I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu
Luận án tập trung vào việc nghiên cứu khả năng hấp phụ dinh dưỡng và giảm phát thải khí nhà kính của than trấu và than lục bình. Mục tiêu tổng quát là góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường và phát thải khí nhà kính từ các hoạt động nông nghiệp. Cụ thể, nghiên cứu nhằm chế tạo than sinh học từ trấu và lục bình, xác định khả năng hấp phụ dinh dưỡng từ nước thải biogas, và ứng dụng than sinh học trong việc cải thiện sinh trưởng cây trồng cũng như giảm phát thải khí nhà kính trong canh tác lúa.
1.1. Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu nhằm đánh giá khả năng hấp phụ dinh dưỡng và giảm phát thải khí nhà kính của than trấu và than lục bình, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường và phát thải khí nhà kính từ các hoạt động nông nghiệp.
1.2. Mục tiêu cụ thể
Chế tạo than trấu và than lục bình từ phế phẩm nông nghiệp, xác định khả năng hấp phụ dinh dưỡng từ nước thải biogas, và ứng dụng than sinh học trong việc cải thiện sinh trưởng cây trồng cũng như giảm phát thải khí nhà kính trong canh tác lúa.
II. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng phương pháp nhiệt phân để chế tạo than trấu và than lục bình ở các nhiệt độ 500°C, 700°C, và 900°C. Các thí nghiệm được thiết kế để đánh giá khả năng hấp phụ ammonium (NH4+) và nitrate (NO3−) từ nước thải biogas. Ngoài ra, nghiên cứu cũng tiến hành thí nghiệm sinh trưởng cây rau muống và đo lường phát thải khí nhà kính trong canh tác lúa khi sử dụng than sinh học.
2.1. Chế tạo than sinh học
Than trấu và than lục bình được sản xuất bằng phương pháp nhiệt phân ở các nhiệt độ 500°C, 700°C, và 900°C. Quá trình này giúp tạo ra than sinh học có cấu trúc xốp và diện tích bề mặt lớn, phù hợp cho việc hấp phụ dinh dưỡng.
2.2. Đánh giá khả năng hấp phụ
Các thí nghiệm được thực hiện để đánh giá khả năng hấp phụ ammonium (NH4+) và nitrate (NO3−) của than trấu và than lục bình từ nước thải biogas. Kết quả cho thấy than sinh học nhiệt phân ở 700°C có hiệu suất hấp phụ cao nhất.
III. Kết quả và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy than trấu và than lục bình nhiệt phân ở 700°C có khả năng hấp phụ ammonium và nitrate hiệu quả. Than sinh học cũng giúp cải thiện sinh trưởng của cây rau muống và giảm phát thải khí nhà kính trong canh tác lúa. Cụ thể, việc bổ sung 20 tấn/ha than sinh học giúp giảm phát thải CH4 và N2O đáng kể.
3.1. Khả năng hấp phụ dinh dưỡng
Than trấu và than lục bình nhiệt phân ở 700°C có khả năng hấp phụ ammonium và nitrate từ nước thải biogas với hiệu suất lần lượt là 24,71% và 26,71%. Mô hình Langmuir phù hợp hơn mô hình Freundlich trong việc mô tả quá trình hấp phụ.
3.2. Ứng dụng trong nông nghiệp
Than sinh học sau hấp phụ được sử dụng làm chất mang dinh dưỡng cho cây rau muống, giúp tăng chiều cao, số lá, và sinh khối của cây. Ngoài ra, việc bổ sung than sinh học vào đất trồng lúa giúp giảm phát thải CH4 và N2O, góp phần bảo vệ môi trường.
IV. Kết luận và đề xuất
Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của than trấu và than lục bình trong việc hấp phụ dinh dưỡng và giảm phát thải khí nhà kính. Than sinh học không chỉ giúp xử lý ô nhiễm môi trường mà còn cải thiện năng suất cây trồng và giảm phát thải khí nhà kính. Đề xuất tiếp tục nghiên cứu ứng dụng than sinh học trong các lĩnh vực khác như xử lý nước thải và cải tạo đất.
4.1. Kết luận
Than trấu và than lục bình nhiệt phân ở 700°C có khả năng hấp phụ dinh dưỡng hiệu quả và giảm phát thải khí nhà kính. Than sinh học là giải pháp tiềm năng trong việc bảo vệ môi trường và nâng cao năng suất nông nghiệp.
4.2. Đề xuất
Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng than sinh học trong các lĩnh vực khác như xử lý nước thải, cải tạo đất, và giảm phát thải khí nhà kính trong các hoạt động nông nghiệp khác.
