong đầm lầy, than bùn có thể chứa 80 – 90% nước, đôi khi
đến 95%. Khi đưa than bùn lên khỏi mặt đât, lượng nước có thể giảm xuống còn
khoảng 60-70%, do hiện tượng phơi khô tự nhiên. Có thể tiếp tục giảm lượng
nước trong than bùn hơn nữa bằng cách phơi ngoài trời, hong nắng hoặc bằng các
phương nhân tạo khác. Than bùn thương mại, sau khi hong khô tự nhiên, chỉ còn
giữ lại một lượng nước khoảng 25- 30%. Trong phòng thí nghiệm, bằng phương
pháp sấy nhân tạo có thể rút nước xuống còn khỏang 15% hoặc có thể sấy khô
hoàn toàn ở nhiệt độ 105
0
C.
Nước trong than bùn thuộc nhiều dạng khác nhau:
-Nước ở trạng thái tự do, đây là lượng nước nằm trong các lỗ hổng của khối than
bùn. Nước này có thể tách ra dễ dàng khi đưa than bùn từ mỏ lên bãi tập kết.
-Nước mao dẫn : nước này mất đi dễ dàng khi hong khô tự nhiên.
-Nước hấp phụ : đây là lượng nước do các keo mùn hấp phụ. Nước này khó tách ra
được kể cả khi hong sấy tự nhiên hoặc ép nhân tạo.
Nước do các keo mùn hấp phụ có một ý nghĩa rất quan trọng. Khi than bùn
đã được sấy khô (thường là than bùn thương mại ) chất keo mùn rất bền và không
có khả năng tái hấp phụ lượng nước mất đi khi sấy khô. Như vậy nước hấp phụ do
keo mùn chỉ có tác dụng một chiều. Lợi dụng tính chất này, than bùn mới khai
thác lên, đem nhào trộn cẩn thận rồi đem phơi khô ngoài trời sẽ tạo ra một loại
than bùn rắn chắc và ổn định và có khả năng giữ lại nước rất ít ỏi. Ngược lại, nếu
phơi khô than bùn tự nhiên mà không nhào trộn, ta chỉ có một loại than bùn ít rắn
chắc. Loại than bùn này sẽ phân rã một cách dễ dàng vì có khả năng giữ lại nước
dễ dàng hơn các loại than bùn bị ép hoặc bị nhào trộn.

Toàn bộ lượng nước chứa trong than bùn được gọi là độ ẩm chung của than
bùn và được kí hiệu Wch . Khi đưa than bùn từ mỏ lên và phơi ngoài trời, một
phần nước bị mất. Phần nước này được gọi là độ ẩm ngoài (Wng) . Nếu sấy than ở
nhiệt độ 105
0
C, than sẽ khô hoàn toàn. Lượng nước mất đi trong quá trình sấy này
được gọi là độ ẩm trong hay độ ẩm phân tích (Wpt) , như vậy :
Wch = Wng + Wpt
II.5.3.Tỷ trọng
Thực sự, rất khó xác định tỷ trọng của than bùn vì tỷ trọng thay đổi theo
cấu trúc và mức độ khô nhiều hay khô ít của than bùn. Thông thường, loại than
bùn còn nhiều xơ, sợi thường nhẹ và nổi trên mặt nước. Trong khi đó , loại than
bùn mềm, nhão hoặc đôi khi lỏng thường có tỷ trọng gần bằng 1. Ở trạng thái khô
( than bùn thương mại ) , than bùn bở, giòn , dễ vỡ. Trong trường hợp này, tỷ
trọng giảm đi một cách đáng kể, có thể còn 0,5. Tuy nhiên, đối với loại than bùn
phân hủy mạnh, keo bùn ưu thế than bùn sẽ cứng, chắc và tỷ trọng sẽ cao hơn. Do
đo, dù than khô, tỷ trọng có thể lớn hơn 1.
Sự khác biệt về tỷ trọng nêu trên đây còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bản
chất của thực vật tạo bùn, môi trường, mức độ phân hủy. Than bùn càng chứa
nhiều khoáng chất, tỷ trọng càng tăn. Đây là trường hợp chung của than bùn nhiệt
đới, cụ thể là than bùn Việt Nam. Các mẫu phân tích các loại than bùn ở Việt Nam
thường lớn hơn 1.
II.5.4.Thể trọng
Thể trọng (D) của than bùn là trọng lượng của một đơn vị thể tích than bùn.
Thể trọng được tính theo trọng lượng khô (g/cm
3
hay Kg/cm
3
). Thể trọng là một
trong những đặc điểm quan trọng của than bùn vì nhiều tính chất khác có liên quan

chặt chẽ đến nó.Vì lý do này, có thể dùng thể trọng như một chỉ tiêu để phân loại
than bùn. Thể trọng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nén dẽ, thành phần thực vật,
mức độ phân hủy, thành phần khoáng vật, độ sâu lấy mẫu cũng như độ ẩm trong
thời gian lấy mẫu. Vì thế , thể trong thay đổi một cách rộng rãi từ loại than bùn
phân hủy ít đến loại than bùn phân hủy nhiều và cũng thay đổi từ trên mặt xuống
đáy của mỏ than, do đó, muốn tính thể trọng của một mỏ than bùn, cần phân tích
nhiều mẫu và tính giá trị trung bình. Than bùn ở các khu vực ôn đới có thể trọng
nhỏ, thường khoảng 300-400 kg/cm
3
. Than bùn Nam Việt Nam, do lẫn nhiều
khoáng chất, thể trọng lớn hơn thường vào khoảng 600 kg/cm
3
.
II.6.Tính chất hoá học của than bùn
II.6.1.Hợp chất hữu cơ và thành phần nguyên tố
a Hợp chất hữu cơ
Thành phần các chất hữu cơ hoàn toàn phụ thuộc vào thực vật tạo than,
mức độ phân hủy và môi trường trong đó than bùn được hình thành. Khoa học về
than bùn đã xác định được 5 nhóm hợp chất hữu cơ căn bản sau đây :
-Các hợp chất hữu cơ hòa tan trong nước
-Các hợp chất hữu cơ hòa tan trong ete và rượi.
-Xenluloz và hemixenluloz
-Lignin và các chất dẫn xuất từ lignin.
-Hợp chất nito.
Các hợp chất hòa tan trong nước chủ yếu là polisacarit, đơn đường và một
ít tanin. Thành phần của các hợp chất này dao động từ 5-10% tùy theo mức độ
phân hủy.
Các hợp chất hòa tan trong ete và rượi gồm có axit béo, sáp , resin,…Thành
phần các hợp chất này liên quan chặt chẽ đến thực vật tạo than và càng tăng khi
tuổi của than bùn càng lớn. Ví dụ than bùn rêu Sphagnum có thể chứa đến 15%

cacbonhydrat hòa tan trong khi đó than bùn lau-sậy chứa không tới 5%.
Thành phần Xenluloz và hemixenluloz chiếm khỏang 5-40% . Than bùn
thân gỗ thường có hàm lượng xenluloz và hemixenluloz thấp.
Lignin và các chất dẫn xuất từ lignin thường có thành phần lớn nhất vì
lignin ít bị rửa trôi hơn các chất khác. Lignin cũng rất bền đối với sự tác động của
vi sinh vật. Thực vật tạo than có ảnh hưởng đến thành phần của Lignin. Lignin
thường dao động trong khoảng 20-50%. Than bùn thân gỗ ở các vùng nhiệt đới
đặc biệt có hàm lượng lignin rất lớn. Ví dụ than bùn thân gỗ của đầm lầy ven biển
ở Bornéo (Indonesia) có hàm lượng lignin đến 75%. Tương tự , than bùn ven biển
ở Mã Lai à 56-73%.
Cuối cùng, nitơ tổng số thường chiếm một tỷ lệ thấp, dao động từ 0,3-4%.
b.Thành phần nguyên tố
Đây là tỷ lệ phần trăm của các nguyên tố trong than. Thành phần nguyên tố
của than bùn thay đổi theo mẫu vật phân tích, thành phần thực vật, mức độ phân
hủy của thực vật và theo cả độ sâu của mỏ than. Nhiều mẫu phân tích cho thấy
than bùn gồm có cacbon, oxy, hydro, một số chất khoáng khác, kể cả khoáng vi
lượng. Tuy vậy, các thành phần trên đây đều rất biến thiên, do đó, muốn xác định
thành phần nguyên tố một cách chính xác cần phân tích nhiều mẫu và lấy giá trị
trung bình. Trong các nguyên tố tạo than, thành phần cacbon, oxy, hydro là nổi bật
vì nó chiếm hầu hết thành phần của than. Cacbon là thành phần chủ yếu của than
bùn. Nó tỷ lệ nghịch với thành phần của oxy và hydro và cả tuổi của than. Than
bùn càng già càng chứa nhiều cacbon. Trong cùng một mỏ, loại than bùn có màu
đen thường chứa nhiều cacbon hơn. Thành phần cacbon quyết định khả năng sáng
tạo nhiệt của than bùn và nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp hóa học. Trái
với cacbon, loại than bùn càng già càng chứa it oxy. Vì vậy, trong các loại than
như than bùn, than nâu, than đá, than anthraxit thì than bùn có hàm lượng oxy cao
nhất.
So với cacbon và oxy, hydro chỉ chiếm một lượng nhỏ trong than bùn.
Cũng giống như oxy, than bùn càng già, hàm lượng hydro càng ít.
Ba nguyên tố cacbon, oxy, hydro chiếm gần hết thành phần nguyên tố.

Phần còn lại dành cho nhiều khoáng chất khác, trong đó mỗi khoáng chất chỉ
chiếm một tỷ lệ rất nhỏ. Các nguyên tố thường gặp trong các loại than bùn ở Việt
Nam là :N, P, K, S, Zn, Mg, Mn, Al, Fe, Pb, Cu…Đối với than bùn nghiệt dới,
như than bùn Việt Nam, hàm lượng sắt và nhôm thường cao và đặc biệt là cao hơn
than bùn ôn đới.
II.6.2.Tro hay khoáng chất
Tro là chất vô cơ không cháy được. Đó là thành phần còn lại sau khi than
đã cháy hết. Thành phần của tro rất đa dạng : sét, bột, cát và các chất khác Đối
với than bùn, tro được coi là chất dơ. Tro phụ thuộc vào bản chất của thực vật,
chất khoáng lẫn trong than bùn, độ phân huỷ của than bùn. Thường thường, loại
than bùn thuộc loại thân gỗ có nhiều tro.Tro trong than bùn đựơc cung cấp từ
nhiều nguồn khác nhau.
-Khoáng chất : các khoáng chất này được đưa vào các mỏ than bùn trong
giai đoạn tạo than chứ không phải do thực vật tạo ra : do trọng lực, do gió và phần
lớn do sông, suối đem lại. Đó là sản phẩm của các loại đá như sạn sỏi, cát, bột
hoặc sét…
-Kết tủa hóa học hoặc sinh học : Đây là sản phẩm như vôi, photphat, pyrit,
sunfat sắt. Có thể nhận diện các thành phần này bằng mắt thường hoặc kính hiển
vi.
-Di tích động vật : đây là sản phẩm của các động vật có xương sống, di tích
của các loại vỏ, vôi của các loại nhuyễn thể( Mollusca), vỏ sílic của các loại tảo
(Diatomease)… Tất cả các sản phẩm trên đây có thể nhận diện bằng mắt thường
hoặc kính hiển vi.
-Các nguyên tố hóa học mà thực vật đã hấp thụ trong đất : các khoáng chất
này tham gia trong thành phần cấu tạo của thực vật. Đó là Si của các họ Hòa thảo (
Poaceae), họ Cói (Cyperaceae), muối Ca, Fe, K, Mg, Na…Tất cả các sản phẩm
này rất khó nhận diện dưới kính hiển vi, chỉ biết được sau khi phân tích hóa học
của tro.
Ngoài các khoáng chất kể trên, cần ghi nhận thực vật cũng có khả năng
đồng hóa một số khoáng chất vi lượng trong môi trường đầm lầy để phát triển. Các

khoáng chất đã tìm thấy trong tro của một số mỏ than bùn.Ngoài thực địa, theo
kinh nghiệm có thể lầm lẫn khi đánh giá mức độ ròng của than bùn chỉ dựa trên
màu sắc. Thực vậy, một loại sét hoặc cát ẩm ướt có màu đen từ các kênh, mương
đưa lên thường tạo cho ta có cảm giác đó là một loại than bùn, nhưng thực chất đó
là một loại set than có độ mùn rất thấp. Khi đưa mẫu về phòng thí nghiệm phân
tích và soi dưới kính hiển vi sẽ thấy ngay sự lầm lẫn đó.Tất cả tro trong than bùn
thường được gọi là độ tro và được kí hiệu là A. Độ tro là một trong những chỉ tiêu
để đánh giá chất lượng của than bùn.Mỗi nước thường có một quy định riêng để
đánh giá và sử dụng than bùn. Sau đây là vài ví dụ để tham khảo.
Ở Ailen, than bùn được chia ra:
+ Than bùn tốt : độ tro < 5% (trong lượng than ).
+ Than bùn trung bình : độ tro từ 5-10 %
+ Than bùn xấu : độ tro 10-25 %.
Ở Nga ( V.V. Kraxulin, 1981), than bùn được chia ra :
+ Than bùn ít tro : độ tro < 10%
+ Than bùn trung bình : độ tro từ 10-30%
+ Than bùn xấu : độ tro > 30%
Than bùn có độ tro > 35% được xem là không có giá trị trong công nghiệp.
Ở Việt Nam, than bùn được quy định rộng rãi hơn. Được gọi là than bùn
thực sự khi than bùn có độ tro < 50%.
II.6.3.Nhiệt lượng
Đó là nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn một đơn vị trọng lượng
than. Nhiệt lượng của than bùn tỷ lệ nghịch với độ ẩm và độ tro. Thực vậy, nước
và tro hấp thụ một phần nhiệt để đốt nóng chính nó và tạo ra các biến đổi hóa học
giữa các chất tạo nên chúng. Do đó, độ ẩm và độ tro càng lớn thì nhiệt lượng cháy
càng nhỏ.Nhiệt lượng là một tiêu chí cơ bản để đánh giá chất lượng than. Nhiệt
lượng được kí hiệu la Q và ính theo cal/g hoặc Kcal/kg. Thông thường, giá trị này
được tính ở trạng thái khô và ký hiệu Qk .
II.6.4.Chất bốc
Chất bốc là sản phẩm khí và hơi do sự phân hủy của các chất hữy cơ tách ra

khỏi than bùn khi nung nóng ở nhiệt độ 900
0
C trong điều kiện không có không
khí. Thành phần khí gồm có : oxy, hydro, nitơ, mêtan, khí cacbonic,
hydrosunfua…Chất bốc phụ thuộc rõ rệt vào tuổi của than bùn. Chát bốc lớn nhất
ở than bùn rồi giảm dần từ than bùn xuống than nâu và than đá.Chất bốc là chất
gây nên hiện tượng cháy. Ngược lại, cacbon là nguồn cung cấp hơi nóng, bền
vững và lâu dài hơn chất bốc. Tỷ lệ giữa cacbon và chất bốc nói lên đặc điểm quan
trọng của than. Tỷ lệ này được gọi là tỷ lệ đốt cháy. Tỷ lệ này cao ở than anthraxit
và rất thấp ở than nâu hoặc than bùn. Chất bốc là một trong những chỉ tiêu cho biết
mức độ biến chất của than bùn và được kí hiệu là V.
II.6.5.Lưu huỳnh
Lưu huỳnh được xem là chất dơ của than bùn. Đó là chát độc cho cây trồng
và có mặt trong than bùn dưới dạng hữu cơ, sunfat hoặc pyrit ( S
2
Fe). Vì lưu
huỳnh là một aminoaxit cho nên lưu huỳnh có mặt trong hầu hết các giống loài
thực vật. Tuy nhiên, lưu huỳn nhiều hay ít cũng tùy thuộc vào loại thực vật tạo ra
nó. Than bùn Sphagnum chứa lưu huỳnh thấp, từ 0,05-0,25 % ( Bear, 1955). Than
bùn do các loại thực vật như lau, sậy, cây bụi hoặc thân gỗ có hàm lượng lưu
huỳnh cao hơn, thường 0,2 – 1,5 %. Than bùn thuộc các đầm lầy ven biển Việt
Nam chứa lưu huỳnh dưới dạng pyrit với hàm lượng rất cao, có thể lên đến 4%
hoặc hơn.
Lưu huỳnh là một chỉ tiêu để đánh giá chất lượng than. Than bùn càng tốt càng ít
lưu huỳnh.
II.6.6.pH của than bùn
pH là một thông số quan trọng và có thể xác định một các dễ dàng. Từ pH
ta có thể hiểu phần nào về sự hình thành loại than bùn. Than bùn Nam Việt Nam
là than bùn nhiệt đới, đặc biệt là than bùn thuộc các đầm lầy ven biển, chứa nhiều
pyrit (S

2
Fe) nên pH thường thấp (3 – 4,5) hoặc đôi khi rất thấp (2,5). Tuy nhiên,
các loại than bùn thuộc lòng sông cỏ hoặc các thung lũng giữa các núi có pH cao
hơn.
II.6.7.Chất mùn
Chất mùn là sản phẩm phân hủy các chất hữu cơ. Chất mùn hiện diện dưới
dạng keo, giàu cacbon, thường có mày nâu hoặc đen. Ở trạng thái khô, chất mùn
có màu đen, cứng giòn có khả năng hấp thụ nhiều nước và chất dinh dưỡng. Chất
mùn hòa tan từng phần trong các dung dịch kiềm, bị kết tủa trong các loại axit và
đặc biệt rất bền dưới tác dụng của các vi sinh vật trong điều kiện yếm khí. Ngược
lại, trong điều kiện thoáng khí, chất mùn có thể bị biến đổi bởi một số loại nấm.
Chất cơ bản tạo nên chất mùn là lignin. Tất nhiên, lignin là một chất rất
bền. Lignin gặp ở hầu hết các giống thực vật thượng đẳng.Thành phần hóa học của
chất mùn gồm có : cacbon, oxy, hydro, và nitơ. Ngoài các chất cơ bản trên đây,
chất mùn còn chứa lưu huỳnh , photpho, canxi, kali, và một số nguyên tố vi lượng
khác.
Có thể chia chất mùn thành các loại chính sau đây :
-Axit fulvic : hòa tan trong nước, kết tủa trong axit thường có màu vàng hoặc nâu
vàng. Thành phần cacbon thường nhỏ hơn 55%.
-Axit hymetomelanic : không hòa tan trong nước. Thành phần cacbon vào khoảng
65%.
-Axit humic : không tan trong nước, không tan trong rượi, hòa tan trong các dung
dịch kiềm. Thành phần cacbon vào khỏang 58%.
Trong ba loại axit trên, axit humic là chất mùn phổ biến và quan trọng hơn
cả. Các axit fulvic và hymetomelanic được xem là những sản phẩm dẫn xuất từ
axit humic. Axit humic hỗn hợp với các nguyên tố khác như : N, K, Na, để tạo
thành các loại muối humat có hoạt tính cao và là chất kích thích tăng trưởng cho
cây trồng.
II.6.8.Axít Humic.
Axít Humic là thành phần quan trọng và có giá trị cao trong than bùn. Trên

hình sau là ảnh SEM (scanning electron microscopy) của phân tử Humic:
Cấu trúc của Humic theo Stevenson:
CHƯƠNG III
KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN THAN BÙN
Như đã biết, bản chất của các loại than bùn phụ thuộc vào nhiều yếu tố
khác nhau : tuổi địa chất, loại thực vật tạo than, mức độ phân hủy , địa hình, địa
mạo… Điều này cho thấy, việc sử dụng và chế biến than bùn không phải đều
giống nhau cho tất cả các loại than bùn. Để việc sử dụng và chế biến than bùn
đúng đắn và có lợi nhất, điều quan trong trước tiên là phải phân loại chính xác của
từng mỏ than.
III.1.Phân loại than bùn.
III.1.1.Phân loại theo địa hình, địa mạo
Phân loại than bùn theo phương pháp này có liên quan đến địa hình, sự phát
sinh và phát triển của đầm lầy. Các điều kiện như thuỷ văn, nguồn gốc của đầm
lầy, hoặc bản chất của than bùn đều có liên quan đến địa hình, dịa mao. Trong
cách phân loại theo địa hình, địa mao có thể chia :
-Dựa trên độ cao, có thể phân chia than bùn ra 2 loại : than bùn núi và than
bùn ven biển.
-Dựa trên kiểu phân bố, có thể chia than bùn ra các loại : than bùn đầm lầy
mặn, than bùn đầm lầy lợ, than bùn đầm lầy ngọt, than bùn thung lũng…
-Dựa trên nguồn gôc của đầm lầy, có thể phân chia than bùn ra các loại :
than bùn đầm lầy ven biển, than bùn lòng sông cổ, than bùn đọan sông bỏ, than
bùn bưng sau đê…
III.1.2.Phân loại theo đặc điểm hóa học
Dựa trên các chất dinh dưỡng của than bùn có thể chia than bùn ra ba loại :
-Than bùn giàu chất dinh dưỡng.
-Than bùn có chất dinh dưỡng trung bình
-Than bùn nghèo chất dinh dưỡng.
Thường thường có mối quan hệ chặt chẽ giữa phân loại hóa học và vị trí địa
hình của than bùn. Môi trường của than bùn giàu chất dinh dưỡng là do ảnh hưởng

của lũ đem lại trong khi do than bùn nghèo chất dinh dưỡng vì nước trong và nước
trong mỏ than bùn chủ yếu là nước mưa.
Than bùn cũng có thể phân loại theo tính chất hóa học vốn có của nó. Sự
phân loại này chủ yếu dựa trên các hợp chất hóa học hữu cơ của than bùn. Đó là
thành phần các hợp chất hữu cơ tan trong nước, tan trong ete, trong rượi, hàm
lượng của xeluloz, lignin, axit humic…
Các đặc điểm này dùng để đánh giá hướng sử dụng của than bùn trong công
nghệ và dự đoán tốc độ phân giải của than bùn.
III.1.3.Phân loại theo nguồn gốc thực vật
Phân loại than bùn theo nguồn gốc thự vật dựa trên kết quả phân tích thạnh
phần của thực vật tạo than. Tùy theo mức độ phân tích, phương pháp phân loại có
thể khác nhau.
a Khi một giống, loài khống chế trong thành phần của than bùn, than bùn
đã mang tên giống lọai đó. Ví dụ : một loại than bùn có thành phần thực vật tạo
than khống chế bởi giống Carex (>50%), than bùn được gọi tên là than bùn Carex.
Tương tự như thế, nếu loại than khống chế bởi Sphagnum fuscum hoặc Phragmité,
than bùn được mang tên than bùn Sphagnum fuscum hoặc than bùn
Phragmites.Khi có hai giống khống chế trong thành phần của thực vật tạo than,
giống nào ưu thế sẽ được đặt trước. Ví dụ một loại than bùn có thành phần của
thực vật tạo than khống chế bởi hai giống Carex và Sphagnum trong đó thành
phần của Carex trội hơn, than bùn được mang tên than bùn Carex-Sphagnum.
Trong một mỏ than có thể có nhiều lớp than khác nhau, trong đó mỗi lớp
ứng với một giai đoạn phát triển thì mỏ than đó cũng phân ra nhiều loại khác nhau.
Ví dụ, mỏ than sau đây gồm 3 lớp thực vật khống chế: lớp sâu nhất khống chế bởi
giống Carex, lớp thứ hai khống chế bởi Equisetum, lớp trên cùng là Sphagnum.
Như vậy mỏ than có ba loại kể từ trên xuống :
-Than bùn Sphagnum
-Than bùn Equisetum
-Than bùn Carex
b-Đôi khi không xác định giống hoặc loại mà chỉ xác định tới họ. Ví dụ,

than bùn trong đó thành phần vật liệu của thực vật được khống chế bởi họ Cói
(Cyperaceae ) hoặc họ Rêu (Sphagnaceae), than bùn sẽ được mang tên của họ đó :
than bùn Syperaceae, than bùn Sphagnaceae…
c-Sự phân loại có thể dựa trên tổ hợp thực vật cùng sống thích nghi trong
cùng một môi trường. Ví dụ : than bùn cây bụi, than bun thân thảo, than bùn thân
gỗ, than bùn rừng ngập mặn. Tùy theo mức độ khống chế của từng nhóm, ta có
thể đặt tên cho nhiều loại than bùn khác nhau : than bùn thân gỗ-thân thảo.
Ở đây cũng cần lưu ý trong cùng một mỏ than có nhiều lớp than bùn khác
nhau do điều kiên phát triển thực vật khác nhau trong quá trình đầm lầy hóa. Ví dụ
than bùn ven biển Nam Việt Nam thường có các lớp khác nhau từ dứơi lên : than
bùn đầm lầy măn, than bùn đầm lầy lợ và trên cùng là than bùn đầm lầy ngọt.
Than bùn đầm lầy mặn được khống chế bởi thực vật rừng ngập mặn.
Phân loại than bùn theo nguồn gốc thực vật là phân loại khá thực tế. Vì vậy,
nếu xác định được thành phần thực vật, ta có thể hiểu được đặc điểm của mỏ than
bùn liên quan. Ví dụ, than bùn được hình thành từ lau, sậy thường có hàm lượng
nitơ gấp 2-4 lần than bùn Rêu Sphagnum. Than bùn ven biển Việt Nam là loại
than bùn giàu pyrit.
III.1.4.Phân loại dựa trên độ phân hủy
Mức độ phân hủy hay mức độ hóa mùn của than bùn đặc trưng cho mức độ
chuyển hóa các chất hữu cơ trong xác thực vật để tạo thành than bùn. Mức độ
phân hủy càng cao, quá trình biến đổi càng sâu. Theo chiều hướng đó, các chất
như axit humic, bitum sẽ càng nhiều. Các hợp chất dễ thủy phân và ít bền vững
càng giảm.Thường có 2 phương pháp tính mức độ phân hủy , phương pháp ngoài
thực địa và phương pháp trong phòng thí nghiệm.
a-Phương pháp ngoài thực địa
Von Post và Granlund (1976) chia than bùn ra là 10 cấp khác nhau và được
kí hiệu từ H1 đến H10. Cấp H1 là loại than bùn ít phân hủy và sáng màu, cấp H10
là loại than bùn phân hủy nhiều nhất, tối màu và ở dạng keo.
-Than bùn hoàn toàn không phan hủy (H1) : khi vắt trong tay, nước thoát ra là
nước trong. Di tích thực vật có hình thù rõ ràng và dễ xác định.

-Than bùn hầu như khong phân hủy (H2): khi vắt trong tay, nước thoát ra là nước
trong hoặc nước hơi vàng. Di tích thực vật có hình thù rõ ràng và dễ xác định.
-Than bùn phân hủy rất ít (H3) : khi vắt trong tay, nước thoát ra có màu nâu. Di
tích thực vật có hình thù và còn xác định được.
-Than bùn phân hủy ít (H4) : khi vắt trong tay, nước thoát ra có màu đen, nhưng
than bùn không phều ra giữa các ngón tay. Di tích thực vật hơi khó xác định được.
-Than bùn phân hủy trung bình (H5): khi vắt trong tay, nước thoát ra có màu nâu
sẫm với một ít than bùn phều ra giữa các ngón tay. Di tích thực vật không xác định
dược.
-Than bùn phân hủy khá (H6): khi vắt trong tay khoản 1/3 than bùn phều ra giữa
các ngón tay. Cấu trúc than bùn là một thứ bùn nhão. Di tích thực vật là hoàn toàn
không thể xác định được.
-Than bùn phân hủy cao (H7): khi vắt trong tay, khoản 1 /2 than bùn phều ra giữa
các ngón tay và nước thoát ra có màu rất đen.
-Than bùn phân hủy rất cao (H8) : khi vắt trong tay, khoảng 2/3 than bùn phều ra
giữa các ngón tay. Di tích thực vật ít.
-Than bùn phân hủy gần hoàn tòan (H9) : khi vắt trong tay, than bùn tạo thành một
thứ hồ nhão khá đồng nhất. Di tích thực vật rất ít.
-Than bùn phân hủy hoàn toàn ( H10) : khi vắt trong tay, tất cả than bùn ướt đều
phều ra giữa các ngon tay.
b-Phương pháp trong phòng thí nghiệm
Độ phân hủy của than bùn được tính bằng tỉ lệ giữa lượng thực vật đã phân
hủy ( phần mùn ) và tổng lượng thực vật trong mẫu rồi tính tỷ lệ giữa chúng. Có
nhiều phương pháp để tính 2 thành phần nói trên : rây, ly tâm, kính hiển vi.
Dựa trên mức độ phân hủy (R%) có thể phân chia than bùn thành các loại
sau đây :
R= 1-20 : Than bùn phân hủy thấp
R= 21- 34 : Than bùn phân hủy trung bình
R> 35 : Than bùn phân hủy cao.
III.2.Định hướng sử dụng

Sau khi đã xác định và phân loại than bùn theo các tiêu chuẩn trên đây, có
thể định hướng một cách sơ bộ việc sử dụng chúng sao cho thích hợp nhất.
Đối với loại than bùn có độ phân hủy thấp, trong đó sẽ chứa nhiều xenluloz và nếu
chứa ít tro, ít lưu huỳnh là nguyên liệu thích hợp để sản xuất thức ăn bổ sung cho
gia súc bằng con đường thủy phân. Hơn nữa, than bùn có độ phân hủy thấp thường
có khả năng hấp thụ lớn, tỉ trọng nhỏ, nhẹ, nhiệt lượng cháy nhỏ thích hợp cho
việc độn, lót chuồng trại tại trại chăn nuôi hoặc làm các vật liệu cách âm, cách
nhiệt.
Đối với loại than bùn có độ phân hủy cao đều có hàm lượng bitum cao, tỷ
trọng lớn, nhiệt lượng cháy cao, đặc biệt là hàm lượng axit humic rất cao. Các loại
than bùn này là nguyên liệu rất thích hợp cho việc sản xuất than hoạt tính, sáp,
nhựa, axit humic hoặc chế biến phân bón, chất kích thích tăng trưởng.
III.2.1/Sử dụng than bùn làm giá đỡ để chuyển NPK vào đất
Ngoài đặc tính hoá học đã nêu trên đây, than bùn còn có một tính chất vật lý rất
quan trọng là có cấu trúc lỗ xốp rất phát triển. Đó là di sản của quá trình phân hủy
các thành phần dễ bị phân hủy của xác thực vật để lại trong điều kiện sự lắng đọng
ở đầm lầy nhưng bị vùi sâu trong lòng đất.
Trong quá trình sử dụng than bùn làm phân bón,vì than bùn không chứa
chất dinh dưỡng, nên cần phải bổ sung các thành phần dinh dưỡng đa lượng
(N,P,K) hoặc vi lượng(Mo,Mn,Fe,B…). Việc bổ sung này thực hiện bằng cách cho
phối trộn và ủ chúng với than bùn. Chính nhờ cấu trúc xốp của than bùn đã
“nhốt”giữ các thành phần dinh dưỡng bổ sung vào trong các lỗ xốp của than bùn,
tạo ra một kho tồn trữ các chất dinh dưỡng, giúp cho các chất dinh dưỡng không bị
hoà tan nhanh, làm trôi rữa theo nước gây thất thoát chất dinh dưỡng hoặc theo
nước thấm xuống các tầng đất sâu mà rễ cây không tới được, hơn thế, làm ô nhiễm
các nguồn nước ngầm. Nhờ được “ nhốt” trong hệ thống lỗ xốp của than bùn, các
chất dinh dưỡng sẽ được tiết ra từ từ, nhờ vậy cây trồng có đủ thời gian để sử dụng
hết số chất dinh dưỡng đã được cung cấp, tiết kiệm ít nhất 30% so với cách bón
trực tiếp.
Các lớp than bùn với hệ thống lỗ xốp

nhốt giữ cation khi chưa có nước
Khi có nước bị trương nở
Khi có nước, các nguyên tố vi lượng bắt đầu chuyển dịch ra khỏi lỗ xốp bằng liên
kết với oxy của nước liên kết, bắt đầu quá trình cung cấp dinh dưỡng cho cây.