Than sinh học từ phế phẩm nông nghiệp có thể lọc nước thải

Than sinh học – một chất giống như than củi được làm chủ yếu từ các phế phẩm nông nghiệp hứa hẹn sẽ loại bỏ các chất gây ô nhiễm khỏi nước thải đã qua xử lý.
Đó là kết luận của một nhóm các nhà nghiên cứu đã đánh giá và so sánh khả năng của than sinh học có nguồn gốc từ quả bông và bã của cây guayule khi cho hấp thụ hợp chất dược phẩm phổ biến có trong nước.

Guayule, loại cây bụi, họ cúc, mọc ở vùng Tây Nam nước Mỹ, được trồng để lấy mủ cao su, thay thế dần cho cây cao su. Thân và nhánh của guayule sẽ bị nghiền nhỏ để lấy mủ. Phần bã khô, vụn, xơ sau quá trình nghiền nhỏ sẽ trở thành nguyên liệu cho than sinh học.

Than sinh học từ bã cây cúc cao su (trái) và phế phẩm quả bông. Ảnh: Đại học bang Pennsylvania.

Theo nhà nghiên cứu Herschel Elliott, giáo sư kỹ thuật nông nghiệp và sinh học tại Penn State, Đại học Khoa học Nông nghiệp, kết quả nghiên cứu này rất quan trọng vì chúng chứng minh được tiềm năng của than sinh học. Phương pháp này sử dụng nguồn chất thải nông nghiệp dồi dào, chi phí thấp nhưng vẫn làm giảm được chất gây ô nhiễm trong nước thải đã qua xử lý dùng cho tưới tiêu.

Ông nói: “Hầu hết các nhà máy xử lý nước thải hiện nay không được trang bị để loại bỏ các chất gây ô nhiễm mới như dược phẩm và nếu các hợp chất độc hại đó có thể được loại bỏ bằng than sinh học thì nước thải có thể được tái chế trong các hệ thống nước tưới tiêu. Việc tái sử dụng có lợi đó rất quan trọng ở các khu vực như Tây Nam Mỹ, nơi hiện đang thiếu nước sản xuất cây trồng”.

Để kiểm tra xem than sinh học có hấp thụ được các dược phẩm có trong nước thải, các nhà nghiên cứu đã thêm một số hợp chất dược phẩm vào nước như: sulfapyridine – một loại thuốc kháng khuẩn không còn được dùng để điều trị các bệnh nhiễm trùng ở người nhưng thường được sử dụng trong thú y; docusate – được sử dụng rộng rãi trong các loại thuốc như thuốc nhuận tràng và làm mềm phân; erythromycin – một loại kháng sinh dùng để điều trị nhiễm trùng và mụn trứng cá.

Theo đó, kết quả thu được và công bố vào ngày 16/11 đã cho thấy than sinh học hoạt động hiệu quả, có thể hấp thụ dược phẩm có trong nước trước khi tưới tiêu. Đặc biệt, than sinh học được làm từ bông cho thấy hiệu quả tốt hơn hết.

Cụ thể, than sinh học từ bông có thể hấp thụ 98% docusate, 74% erythromycin và 70% sulfapyridine trong nước. Trong khi than sinh học có nguồn gốc từ bã cây guayule hấp thụ được 50% docusate, 50% erythromycin và chỉ 5% sulfapyridine.

Hơn nữa, nghiên cứu cũng cho thấy rằng, càng gia tăng nhiệt độ trong quá trình nhiệt phân (khoảng 340 – 700 độ C) được sử dụng để chuyển đổi vật liệu phế thải nông nghiệp thành than sinh học thì khả năng hấp thụ các hợp chất dược phẩm càng lớn.

Trưởng nhóm nghiên cứu Marlene Ndoun chia sẻ, phần sáng tạo nhất của nghiên cứu là việc sử dụng bã cây guayule vì trước đây chưa có nghiên cứu nào sử dụng vật liệu đó làm than sinh học để loại bỏ các chất gây ô nhiễm nước. Tương tự đối với than sinh học từ bông, đây là nghiên cứu đầu tiên sử dụng chất thải từ bông để loại bỏ dược phẩm khỏi nước.

Bà Marlene Ndoun nói thêm, vì chất thải từ bông được bán rộng rãi nên nguồn nguyên liệu sản xuất than sinh học hứa hẹn sẽ rất dồi dào. Trong giai đoạn tiếp theo, Ndoun cùng các cộng sự muốn mở rộng quy mô nghiên cứu và áp dụng phương pháp lọc nước bằng than sinh học này vào thực tế. Nếu thành công, nó rất lý tưởng để sử dụng ở các quốc gia châu Phi cận Sahara, nơi mọi người không có điều kiện tiếp cận với các thiết bị tinh vi để lọc nước.

Hoài thương