Luận Văn Ứng dụng than bùn trong hấp thụ các chất vô cơ

1.1. THAN BÙN VÀ SỰ HÌNH THÀNH THAN BÙN [14]

Than bùn là sản phẩm phân hủy của thực vật, màu đen hoặc nâu. 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%.
Than bùn là loại vật liệu có thể chứa tới 50 – 60% carbon khi khô.

Than bùn được hình thành do 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 sống. 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 hoặc mùn hóa là kết quả của sự phân hủy của thực vật dưới tác động của các vi sinh vật (vi khuẩn, nấm). Hiện tượng này đòi hỏi một thời gian lâu dài hàng trăm hoặc hàng ngàn năm.

1.2. THÀNH PHẦN CỦA THAN BÙN [14][43]

1.2.1. Hợp chất hữu cơ và thành phần nguyên tố

1.2.1.1 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. Những nghiên cứu về than bùn đã xác định được 5 nhóm hợp chất hữu cơ căn bản trong than bùn sau đây:
+ Các chất hữu cơ 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 este và rượu: gồm axit béo, sáp, resin, Thành phần các hợp chất này dao động trong một khoảng rộng, liên quan chặt chẽ đến thực vật tạo than và càng tăng khi tuổi than càng lớn.
+ Xenluloz và hemixenluloz: chiếm khoảng 5 – 40%

+ Lignin và các 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. Thành phần này thường dao động trong khoảng 20 – 50%.
+ Hợp chất nitơ: thường chiếm một tỉ lệ thấp, dao động từ 0,3 – 4%.

Các thành phần hữu cơ trong than bùn có thể xếp loại theo các chất mùn và các chất không phải là chất mùn:
ã Các chất không phải mùn như các cacbuahydro, protein, aminoaxit, Các axit hữu cơ bậc thấp có trong than bùn được khoáng hóa nhanh bởi các vi sinh vật, vì vậy tuổi thọ của chúng trong đất rất ngắn.
ã Các chất mùn: ngược lại có cấu trúc phức tạp, có tính axit và thường có màu tối, chủ yếu là các hợp chất thơm đa điện li và một phần là các hợp chất chứa hyđro với khối lượng phân tử khoảng 300 đến 100.000. Chúng là những bậc trung gian của quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ trong bùn và ảnh hưởng đến khả năng hút nước, khả năng trao đổi ion của than bùn cũng như khả năng liên kết các ion kim loại.
Các thành phần hữu cơ trong than bùn có khả năng hấp phụ và trao đổi ion trong những điều kiện pH thích hợp.

1.2.1.2 Thành phần nguyên tố

Đây là tỉ lệ phần trăm của các nguyên tố trong than. Thành phân 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.
.




Trong các nguyên tố tạo than, thành phần carbon, oxy, hydro là nổi bật vì nó chiếm hầu hết thành phần của than. Phần còn lại dành cho nhiều khoáng chất khác, trong đó mỗi khoáng chất chỉ chiếm một tỉ lệ rất nhỏ. Các nguyên tố thường gặp trong các loại than bùn là: N, P, K, Na, S, Al, Fe

1.2.2. Chất mùn

Chất mùn là sản phẩm phân hủy các chất hữu. Chất mùn hiện diện dưới dạng keo giàu carbon, thường có màu 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 axit và đặc biệt là 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 các loại nấm.
Thành phần hóa học của chất mùn gồm có: carbon, oxy, hydro và nitơ. Ngoài các chất cơ bản trên đây, chất mùn còn chứa lưu huỳnh, photpho, natri, kali, canxi và một số nguyên tố vi lượng khác.