🥊 Nghiên Cứu Về Than Sinh Học

Giáo dục tập trung vào nghiên cứu khoa học, trang bị cho sinh viên các kỹ năng nghiên cứu học thuật: Bậc đào tạo: Cử nhân, thạc sĩ: Cử nhân, thạc sĩ, tiến sĩ: Thời gian học: Cử nhân 3,5 - 4,5 năm (210 - 270 tín chỉ) Thạc sĩ 1 - 1,5 năm (60 - 90 tín chỉ) Cử nhân 3 năm 2. Các phương pháp thường được dùng trong nghiên cứu và học tập sinh học: - Phương pháp quan sát: Lựa chọn đối tượng và phạm vi quan sát → Lựa chọn công cụ quan sát → Ghi chép số liệu. - Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm: + Phương pháp đảm bảo an toàn khi làm Giáo sư Vũ Tường là Trưởng khoa Chính trị học, và là Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Việt Mỹ, Đại học Oregon. Ông từng giảng dạy ở Trường Cao học Hải quân Hoa Kỳ (Bộ Hải quân Hoa Kỳ), nghiên cứu tại Đại học Princeton và Đại học Quốc gia Singapore. Lĩnh vực ông quan 1 Hướng dẫn viết sáng kiến kinh nghiệm và nghiên cứu khoa học năm học 2013-2014 Mon Sep 09, 2013 3:20 pm. Ngày 04/9/2013, Phòng Giáo dục và Đào tạo Dương Minh Châu đã ban hành Hướng dẫn số 763/HD-PGD&ĐT về việc Hướng dẫn viết sáng kiến kinh nghiệm và nghiên cứu khoa học năm Tôi là Mai Phương Thanh, nghiên cứu sinh khóa 35, Trường Đại học Y Hà Nội, chuyên ngành Dược lý và Độc chất, xin cam đoan: 1. Đây là luận án do bản thân tôi trực tiếp thực hiện dưới sự hướng dẫn của 1.2.1.Nguyên nhân và cơ chế bệnh sinh về suy sinh dục nam theo y 2.4. Sâu đục thân ngô Câu 1. Nghiên cứu mục 2.4 và quan sát Hình 13.5, mô tả đặc điểm hình thái và tập tính sinh học của sâu đục thân ngõ. Câu 2. Cần áp dụng biện pháp nào để phòng trừ sâu đục thân ngô? Than sinh học cải thiện khả năng giữ nước, ổn định cấu trúc đất và làm giảm mức độ thấm sâu của các chất trong đất: TSH không những làm thay đổi đặc tính hóa học đất mà còn ảnh hưởng tính chất lý học đất như khả năng giữ nước và đoàn lạp đất. Những tác dụng này có thể nâng cao lượng nước dễ tiêu cho cây trồng và giảm xói mòn đất. Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học sinh sản như hình thái, giới tính, giai đoạn phát triển của cá Nhệch (Pisodonophis boro) tại một số tỉnh ven biển miền Bắc (Hải Phòng, Nam vụ sinh sản của cá Nhệch tập trung từ tháng 5 đến tháng 7. Hệ số thành thục phụ thuộc vào Trước khi được đưa vào Sách vàng Sáng tạo Việt Nam 2021, nghiên cứu của nhóm học sinh Hà Nội từng đoạt giải Nhất cuộc thi Sáng tạo thanh thiếu niên, nhi đồng toàn quốc lần thứ 16 năm 2020 do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức. Minh Anh 3 học sinh Việt Nam được Tổ chức Sở hữu trí tuệ thế giới vinh danh znzxae. Mô tả sản phẩm Giới thiệu sản phẩm Từ thế kỷ 21, do các vấn đề nghiêm trọng về ô nhiễm môi trường và thiếu hụt năng lượng, các vật liệu tổng hợp sinh khối, bao gồm cả vật liệu tổng hợp tự nhiên, đã nhận được sự quan tâm rất lớn từ các nhà khoa học và nhà nghiên cứu. Trong giai đoạn gia cố, các loại thực vật như sợi đay, sợi chuối và bã mía,… đã được áp dụng thành công trong cả ma trận nhiệt dẻo. Là một quốc gia có nguồn tài nguyên mía lớn, Việt Nam là quốc gia nổi tiếng trên thế giới về sản xuất đường mía. Các đặc điểm hấp dẫn tự nhiên như chi phí thấp, yêu cầu năng lượng thấp, sẵn có dồi dào, tái tạo, không gây kích ứng da, cường độ cao hơn tỷ lệ trọng lượng, tỷ lệ khung hình cao L/D, và mô đun độ bền và độ đàn hồi cao, do đó cho thấy rất tốt tiềm năng thay thế sợi thủy tinh, cácbon hoặc các chất tổng hợp khác. Sợi thực vật có khả năng phân hủy sinh học và tỉ trọng thấp hơn nhiều so với sợi tổng hợp. Chúng có khả năng gia cường cho cả nhựa nhiệt rắn và nhiệt dẻo. Nhựa epoxy EP, là một trong những loại nhựa được sử dụng phổ biến, đã được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật khác nhau do tính chất cơ học tuyệt vời, kháng hóa chất và điện hóa. Một lượng lớn nghiên cứu đã được thực hiện để điều chỉnh các tính chất cơ học của Epoxy bằng cách thêm các chất tạo hạt vô cơ hoặc chất tổng hợp. Trong khi đó, một số nhà nghiên cứu đã cố gắng thêm các chất tự nhiên vào Epoxy để tạo ra hỗn hợp hiệu quả hơn và thân thiện với môi trường hơn. Với mong muốn bước đầu có thể tạo ra vật liệu nhựa sử dụng nguồn tài nguyên sẵn có là bã mía với độ bền cao và dễ phân hủy để thay thế cho sợi thủy tinh, cácbon thông thường nên em đã chọn nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu tái chế bã mía ứng dụng chế tạo vật liệu xanh thân thiện với môi trường có khả năng tự phân hủy sinh học” Tính năng cơ bản Ứng dụng chính của vật liệu composite gia cường sợi thực vật là thay thế nguồn nguyên liệu gỗ đang ngày càng cạn kiệt, thay thế vật liệu composite gia cường sợi tổng hợp trong các ứng dụng không đòi hỏi tính chất cơ lý cao, nhằm làm hạn chế sự ô nhiểm môi trường. Chúng có thể được sử dụng làm mái nhà, cửa, panô, bàn, ghế, … Một số sản phẩm cửa lùa và panô quảng cáo làm từ loại vật liệu này cũng đã có mặt trên thị trường. Làm vật liệu xây dựng và trang trí nội thất như cửa, mái hiên, thay thế ván ép làm bàn ghế, Xuất xứ sản phẩm cá nhân Mô tả cơ bản Tổng quan về vật liệu composite Vật liệu composite Vật liệu composite là vật liệu tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau tạo nên. Vật liệu gia cường và vật liệu nền nhằm tạo nên vật liệu mới có tính chất vượt trội so với từng vật liệu riêng lẻ. Độ bền của composite phụ thuộc vào hàm lượng, sự sắp xếp, loại sợi và pha nền. Vật liệu composite gia cường sợi thực vật Vật liệu composite gia cường sợi thực vật ở đây là loại vật liệu composite mà pha gia cường có nguồn gốc từ sợi của các loại thực vật như bã mía, đay, gai dầu, lanh,... Sợi thực vật là nguồn vật liệu phân hủy sinh học có ở khắp nơi trên thế giới. Các nghiên cứu gần đây cho thấy sơi thực vật có thể dùng làm pha gia cường trong vật liệu polymer composite nhằm thay thế pha gia cường sợi tổng hợp không tái sinh được [2]. Trước đây, vật liệu polymer composite thường đi liền với pha nền nhựa nhiệt rắn hay nhiệt dẻo và pha gia cường thường là các loại sợi như cácbon, thủy tinh,... Tuy nhiên trong những năm gần đây, loại vật liệu composite với pha gia cường sợi thực vật đang thu hút sự quan tâm vì đây là giải pháp hiệu quả để giải quyết các vấn đề về giá trị kinh tế, môi trường và sự cạn kiệt mỏ dầu,... Các loại sợi thực vật thường được nghiên cứu như sợi lanh, gai dầu, cọ dầu, đay, chuối, bã mía, cotton, chà là, vỏ trấu và bã mía,... [3] So với các loại sợi tổng hợp như cácbon, aramide, boron và sợi thủy tinh, ... sợi thực vật nói chung và sợi bã mía nói riêng có nhiều lợi thế hơn như giá rẻ, dễ tái sinh, dễ phân hủy, ít gây ô nhiểm môi trường và tận dụng được nguồn nguyên liệu có sẵn ở địa phương, Yêu cầu đối với cơ sở hạ tầng cần thiết để triển khai ứng dụng sản phẩm Bã mía là phần phế thải trong quá trình chế biến đường từ cây mía Loh et al., 2013. Cây mía đường, sacchahrum officianum, là loài thân thảo, cao 2 – 4 m, thân có chia đốt, đường kính có thể tới 40 – 60 mm. Mía đường là cây trồng có nhiều ưu điểm và có giá trị kinh tế cao và là một trong các nguyên liệu quan trọng của ngành công nghiệp chế biến đường nên được trồng ở nhiều địa phương trên cả nước. Bã mía sau khi ép tách đường còn chứa khoảng 50% ẩm và 1 – 2% đường. Trong thời gian qua, các ứng dụng của bã mía chưa được khai thác triệt để, chỉ dừng lại ở việc dùng làm nhiên liệu đốt lò hoặc làm bột giấy, và ván ép dùng trong xây dựng, …Loh et al., 2013 Hơn nữa, việc tận dụng bã mía làm nhiên liệu thông qua quá trình đốt cháy trực tiếp có thể gây ra các vấn đề môi trường. Nếu composite có thể được sản xuất từ nguyên liệu này sẽ mang lại lợi ích cả về môi trường và kinh tế Salit, 2014; Verma et al., 2012. Chính vì vậy, việc nghiên cứu ứng dụng bã mía trong sản xuất composite là rất cần thiết. Sản phẩm được phát triển trong khoảng thời gian 1 năm Số người tham gia làm 1 Sản phẩm có mặt trên thị trường hoặc đưa vào ứng dụng rộng rãi trong khoảng thời gian 1-3 năm Phạm vi thị trường và ngành ứng dụng doanh nghiệp Tiêu chí tự đánh giá sản phẩm ý tưởng dự thi Tính sáng tạo, đổi mới và công nghệ Cây bã mía có giá trị kinh tế và ý nghĩa văn hóa cao đối với nước ta. Chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ các vật dụng trong nhà đơn giản đến các ứng dụng công nghiệp. Ứng dụng chính của bã mía là làm giấy và bột giấy, nhạc cụ, vũ khí, bè, cầu, củi, thức ăn, đồ đựng thức ăn, đồ thủ công mỹ nghệ và trang trí nội thất, .... Trong những năm gần đây, sợi bã mía được nghiên cứu làm pha gia cường trong vật liệu composite. Sự phát triển nhanh của bã mía khiến chúng trở nên càng phổ biến. Tính ứng dụng Cây bã mía có giá trị kinh tế và ý nghĩa văn hóa cao đối với nước ta. Chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ các vật dụng trong nhà đơn giản đến các ứng dụng công nghiệp. Ứng dụng chính của bã mía là làm giấy và bột giấy, nhạc cụ, vũ khí, bè, cầu, củi, thức ăn, đồ đựng thức ăn, đồ thủ công mỹ nghệ và trang trí nội thất.... Trong những năm gần đây, sợi bã mía được nghiên cứu làm pha gia cường trong vật liệu composite. Sự phát triển nhanh của bã mía khiến chúng trở nên càng phổ biến. Tính hiệu quả Theo tài liệu nghiên cứu về chế tạo vật liệu composite nhựa epoxy gia cường bằng sợi bã mía [10], hàm lượng sợi gia cường thỏa mãn độ bền kéo, độ bền va đập và độ bền uốn tốt nhất là 20% so với nhựa nền. Chính vì vậy, trong đề tài này, chúng tôi sử dụng hàm lượng sợi bã mía gia cường là 20% khối lượng nhựa nền. Dựa vào các khảo sát trong nghiên cứu các tỉ lệ đóng rắn nhựa nền Epoxy Epikote 240 với chất đóng rắn DETA [11]. Công trình nghiên cứu đã chọn hàm lượng chất đóng rắn chiếm 12,96% khối lượng nhựa nền để thực hiện nghiên cứu. Sợi bã mía được xử lý bằng 5% dung dịch NaOH đã được sử dụng để điều chế sợi bã mía vật liệu tổng hợp. Sợi bã mía thu được như hình a, b, đường kính và chiều dài sợi phù hợp để chế tạo vật liệu compozit nền polyme. Hình cho thấy việc chế tạo vật liệu compozit nền epoxy gia cường bởi lai ghép giữa sợi thực vật và sợi thủy tinh đã thành công, sự kết dính đạt yêu cầu. HÌNH THÁI CẤU TRÚC CỦA VẬT LIỆU COMPOZIT Khả năng tương thích giữa sợi tự nhiên và ma trận nhựa là một trong những yếu tố quyết định ảnh hưởng đến tính chất cơ học và nhiệt của vật liệu tổng hợp. Do đó, trong nghiên cứu này, chúng tôi đã nghiên cứu hình thái cấu trúc ở các độ phân giải khác nhau của bề mặt gẫy vật liệu. Như được hiển thị trong hình các điểm dữ liệu về các vùng giao diện giữa nhựa và sợi bã mía cho thấy sự tương hợp là rất tốt, sợi bã mía vẫn còn bám chặt trên nền nhựa hình mũi tên đỏ, đặc biệt khi có thêm phụ gia nano xem hình Rõ ràng là sợi bã mía được xử lý 5% khối lượng NaOH thể hiện cường độ tương hợp tốt mặc dù sử dụng nồng độ NaOH là thấp so với các công trình đã công bố, phù hợp với các quan sát SEM. Tiềm năng phát triển Sau thời gian thực hiện đề tài “Nghiên cứu tái chế bã mía ứng dụng chế tạo vật liệu xanh thân thiện với môi trường có khả năng tự phân hủy sinh học” em đã đi đến các kết luận 1. Đã chế tạo được 4 loại mẫu vật liệu với các tỷ lệ lần lượt là Epoxy epikote 240 – DETA–Bã mía – 10%; Epoxy epikote 240 – DETA – Bã mía – 20%; Epoxy epikote 240 – DETA – Bã mía – 30% và Epoxy-DETA. 2. Đã khảo sát hình thái cấu trúc của vật liệu nền nhựa polyester khi tỉ lệ bã mía/nhựa polyester là 10%, 20% và có sợi thủy tinh. Kết quả cho thấy mẫu vật liệu ở tỷ lệ bã mía/nhựa polyester là 10% cho thấy mức độ dàn đều và liên kết giữa nhựa và vật liệu gia cường cao nhất. 3. Đã xác định tính chất cơ học gồm độ bền kéo, độ bền uốn, độ bền nén và độ bền va đập của 4 loại mẫu vật liệu chế tạo được, kết quả cho thấy mẫu vật liệu ở tỷ lệ mẫu Epoxy-DETA là 50/100 PKL cho độ bền cơ học cao nhất sau đó đến tỉ lệ mẫu Epoxy epikote 240 – DETA–Bã mía – 10% cao thứ hai và cũng chênh lệch nhiều so với mẫu Epoxy-DETA. Như vậy, tổ hợp vật liệu có thành phần chất Epoxy epikote 240 – DETA–Bã mía – 10% cho các tính chất cơ lý hoá tốt nhất nên được chọn chế tạo vật liệu nanocomposite nền nhựa epoxy. Tình trạng ô nhiễm môi trường trầm trọng từ khí thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt quá lớn, khai thác tài nguyên đất cạn kiệt dẫn đến bạc màu, xói mòn, năng suất nông nghiệp giảm sút, diện tích trồng trọt thu hẹp do hiện tượng sa mạc hóa. Bên cạnh đó, việc sử dụng các sản phẩm,thức ăn, phân bón hóa chất độc hại cho cây trồng và vật nuôi để tăng năng suất đã và đang làm gia tăng các bệnh tật nguy hiểm ở con người, suy giảm tuổi thọ. Đối mặt với các vấn đề như vậy thì việc thế giới ngày càng quan tâm hơn đến chất lượng cuộc sống, đến môi trường sạch, an toàn là điều tất yếu. Và cuộc cách mạng xanh lần thứ 3 diễn ra chỉ còn là vấn đề về thời gian, trong đó lựa chọn ưu tiên số 1 sẽ mang tên Biochar than sinh học. Biochar giải quyết được hầu hết các vấn đề môi trường cấp thiết như chống ô nhiễm nguồn đất, tăng năng suất cây trồng, bảo vệ môi trường khỏi hiệu ứng nhà kính… 1. Khái niệm về than sinh học Cách đây 7000 ngàn năm ở khu vực sông Amazon người bản địa ở đây đã tạo ra được một lớp đất đen giúp nâng cao năng suất và lưu giữ độ màu mỡ của đất, người ta gọi lớp đất này là Terra Preta. nó được hình thành từ lá cây, xương động vật... trải qua quá trình phân hủy lâu dài nó tạo ra một lớp đất đen mang lại sự màu mỡ cho đất. Hiện nay, con người đã tạo ra được Biochar, một loại than sinh học mà sau một thời gian được chôn dưới đất nó sẽ phân hủy và cùng với môi trường xung quanh tạo ra lớp Terra Preta .Nó được mệnh danh là “vàng đen” vì những tác dụng quý báu của nó đối với nông nghiệp và môi trường. Cụ thể Than sinh học được dùng để chôn dưới đất, sau phân hủy sẽ cho ra một loại phân bón hữu cơ, đây là một loại phân bón tốt và thân thiện môi trường. Than sinh học có hàm lượng cacbon cao và đặc tính xốp giúp đất giữ nước, dưỡng chất và bảo vệ vi khuẩn có lợi cho đất. Than sinh học còn có đặc tính như một bể chứa Cacbon tự nhiên, cô lập và giữ khí CO2 trong đất 2. đặc tính của than sinh học tỷ lệ dinh dưỡng trong than sinh học Hầu hết than sinh học được tạo ra trong khoảng nhiệt độ từ 450oC - 550oC nên sẽ ảnh hưởng tới việc mất N và S Than sinh học sản xuất ở nhiệt độ cao800oC có pH và EC cao, mất NO3- trong khi ở nhiệt độ thấp 350oC lấy ra P, NH4+ và phenol. diện tích bề mặt riêng và vi lỗ trong than sinh học Diện tích bề mặt riêng và vi lỗ của than sinh học tăng theo nhiệt độ. Mặc dù cùng nguyên liệu nhưng công nghệ sản xuất khác nhau sẽ cho ra các loại than sinh học khác nhau. Than sinh học sản xuất ở nhiệt độ thấp <450oC có diện tích bề mặt riêng <10m2 /g. Vi lỗ đường kính < 2nm có ảnh hưởng đến việc tăng diện tích bề mặt khả năng trao đổi cation CEC Than sinh học sản xuất ở nhiệt độ thấp có khả năng trao đổi cation cao, trong khi than sinh học sản xuất ở nhiệt độ cao cao trên 600oC thì khả năng trao đổi cation rất ít hoặc không có. Do đó than sinh học bón cho đất không nên sản xuất ở nhiệt độ cao. Than sinh học có khả năng trao đổi cation có khả năng hấp thụ kim loại nặng và các hóa chất nông nghiệp như thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ trò của biochar than sinh học Than sinh học trong sử dụng làm phân hữu cơ có những yếu tố quan trọng đối với đất, như sau Cung cấp các nguyên tố có lợi cho quá trình phát triển và trưởng thành của cây, cải thiện tính chất vật lý, hóa học của đất, tạo điều kiện thuận lợi kích thích cho vi sinh vật có lợi phát triển. Than sinh học không những cải thiện hàm lượng dinh dưỡng dễ tiêu mà còn tăng cả khả năng giữ dinh dưỡng và nước trong đất do các yếu tố này được hấp thụ vào trong các khe hở của than sinh học. Ngoài việc cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết, trong than sinh học có các axít humic chứa các hóc môn có khả năng tăng trưởng cây trồng Nardi và cộng sự, 2000. Một số nghiên cứu còn cho thấy tác dụng của than sinh học đối với sinh trưởng và năng suất cây trồng còn cao hơn nếu bón kết hợp với phân khoáng Lehmann và cộng sự, 2002. Than sinh học được cho là có khả năng hấp thu các amoni từ dung dịch đất. Sự cố định đạm lên bề mặt than sinh học giúp làm giảm lượng đạm bị mất do thấm xuống đất. Làm tăng tỷ lệ nitrat hóa ở đất rừng tự nhiên đất loại này có tỷ lệ nitrat hóa tự nhiên rất thấp Có khả năng làm giảm sự bay hơi amoniac, bởi vì nó làm giảm amoni có trong dung dịch đất và làm tăng pH của đất, cả hai điều kiện giúp không hình thành amoniac và bay hơi. Ngoài ra,than sinh học được cho là có khả năng xúc tác khử oxit nitơ khí gây hiệu ứng nhà kính thành khí nitơ. Khử mùi và khử trùng tại các trại chăn nuôi. Người ta có thể sử dụng than sinh học kết hợp với chế phẩm vi sinh để làm lớp thảm sinh học cho các trại chăn nuôi gia cầm. Nâng cao chất lượng đất từ 80% đến 220%, tăng khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng của cây và chống xói mòn cho đất, đặc biệt là đất ở những địa hình không ổn định Làm cho chất thải hữu cơ thối rữa, giải phóng khí CO2 có hại vào khí quyển, và cho phép cây trồng lưu trữ CO2 mà nó hấp thu từ không khí trong quá trình quang hợp, một cách an toàn. Than sinh học hấp thu 50% CO2 từ sự hô hấp của cây để lưu giữ tạo ra các dạng năng lượng, đặc tính này của than sinh học là một hướng đi trong cuộc cách mạng bảo vệ môi trường, giảm thiểu hiệu ứng nhà kính. Nhiều nghiên cứu cho thấy khi bón than sinh học vào đất acid và đất nghèo dinh dưỡng kết hợp với bón phân thì cho năng suất cao hơn so với bón từng thứ riêng lẻ. Điểm chính khi bón than sinh học vào đất là làm tăng hiệu quả sử dụng phân đạm của cây trồng. Nhiều bằng chứng cho thấy năng suất không đổi khi giảm lượng phân đạm đáng kể đồng thời bón than sinh học. Ở những vùng đất bị nhiễm độc Cyanua do việc khai thác các mỏ kim loại thì bón than sinh học sẽ góp phần giúp tái táo và lọc chất độc trong đất. 4. Sản xuất than sinh học Đặt vấn đề Hàng năm, hoạt động sản xuất nông nghiệp trên thế giới tạo nên một lượng phế phụ phẩm rất lớn. Riêng đối với Việt Nam, theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, năm 2006, nước ta có khoảng 30 triệu tấn rơm rạ, 10-15 triệu tấn cám và trấu, 110-120 triệu tấn chất thải chăn nuôi [1]. Thực tế, lượng phế phụ phẩm nông nghiệp được xem là nguyên liệu đầu vào cho sản xuất phân bón hữu cơ, thức ăn chăn nuôi, làm chất đốt hoặc phục vụ các ngành công nghiệp. Tuy nhiên, phần lớn nguồn phế phụ phẩm vẫn chưa được tái sử dụng đúng cách, gây lãng phí tài nguyên và ô nhiễm môi trường đặc biệt là chất thải chăn nuôi, làm tăng lượng phát thải khí nhà kính khi sử dụng phế phụ phẩm cây trồng làm chất đốt theo phương pháp đốt thông thường. Bên cạnh đó, thực trạng nền đất canh tác đang bị thoái hóa, bạc màu trầm trọng càng đe dọa an ninh lương thực. Để giải quyết những thách thức này, các nhà khoa học trên thế giới đã đề nghị sản xuất và ứng dụng than sinh học biochar rộng rãi hơn nhằm mục đích phát triển bền vững ngành nông nghiệp và góp phần giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. Trong khoảng 10 năm trở lại đây, ở nước ta bắt đầu có một số nghiên cứu về sản xuất và ứng dụng than sinh học. Tuy nhiên, vẫn cần có thêm nhiều nghiên cứu và tài liệu biên dịch từ nước ngoài sang tiếng Việt nhằm giúp các nhà đầu tư, người canh tác, cơ quan quản lý và những nhà khoa học thuộc các chuyên ngành khác nhau hiểu được sức mạnh tổng hợp của than sinh học, từ đó đưa ra những giải pháp linh hoạt khi ứng dụng trong thực tế. Bài viết này điểm lại một số thông tin cơ bản về tác động của than sinh học đến sức khỏe đất và các ảnh hưởng tích cực đến sản xuất nông nghiệp bền vững. Than sinh học và tiềm năng ứng dụng Từ điển Wiktionary định nghĩa Than sinh học là sản phẩm của quá trình nhiệt phân vật liệu sinh học, hay còn gọi là sinh khối. Theo các tác giả của [2], đây là loại sản phẩm giàu cacbon được thu nhận từ sinh khối, như gỗ, phân chuồng hoặc lá cây, rác vườn khi bị làm nóng nung trong một hộp kín với ít hoặc không có không khí. Về thuật ngữ kỹ thuật, than sinh học được sản xuất thông qua quá trình nhiệt phân hợp chất hữu cơ trong điều kiện nguồn cung cấp oxy bị hạn chế và có nhiệt độ tương đối thấp <700oC. Hiện nay, các thiết bị sản xuất than sinh học sử dụng phương pháp khí hóa với tên thương mại là bếp sử dụng chất đốt xanh, thân thiện môi trường tương đối phổ biến ở nước ta. Khi sử dụng các thiết bị này ở quy mô nông hộ hay quy mô công nghiệp, người sử dụng thu được lợi ích kép Một là nhiệt lượng thu từ khí syngas phục vụ quá trình đun nấu hoặc sản xuất điện, chạy lò hơi; hai là phần chất rắn còn lại sau quá trình khí hóa là một trong ba dạng của phương pháp nhiệt phân gọi là than sinh học có thể làm chất cải tạo đất nếu được ủ hoạt hóa bằng phương pháp phối trộn với phân ủ compost. Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về ứng dụng than sinh học trong nông nghiệp, làm rõ các tác động tích cực đến từng loại đất và cây trồng đặc thù cũng như phân tích những hạn chế của than sinh học từ những loại phế phụ phẩm khác nhau, được tạo thành từ những chế độ nhiệt phân khác nhau. Tổng quan lại các kết quả nghiên cứu này, chúng ta sẽ có bộ giải pháp hoàn chỉnh giúp ứng dụng than sinh học trong thực tế đạt hiệu quả cao, phù hợp với đặc điểm của từng vùng, miền. Có thể kể đến các nghiên cứu như Abrishamkesh và cộng sự 2015 đã chứng minh than sinh học có tác động tích cực khi đưa vào đất phèn, giúp tăng hàm lượng cacbon hữu cơ trong đất, khả năng trao đổi cation, kali giữa đất và cây trồng, đồng thời tăng độ tơi xốp cho đất, và kích thích sự tăng trưởng cây họ đậu [3]. Còn Satriawan và Handayanto 2015 đã chỉ ra tác dụng cải tạo đất bạc màu của than sinh học, mặc dù không làm tăng photpho trong đất nhưng lại làm gia tăng khả năng hấp thụ photpho khi thử nghiệm trên cây ngô [4]. Một số nghiên cứu đã cho thấy, than sinh học giúp làm tăng đáng kể hàm lượng dinh dưỡng trong đất như P, K, Ca, Mg; giúp cải thiện rõ rệt chất lượng các loại đất có đặc tính khô như đất thịt pha cát và đất thịt pha đất sét [5]. Không chỉ giúp nâng cao chất lượng đất, than sinh học còn có tác dụng giải độc cho đất, thông qua việc hấp phụ kim loại nặng, tránh làm phát tán xuống nguồn nước ngầm. Theo nghiên cứu của Nigussie và cộng sự 2012, than sinh học đã hạn chế việc trao đổi và tích tụ crôm trong cây trồng [6]. Ứng dụng trong xử lý đất ô nhiễm là một trong những hướng ứng dụng rất tiềm năng của than sinh học trong tương lai. Ở Việt Nam, than sinh học không phải là một khái niệm quá mới, tuy nhiên những nghiên cứu cơ bản về than sinh học và ứng dụng của nó mới chỉ thực sự được quan tâm trong những năm gần đây. Năm 2012, Southavong và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của chất cải tạo đất than sinh học hoặc than củi đến năng suất cây rau muống và khả năng cải thiện độ phì đất tại Đồng bằng sông Cửu Long. Kết quả cho thấy, than sinh học giúp tăng năng suất cây trồng, khả năng giữ nước cùng pH của đất phù sa [7]. Khi được áp dụng trên đất trồng cà chua, than sinh học cũng cho thấy sự ảnh hưởng rõ rệt tới chiều cao cây, số lượng lá, tỷ lệ đậu quả, khối lượng trung bình quả và năng suất của cây [8]. Than sinh học kết hợp với phân NPK khi bón cho lúa tại tỉnh Hưng Yên đã giúp cải thiện được các đặc tính hóa học của đất, đồng thời tăng năng suất lúa lên nhiều lần [9]. Trong bối cảnh diện tích đất sản xuất ngày càng thu hẹp, chất lượng nền đất ngày càng bị thoái hóa, rửa trôi do kỹ thuật canh tác không phù hợp, việc lạm dụng thuốc trừ sâu và các phân bón hóa học cũng như tác động không thể tránh khỏi bởi biến đổi khí hậu, trong khi nguồn phế phụ phẩm lại đang dồi dào, sẵn có thì với những tác dụng tích cực đã được chứng minh, than sinh học được coi là một vật liệu cải tạo đất với nhiều tiềm năng cần được nhân rộng [2]. Hướng đi này cũng phù hợp với định hướng của Việt Nam hiện nay là ưu tiên phát triển nông nghiệp hữu cơ bền vững, ứng dụng các mô hình canh tác thân thiện môi trường, không phát thải. Như vậy, nghiên cứu và ứng dụng than sinh học tại Việt Nam là một xu thế tất yếu, có nhiều ưu điểm, phù hợp với định hướng phát triển bền vững và xu hướng chung của thế giới, mà trước hết là đáp ứng được nhu cầu cấp bách về phục hồi và nâng cao sức khỏe nền đất canh tác ở Việt Nam, là hậu phương vững chắc cho an ninh lương thực quốc gia. Ảnh hưởng của than sinh học đến sức khỏe đất Từ năm 2016, Tổ Công nghệ sinh học môi trường thuộc Trung tâm Công nghệ sinh học TP Hồ Chí Minh đã thực hiện nghiên cứu về khả năng ứng dụng than sinh học từ trấu và vỏ cà phê sản xuất bằng phương pháp khí hóa nhằm nâng cao chất lượng đất và đánh giá hiệu quả trên các loại cây trồng. Kết quả nghiên cứu rất khả quan, nổi bật là khả năng giữ nước trên đất bazan và đất xám, chứng tỏ đây là một ứng viên phù hợp khi được dùng để cải tạo và giữ ẩm cho đất. Tuy nhiên, khả năng giữ nước phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nguyên liệu sản xuất và điều kiện nhiệt phân, do đó không thể dùng một loại than sinh học nhất định để đại diện cho các đặc tính của các loại khác nhau [10]. Bên cạnh đó, than sinh học có pH khá cao 10-12 nên khi bổ sung vào đất bazan đã giúp trung hòa độ chua vốn có của đất, giúp đất ổn định pH về trung tính. Lý giải cho điều này, A. Nigussie cho rằng sự có mặt của than sinh học làm cho lượng tro trong đất tăng lên, kéo theo sự tích tụ muối cacbonat của các kim loại kiềm và kiềm thổ là lý do giúp pH của đất tăng [6]. Khi bổ sung than sinh học với các mức 0,3; 1; 3 kg/m2, độ dẫn điện EC của đất tăng lên hơn so với nghiệm thức đối chứng. Độ dẫn điện là một đại lượng đặc trưng cho sự trao đổi các ion và độ mặn của đất, khi giá trị này tăng lên là dấu hiệu tốt cho việc trao đổi các khoáng chất giữa đất và cây trồng, nhưng nếu cao quá sẽ gây tác động bất lợi. Với hàm lượng than sinh học được tính toán bổ sung phù hợp sẽ giúp cây trồng phát triển tốt và hạn chế các tác động không mong muốn. Dung trọng của đất giảm rõ rệt khi được bổ sung than sinh học đồng nghĩa với độ tơi xốp của đất tăng, tạo điều kiện cho nước được giữ lại trong các khoảng hở, mao quản của đất, giúp độ ẩm được duy trì trong một thời gian dài. Trong một nền đất vừa thoáng khí và có độ ẩm thì tác động dây chuyền sẽ kích thích sự phát triển và hoạt động của hệ vi sinh hiếu khí có lợi trong đất, giúp tăng cường các quá trình sinh địa hóa trong đất và rễ cây, từ đó nâng cao sức khỏe sinh học của nền đất canh tác cũng như cây trồng. Về phương diện hóa học, mùn hay cacbon hữu cơ trong đất là chỉ tiêu quan trọng đại diện cho độ phì nhiêu của đất, có tính chất quyết định đối với các tính chất vật lý, hóa học và sinh học của đất. Sau một thời gian bổ sung than sinh học, lượng mùn trong đất tăng lên một cách đáng kể. Đây là giá trị của việc ứng dụng than sinh học để cải tạo đất. Mặc dù việc bón than sinh học không trực tiếp làm gia tăng hàm lượng photpho và nito trong đất nhưng sự có mặt của than sinh học giúp tăng khả năng hấp thụ các nguồn dinh dưỡng này ở cây trồng và hỗ trợ cho nhóm vi sinh vật cố định đạm và phân giải lân hoạt động, giúp tăng các chất dinh dưỡng này theo thời gian. Bên cạnh đó, khi bổ sung vào đất, than sinh học được coi là nơi cư trú thích hợp cho bào tử nấm nội cộng sinh. Đây là một chỉ thị sinh học mới nhưng rất quan trọng trong đánh giá tính chất đất. Sự có mặt và phát triển của bào tử nấm nội cộng sinh giúp tăng cường dưỡng chất hấp thu cho cây trồng, cùng với các hoạt động trao đổi chất của hệ sợi nấm thì cây trồng cũng tăng cường các hoạt động hấp thu và trao đổi khoáng chất cũng như tăng sức đề kháng với các loại vi sinh vật gây hại. Vì vậy, khi đưa than sinh học vào đất đã làm thay đổi môi trường đất theo hướng có lợi cho hệ sinh vật và cây trồng. Kết luận Với những thông tin nêu trên, bài viết hy vọng đã làm khái niệm than sinh học trở nên gần gũi và dễ hiểu, đồng thời làm rõ những tác dụng to lớn trong việc ứng dụng than sinh học để nâng cao sức khỏe đất. Nhóm tác giả mong muốn được hợp tác với các đơn vị đang nghiên cứu về chủ đề này, với những nhà nông đã triển khai ứng dụng than sinh học, với nhà quản lý đang triển khai các chương trình cacbon thấp, giảm phát thải khí nhà kính và nhà đầu tư muốn đưa nguồn vốn vào các công nghệ tạo lợi thế cạnh tranh về lâu dài. Qua việc hợp tác đa dạng với nhiều bên, chúng ta sẽ có cơ hội phát hiện những vướng mắc, khó khăn để có thể cùng thảo luận, tìm cách tháo gỡ, giúp cho việc ứng dụng than sinh học có hiệu quả cao hơn. Chúng tôi xin được chia sẻ nhận định rằng, than sinh học không phải là một loại “thần dược” hay giải pháp toàn diện mà ta có thể thấy được những tác dụng diệu kỳ ngay trong phút chốc. Tuy nhiên, về lâu về dài việc sử dụng than sinh học là một trong những cách giúp con người trả lại thiên nhiên những thứ đã vay mượn, là cách bảo vệ chính nguồn sống của chúng ta, là ta đang sống cho mình và có trách nhiệm với thế hệ mai sau. Theo Bộ Khoa Học Và Công Nghệ CÔNG TY TNHH THAN SINH HỌC SÀI GÒN Nhà máy sản xuất Đ/c 212A, Đường Hùng Vương, TT Gia Ray, huyện Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai Địa chỉ mail Thansinhhocsaigon Số điện thoại Văn Phòng tại TPHCM Số nhà 140A – đường 47 – Phường Tân Quy – Q7 – TPHCM Điện Thoại Website

nghiên cứu về than sinh học