I. Giới thiệu
Luận án tiến sĩ này tập trung vào việc nghiên cứu khả năng hấp phụ dinh dưỡng và giảm phát thải khí nhà kính của hai loại than sinh học: than tre (Bambusa Blumeana) và than tràm (Melaleuca Cajuput). Tình trạng ô nhiễm môi trường do hoạt động nông nghiệp tại Đồng bằng sông Cửu Long đang trở thành vấn đề nghiêm trọng. Nguồn nước thải từ các hầm biogas chứa nồng độ ion hòa tan cao, đặc biệt là ion NH4+ và NO3-, có thể gây ô nhiễm nghiêm trọng. Nghiên cứu này nhằm đánh giá hiệu quả của than sinh học trong việc hấp phụ các ion này và giảm thiểu phát thải khí nhà kính như CH4 và N2O trong quá trình canh tác.
1.1. Tính cấp thiết của nghiên cứu
Nghiên cứu này được thực hiện trong bối cảnh môi trường đang bị đe dọa bởi ô nhiễm từ hoạt động nông nghiệp. Việc sử dụng than sinh học không chỉ giúp xử lý nước thải mà còn có thể cải thiện chất lượng đất và giảm phát thải khí nhà kính. Theo các nghiên cứu trước đây, than sinh học có khả năng hấp phụ ion dinh dưỡng hiệu quả, từ đó giúp cải thiện năng suất cây trồng và bảo vệ môi trường. Việc tìm hiểu sâu về khả năng hấp phụ dinh dưỡng của than tre và than tràm sẽ cung cấp những thông tin quý giá cho việc phát triển nông nghiệp bền vững.
II. Phương pháp nghiên cứu
Luận án đã thực hiện một loạt các thí nghiệm trong khoảng thời gian từ năm 2018 đến 2020, bao gồm thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và thí nghiệm trong nhà lưới tại Trường Đại học Cần Thơ. Các thí nghiệm được thiết kế để đánh giá khả năng hấp phụ của than sinh học đối với ion NH4+ và NO3- trong nước thải sau biogas. Kết quả cho thấy than tre và than tràm có khả năng hấp phụ ion NH4+ hiệu quả trong điều kiện pH=8 và thời gian hấp phụ 15 phút, với dung lượng hấp phụ tối đa đạt từ 3,24 đến 5,4 mg/g. Đối với ion NO3-, khả năng hấp phụ tối đa của than tre và than tràm lần lượt là 8,1 và 15,5 mg/g.
2.1. Thiết kế thí nghiệm
Các thí nghiệm được thực hiện theo phương pháp chính quy, bao gồm việc xác định các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ dinh dưỡng như pH, thời gian tiếp xúc, và liều lượng than sinh học. Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng việc bổ sung than sinh học vào đất trồng lúa không chỉ giúp hấp phụ ion dinh dưỡng mà còn làm giảm đáng kể lượng khí thải CH4 và N2O. Điều này chứng tỏ rằng than sinh học có thể đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện chất lượng đất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
III. Kết quả nghiên cứu
Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng than sinh học từ tre và tràm không chỉ giúp hấp phụ hiệu quả các ion dinh dưỡng mà còn giảm phát thải khí nhà kính. Cụ thể, lượng phát thải CH4 giảm từ 23,6% đến 47,1% so với đối chứng khi bổ sung than sinh học vào đất trồng lúa. Đối với đất trồng hoa màu, lượng khí thải N2O cũng giảm đến 60% so với nghiệm thức được bón urê. Những kết quả này khẳng định giá trị thực tiễn của việc sử dụng than sinh học trong nông nghiệp bền vững.
3.1. Đánh giá hiệu quả
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng than tre và than tràm có khả năng hấp phụ dinh dưỡng tốt, đồng thời giảm thiểu phát thải khí nhà kính. Việc áp dụng than sinh học vào thực tiễn nông nghiệp không chỉ giúp cải thiện năng suất cây trồng mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển nông nghiệp bền vững tại Đồng bằng sông Cửu Long, nơi mà ô nhiễm môi trường đang là vấn đề cấp bách.
