Không chỉ lưu trữ carbon: Tối ưu hóa biochar bằng cách thu hồi dưỡng chất trước khi chôn lấp

Bồ Cắt

20-04-2025

At a high level of knowledge, learning naturally has to be paired with practice.

Trích “Bird Village Economics”; Wild Wise Weird [1]

Biochar—một vật liệu ổn định, giàu carbon được tạo ra từ quá trình nhiệt phân (pyrolysis) sinh khối hữu cơ—được biết đến rộng rãi như một giải pháp tiềm năng trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu và phục hồi đất. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều ẩn số về tác động sinh thái dài hạn khi biochar được áp dụng trực tiếp vào đất. Một nghiên cứu tổng quan hệ thống gần đây của Maghsoodi và cộng sự [2] đã xem xét một giải pháp mới nổi: thu hồi dưỡng chất từ biochar trước khi sử dụng hoặc lưu trữ địa chất.

Tổng hợp từ 17 bài báo khoa học, nghiên cứu này đánh giá khả năng chiết xuất các dưỡng chất giá trị, đặc biệt là phốt pho (phosphorus – P), từ biochar để tái sử dụng trong nông nghiệp. Cách tiếp cận này nhằm giải quyết một mâu thuẫn quan trọng: mặc dù biochar giúp cố định carbon lâu dài, nhưng cũng đồng thời “khóa chặt” các dưỡng chất thiết yếu nếu bị chôn sâu dưới đất hoặc lưu giữ lâu dài dưới lòng đất. Việc thu hồi dưỡng chất trước đó có thể dung hòa mục tiêu môi trường và nông nghiệp [2].

Hiệu quả thu hồi dưỡng chất phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm:

• Loại nguyên liệu đầu vào (feedstock)

• Nhiệt độ nhiệt phân

• Phương pháp chiết xuất

Ví dụ, biochar từ phân gia cầm có thể đạt tỷ lệ thu hồi phốt pho lên tới 99,75% khi sử dụng leaching axit với hydrochloric acid (HCl) [3]. Biochar từ bùn thải và tàn dư thực vật lại cho kết quả đa dạng do sự khác biệt trong hóa học phosphate ở nhiệt độ cao. Ngoài ra, kích thước hạt nhỏ hơn và điều chỉnh pH dung dịch chiết xuất cũng giúp tăng đáng kể khả năng giải phóng dưỡng chất [4,5].

Tuy hiệu suất thu hồi cao đầy hứa hẹn, rất ít nghiên cứu kiểm nghiệm tính hiệu quả của dưỡng chất thu hồi dưới dạng phân bón. Đồng thời, vẫn còn lo ngại về độc chất tiềm tàng trong biochar—bao gồm kim loại nặng, dioxins và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs)—có thể ảnh hưởng đến hệ vi sinh đất, tích tụ trong chuỗi thực phẩm hoặc ô nhiễm nguồn nước [6].

Chiến lược thu hồi dưỡng chất trước khi lưu trữ biochar dài hạn mở ra hướng đi bền vững:

• Bảo tồn tài nguyên hữu hạn như phốt pho

• Giảm phụ thuộc vào phân bón tổng hợp

• Hỗ trợ nông nghiệp bền vững

  
  

Tuy nhiên, điều này cần được đi kèm với tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt và nghiên cứu thực địa bổ sung để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả của dưỡng chất tái sử dụng. Trong mối liên hệ giữa con người và thiên nhiên, thách thức không nằm ở việc cố định carbon—mà là làm điều đó một cách khôn ngoan, không đánh đổi sức khỏe đất và khả năng chống chịu của nông nghiệp [7,8].

Tài liệu tham khảo

[1] Vuong QH. (2024). Wild Wise Weird. https://www.amazon.com/dp/B0BG2NNHY6/ 

[2] Maghsoodi MR, et al. (2025). Nutrient recovery in pyrolysis biochars for agricultural applications – Biochemical compositions and nutrient extraction techniques. Resources, Conservation & Recycling, 218, 108237. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2025.108237

[3] Li W, et al. (2018). Transformation of phosphorus in speciation and bioavailability during converting poultry litter to biochar. Frontiers in Sustainable Food Systems, 2, 20. https://doi.org/10.3389/fsufs.2018.00020 

[4] Yang Y, et al. (2019). Phytoextraction of Cd from a contaminated soil by tobacco and safe use of its metal-enriched biomass. Journal of Hazardous Materials, 363, 385-393. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.09.093 

[5] Angst TE, Sohi SP. (2013). Establishing release dynamics for plant nutrients from biochar. GCB Bioenergy, 5, 221-226. https://doi.org/10.1111/gcbb.12023 

[6] Godlewska P, et al. (2021). The dark side of black gold: ecotoxicological aspects of biochar and biochar-amended soils. Journal of Hazardous Materials, 403, 123833. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123833 

[7] Vuong QH, Nguyen MH. (2024). Exploring the role of rejection in scholarly knowledge production: Insights from granular interaction thinking and information theory. Learned Publishing, 37, e1636. https://doi.org/10.1002/leap.1636 

[8] Nguyen MH. (2024). How can satirical fables offer us a vision for sustainability? Visions for Sustainability. https://ojs.unito.it/index.php/visions/article/view/11267