Tải file PDF Tác giả
Đơn vị công tác
1 Viện Nghiên cứu Công nghệ sinh học và Môi trường, Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh; congmanh@hcmuaf.edu.vn
2 Khoa Môi trường và Tài nguyên, Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh; quanghungmt@hcmuaf.edu.vn
3 Tạp chí Khí tượng Thủy văn, Tổng cục Khí tượng Thủy văn; doanquangtrikttv@gmail.com
4 Bộ môn Môi trường và Tài nguyên, Phân hiệu Gia Lai, Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh; nmky@hcmuaf.edu.vn
*Tác giả liên hệ: nmky@hcmuaf.edu.vn; Tel.: +84–916121204
Tóm tắt
Bài báo trình bày kết quả áp dụng than sinh học sản xuất từ phụ phẩm nông nghiệp để hấp phụ xanh methylene (MB) trong môi trường chất lỏng. Biochar tạo thành từ sinh khối phụ phẩm nông nghiệp có diện tích bề mặt riêng lớn, hàm lượng thành phần nguyên tố carbon (C), hydrogen (H), oxygen (O) và nitrogen (N) chiếm tỷ lệ cao. Đối với việc ứng dụng than sinh học vào xử lý môi trường cho thấy khả năng hấp phụ màu và bước đầu đã đạt những kết quả khả quan. Mẫu than sinh học từ phụ phẩm rơm rạ nhiệt phân ở nhiệt độ 400℃ được lựa chọn để khảo sát khả năng hấp phụ xanh methylene. Kết quả cho thấy dung lượng hấp phụ gia tăng và đạt cực đại ở nồng độ xanh methylene 200 mg/L. Than sinh học với kích thước mịn (biochar 212 µm) thể hiện hiệu quả hấp phụ xanh methylene tốt nhất ở ngưỡng hấp phụ bão hòa 6,3 mg/g. Khả năng hấp phụ xanh methylene có thể đạt hiệu quả > 75%. Nguyên nhân có thể lý giải bởi bởi ưu thế diện tích bề mặt riêng lớn, sự đa dạng hệ thống kích thước lỗ xốp bên trong cấu trúc than sinh học và bề mặt của chúng có thể cung cấp nhóm chức quan trọng như –OH, C=O. Như vậy, nghiên cứu ứng dụng than sinh học tạo thành từ sinh khối phụ phẩm nông nghiệp trong xử lý nước ô nhiễm chỉ ra tiềm năng trong tương lai.
Từ khóa
Trích dẫn bài báo
Mạnh, N.C.; Hưng, N.T.Q.; Trí, Đ.Q.; Nhi, B.T.C.; Kỳ, N.M. Khảo sát khả năng hấp phụ xử lý nước của than sinh học tạo thành từ sinh khối phụ phẩm nông nghiệp. Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn 2022, 738, 23-33.
Tài liệu tham khảo
1. Manh, C.N.; Minh, P.V.; Hưng, N.T.Q.; Sơn, P.T.; Kỳ, N.M. Nghiên cứu đánh giá hiệu quả ứng dụng công nghệ đất ngập nước kiến tạo xử lý nguồn nước mặt ô nhiễm. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Trái đất và Môi trường 2019, 35, 11–22.
2. Nhut, H.T.; Hung, N.T.Q.; Sac, T.C.; Bang, N.H.K.; Tri, T.Q.; Hiep, N.T.; Ky, N.M. Removal of nutrients and organic pollutants from domestic wastewater treatment by sponge–based moving bed biofilm reactor. Environ. Eng. Res. 2020, 25, 652–658.
3. Ky, N.M.; Nhut, H.T.; Hiep, N.T.; Lap, B.Q.; Hung, N.T.Q.; Lin, C.; Tam, T.T.M.; Ozaki, A. Investigation of Nitrogen and Phosphorus Recovery from Swine Wastewater by Struvite Crystallization. J. Fac. Agr. Kyushu Univ. 2022, 67(1), 65–74.
4. Kỳ, N.M.; Mạnh, N.C.; Sơn, P.T.; Hưng, N.T.Q.; Minh, P.V.; Đức, N.A. Hiện trạng áp lực xả thải và chất lượng nước mặt kênh rạch tại TP. Thuận An, Tỉnh Bình Dương. Tạp chí KHCN và Thực phẩm 2020, 20 (1), 46–59.
5. Ky, N.M.; Hung, N.T.Q.; Manh, N.C.; Lap, B.Q.; Dang, H.T.T.; Ozaki, A. Assessment of nutrients removal by constructed wetlands using Reed Grass (Phragmites australis L.) and Vetiver Grass (Vetiveria Zizanioides L.). J. Fac. Agr., Kyushu Univ 2020, 65, 149–156.
6. Kỳ, N,M.; Mạnh, N.C.; Hưng, N.T.Q.; Lâp, B.Q. Nghiên cứu ứng dụng sản phẩm Bakture (back to nature) xử lý nước mặt bị ô nhiễm. Tạp chí Nông nghiệp và PTNT 2021, 13, 91–99.
7. Dalahmeh, S.S.; Jönsson, H.; Hylander, L.D.; Hui, N.; Yu, D.; Pell, M. Dynamics and functions of bacterial communities in bark, charcoal and sand filters treating greywater. Water Res. 2014, 54, 21–32.
8. Tran, H.T.; Lin, C.; Bui, X.–T.; Nguyen, M.K.; Cao, N.D.T.; Mukhtar, H.; Hoang, H.G.; Varjani, S.; Ngo, H.H.; Nghiem, L.D. Phthalates in the environment: characteristics, fate and transport, and advanced wastewater treatment technologies. Bioresour. Technol. 2022, 344, 126249.
9. Zhao, J.; Shen, X.–J.; Domene, X.; Alcañiz, J.–M.; Liao, X.; Palet, C. Comparison of biochars derived from different types of feedstock and their potential for heavy metal removal in multiple–metal solutions. Sci. Rep. 2019, 9, 1–12.
10. Chen, Y.; Shi, J.; Du, Q.; Zhang, H.; Cui, Y. Antibiotic removal by agricultural waste biochars with different forms of iron oxide. RSC Adv. 2019, 9, 14143–14153.
11. Ahmad, M.; Rajapaksha, A.U.; Lim, J.E.; Zhang, M.; Bolan, N.; Mohan, D.; Vithanage, M.; Lee, S.S.; Ok, Y.S. Biochar as a sorbent for contaminant management in soil and water: a review. Chemosphere 2014, 99, 19–33.
12. Lap, B.Q.; Thinh, N.V.D.; Hung, N.T.Q.; Nam, N.H.; Dang, H.T.T.; Ba, H.T.; Ky, N.M.; Tuan, H.N.A. Assessment of Rice Straw–Derived Biochar for Livestock Wastewater Treatment. Water Air Soil Pollut. 2021, 232, 162.
13. Chen, B.; Chen, Z.; Lv, S. A novel magnetic biochar efficiently sorbs organic pollutants and phosphate. Bioresour. Technol. 2011, 102, 716–723.
14. Perez–Mercado, L.F.; Lalander, C.; Berger, C.; Dalahmeh, S.S. Potential of biochar filters for onsite wastewater treatment: Effects of biochar type, physical properties and operating conditions. Water 2018, 10, 1835.
15. Vũ, T.M.; Trịnh, V.T. Nghiên cứu khả năng xử lý amoni trong môi trường nước của than sinh học từ lõi ngô biến tính bằng H3PO4 và NaOH. JS: ESS 2016, 32.
16. Trinh, B.S.; Chinh, P.T.K.; Tram, H.D. Color removal efficiency of rice husk biochar modified with magnetized iron oxides and nano zero valent iron for decolorization of dyeing wastewater. STDJSEE 2019, 3, 105–114.
17. Nguyen, T.Q.H.; Le Kien, T.; Nguyen, M.K.; Le Truong, N.H. Potential of biochar production from agriculture residues at household scale: a case study in Go Cong Tay district, Tien Giang province, Vietnam. Nat. Resour. Environ. 2018, 16, 68–78.
18. Hưng, N.T.Q.; Thông, L.K.; Kỳ, N.M. Tiềm năng sinh khối phụ phẩm nông nghiệp và hiệu quả ứng dụng sản xuất than sinh học (biochar) quy mô hộ gia đình ở Gò Công Tây, tỉnh Tiền Giang. STDJSEE 2017, 20, 68–78.
19. Chen, X.; Chen, G.; Chen, L.; Chen, Y.; Lehmann, J.; McBride, M.B.; Hay, A.G. Adsorption of copper and zinc by biochars produced from pyrolysis of hardwood and corn straw in aqueous solution. Bioresour. Technol. 2011, 102, 8877–8884.
20. Wang, X.; Liu, N.; Liu, Y.; Jiang, L.; Zeng, G.; Tan, X.; Liu, S.; Yin, Z.; Tian, S.; Li, J. Adsorption removal of 17β–estradiol from water by rice straw–derived biochar with special attention to pyrolysis temperature and background chemistry. Int. J. Environ. Res. Public Health 2017, 14, 1213.
21. Huang, H.J.; Yang, T.; Lai, F.Y.; Wu, G.Q. Co–pyrolysis of sewage sludge and sawdust/rice straw for the production of biochar. J. Anal. Appl. Pyrolysis 2017, 125, 61–68.
22. Harvey, O.R.; Herbert, B.E.; Kuo, L.J.; Louchouarn, P. Generalized two–dimensional perturbation correlation infrared spectroscopy reveals mechanisms for the development of surface charge and recalcitrance in plant–derived biochars. Environ. Sci. Technol. 2012, 46, 10641–10650.
23. APHA. Standard methods for the examination of water and wastewater, Washington, DC, USA2012.
24. Claoston, N.; Samsuri, A.W.; Ahmad Husni, M.H.; Mohd Amran, M.S. Effects of pyrolysis temperature on the physicochemical properties of empty fruit bunch and rice husk biochars. Waste Manag. Res. 2014, 32, 331–339.
25. Liu, Y.; Zhao, X.; Li, J.; Ma, D.; Han, R. Characterization of bio–char from pyrolysis of wheat straw and its evaluation on methylene blue adsorption. Desalin. Water Treat. 2012, 46, 115–123.
26. Zhao, H.; Li, T.; Yao, X.; Yu, Z.; Zheng, S.; Wang, P. Effects of Environmental Conditions on Rice–straw Biochar Adsorption of Nitrate. Asia–Pacific Engineering and Technology Conference, 2017, 904–914.
27. Nguyen, M.K.; Lin, C.; Hoang, H.G.; Sanderson, P.; Dang, B.T.; Bui, X.T.; Nguyen, N.S.H.; Vo, D.V.N.; Tran, H.T. Evaluate the role of biochar during the organic waste composting process: A critical review. Chemosphere 2022, 299, 134488.
28. Han, L.; Xue, S.; Zhao, S.; Yan, J.; Qian, L.; Chen, M. Biochar supported nanoscale iron particles for the efficient removal of methyl orange dye in aqueous solutions. PloS One 2015, 10, e0132067