Sharing Chemistry with the Community

Hóa học đằng sau mùi của toilet

Bài đăng hôm nay đánh dấu một sự thay đổi nhẹ cho loạt bài viết về hóa học mùi hương. Cho đến nay, chúng ta chủ yếu nhìn vào những mùi hương dễ chịu, nhưng hôm nay chúng ta sẽ đề cập đến một loại mùi hương không mấy dễ chịu chút nào đó chính là mùi của nhà vệ sinh, và cụ thể hơn là chất thải của con người.

Đây là loại mùi mà ai trong số chúng ta cũng gặp. Nó có vẻ giống như một thứ gì đó của một chủ đề trẻ con, nhưng có một số hợp chất hóa học thú vị có trong các vật liệu chúng ta trục xuất khỏi cơ thể hàng ngày. Ngoài ra còn có những lý do khác để kiểm tra các hợp chất này, và chúng ta sẽ khám phá nó ngay trong bài viết này.

Phân và nước tiểu

Đầu tiên, chúng ta sẽ thảo luận ngắn gọn về những gì tạo nên phân và nước tiểu. Cả hai đều bao gồm chủ yếu là nước, với hàm lượng nước chính xác bị biến đổi. Đối với phân, phần còn lại là hỗn hợp sinh khối vi khuẩn từ ruột, protein và các hợp chất chứa nitơ và các chất không tiêu hóa khác.

Nước tiểu chứa nhiều chất rắn hữu cơ hòa tan, với urê là thành phần chính trong số này, trên 50%. Urea là một chất rắn không màu và không mùi, cơ thể chúng ta sử dụng để vứt bỏ amoniac, chính nó được tạo ra do sự trao đổi chất của protein.

Vậy thì cái gì tạo ra mùi chất thải của con người?

Thực tế, có nhiều thành phần hóa học đóng góp, phần lớn có thể được chia thành ba nhóm lớn là: các axit béo, các hợp chất chứa lưu huỳnh và các hợp chất chứa nitơ. Trong số ba loại thì các axit béo có xu hướng hiện diện trong phân ở nồng độ cao nhất.

Các axit béo

Một loạt các axit béo đã được phát hiện trong mùi của phân người; một trong số đó là axit ethanoic (axit acetic), mà tất nhiên thường được gọi là giấm. Tuy nhiên, sự đóng góp của nó đối với mùi tổng thể là thấp. Quan trọng hơn nhiều là các axit béo chuỗi dài hơn, axit butanoic (axit butyric) và pentanoic (axit valeric).

Axit butanoic thực sự là thành phần gây mùi chính của nôn mửa ở người, hương thơm của chúng như thế nào thì chắc bạn cũng biết rồi nhé! Axit Pentanoic có mùi khó chịu tương tự, và cả hai cùng nhau tạo ra một mùi giống như mùi “nông trại”. Điều này cũng được đóng góp bởi một hợp chất không phù hợp với ba loại, para-cresol, cũng là một thành phần chính đóng góp trong mùi của lợn.

Các hợp chất chứa lưu huỳnh

Trong khi các axit béo có thể có nồng độ cao hơn, thì điều quan trọng hơn khi nói đến khứu giác là “ngưỡng mùi” của một hợp chất. Đây là nồng độ của hợp chất cần thiết cho mũi của con người để phát hiện nó. Đối với các hợp chất chứa lưu huỳnh, ngưỡng này rất thấp, nghĩa là ngay cả một lượng nhỏ chúng cũng có thể được phát hiện bằng mũi của chúng ta. Các hợp chất chứa lưu huỳnh như hydrogen sulfide và methanethiol (cả hai thành phần chính của mùi đầy hơi) là những chất đóng góp chính cho mùi hôi khó chịu.

Các hợp chất chứa nitơ

Nhóm cuối cùng, các hợp chất chứa nitơ, là không bình thường ở chỗ đối với một số trong số chúng, mùi của chúng thực sự khác nhau ở các nồng độ khác nhau. Indole và skatole được đặt tên thích hợp đều được tìm thấy trong phân người, và đóng góp mùi động vật, phân.

Tuy nhiên, ở nồng độ rất thấp, cả hai đều có mùi hoa dễ chịu, và thậm chí còn được tìm thấy trong một số loại hoa, và được sử dụng trong nước hoa. Mặc dù chúng ta vẫn chưa biết về tất cả các sắc thái của khứu giác, nhưng lý thuyết là vì nó liên kết với các thụ thể khứu giác khác nhau ở mũi của chúng ta ở các nồng độ khác nhau, một phần của phân tử, ở nồng độ cao hơn.

Các hợp chất chứa nitơ khác cũng được tìm thấy trong nước tiểu. Một số lượng lớn các hợp chất khác nhau có thể ảnh hưởng đến mùi nước tiểu, và nó có thể bị ảnh hưởng bởi chế độ ăn uống (thí dụ như bạn uống cafe thì nước tiểu của bạn có mùi gì, thì những người đã trải qua những ảnh hưởng của việc này có thể chứng thực).

Trong khi urea trong nước tiểu không mùi, nó có thể nhanh chóng phân hủy thành các hợp chất chứa nitơ khác, chẳng hạn như amoniac và trimethylamine. Amoniac có mùi hăng, nhưng ngưỡng mùi cao hơn trimethylamine, có mùi tanh – và thực chất là hợp chất chịu trách nhiệm về mùi cá. Các hợp chất này liên tục được tạo ra khi urea phân hủy, điều này giải thích tại sao nước tiểu cũ lại có mùi hôi hơn nước tiểu tươi.

Thú vị về mùi của chất thải con người

Tại thời điểm này, bạn có thể tự hỏi tại sao chúng ta muốn biết rất nhiều về các nguyên nhân hóa học của mùi hôi thối của chất thải của con người. Dĩ nhiên, có một lý do rõ ràng: chúng ta càng biết nhiều về các hóa chất gây ra mùi hôi thì các chất làm tươi mới không khí (air-fresher) tốt hơn, chúng ta có thể thiết kế để chống lại và trung hòa nó. Bất cứ ai từng sử dụng một nhà vệ sinh di động tại một lễ hội sẽ đánh giá cao những lợi ích của việc này.

Ngoài ra, chúng ta có thể phân biệt thông tin về sức khỏe của một người từ mùi phân của họ. Không có gì khó chịu, các nhà hóa học đã thực hiện các nghiên cứu trong đó họ đã cố gắng kết hợp nồng độ của một số hợp chất dễ bay hơi này với tỷ lệ mắc bệnh ở các đối tượng thử nghiệm, để thử và phát triển các phương pháp mới dùng để chẩn đoán các tình trạng như ung thư và rối loạn gan.

Như vậy là chúng ta đã hiểu về hóa học đằng sau mùi của toilet rùi nhé! Tuy chúng có mùi không dễ chịu chút nào nhưng dựa trên mùi và màu sắc của chúng, người ta cũng có thể biết được tình hình sức khỏe của bạn nữa đó.

Tham khảo Compound InterestHiroshi Sato và tổng hợp.

Trả lời