Xuất phát từ nhu cầu tiêu dùng tiện lợi của giới trẻ và cuộc sống bận rộn của người dân, công nghiệp chế biến thực phẩm đã qua sơ chế, thực phẩm đóng gói và thực phẩm chế biến sẵn ngày càng gia tăng(Restuccia et al., 2010). Ở Việt Nam, ngành công nghiệp chế biến thực phẩm đóng gói phát triển nhanh chóng, cùng với sự thương mại hóa toàn cầu đã làm cho hầu hết các loại thực phẩm trở nên sẵn có hơn (Raneri et al., 2019 ). Kết quả khảo sát gần đây cho thấy, ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) có 21% cơ sở cung cấp thực phẩm và khoảng 8,8% cơ sở đóng gói thực phẩm (Đạt & Quyên, 2019). Với diện tích trồng cây ăn trái chiếm gần 300 nghìn ha, tổng sản lượng trên 3.000 nghìn tấn trái cây/năm, ĐBSCL được xem là vùng trọng điểm sản xuất và xuất khẩu trái cây của cả nước (Hoàng, 2020). Trong đó, diện tích trồng sầu riêng ở Việt Nam đã tăng 51% từ 32 nghìn ha năm 2016 lên 48 nghìn ha vào đầu năm 2020 (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2021a). Năm 2021, sản lượng sầu riêng của Việt Nam ước tính đạt 642 nghìn tấn, tăng 15% so với cùng kỳ năm 2020, mức sản lượng đạt trên 296 nghìn tấn/năm, trung bình chỉ có 25 – 30% trọng lượng trái là phần thịt được sử dụng (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2021b). Trong 6 tháng đầu năm 2022, sản lượng mít ở ĐBSCL đạt 225 nghìn tấn, 6 tháng cuối năm 2022 đạt 273 nghìn tấn (phần lớn ở Tiền Giang, Hậu Giang) (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2021b). Ước tính sơ bộ, mỗi năm có gần 214 nghìn tấn vỏ sầu riêng hay vỏ mít bỏ đi, một nguồn rác thải dễ phân hủy vô cùng dồi dào (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2021b). Ngoài ra, vỏ sầu riêng và vỏ mít là hai chất thải từ ngành hàng thực phẩm đóng gói phổ biến ở ĐBSCL cho nguồn vật liệu dồi dào, rẻ tiền, tính sẵn có lớn và nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu cao. Tuy nhiên, ở các đống rác thải vỏ sầu riêng và vỏ mít, nhiệt độ cao của môi trường là nguyên nhân chính gây mùi hôi, tạo môi trường thuận lợi cho sự phát triển và lan truyền các loại sinh vật gây bệnh, từ đó gây ảnh hưởng đến cộng đồng (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2021b). Có nhiều phương pháp xử lý rác thải nông nghiệp đã được áp dụng, ví dụ như ủ phân compost (Mahathaninwong et al., 2022), sản xuất dầu diesel (Leesing et al., 2021), sản xuất đường lên men (Obeng et al., 2018). Tuy nhiên, các phương pháp này có nhược điểm là có khả năng gây ô nhiễm thứ cấp, khó phát triển quy mô lớn, chi phí cao. Gần đây, tận dụng các phụ phẩm nông nghiệp để chế tạo than sinh học (TSH) như một loại phân bón hữu cơ đã thu hút được nhiều nghiên cứu (Loc et al., 2018; Yusop et al., 2021). Trong đó, TSH từ vỏ mít và vỏ sầu riêng ngày càng được quan tâm nghiên cứu (Suchaiya & Sangmanee, 2020).

Hình ảnh than sinh từ vỏ mít

Theo định nghĩa, TSH (hay còn gọi là biochar) là sản phẩm của quá trình nhiệt phân yếm khí các vật liệu hữu cơ, có tiềm năng đối với việc cải thiện tính chất của đất bằng cách tăng khả năng giữ ẩm của đất, tăng khả năng trao đổi cation, tăng lượng carbon hữu cơ, đồng thời giảm khả năng rửa trôi chất dinh dưỡng hoặc trung hòa độ chua của đất (Atkinson et al., 2010) từ đó tăng năng suất cây trồng (Glaser et al., 2002). TSH cũng có khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm, chẳng hạn như kim loại nặng, thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu hoặc chất thải hữu cơ khỏi dung dịch nước (Uchimiya et al., 2011). Bên cạnh đó, TSH còn có hiệu quả trong việc giúp giảm thiểu phát thải khí nhà kính (Lehmann, 2007). Hơn nữa, TSH còn đóng vai trò là bể chứa carbon tự nhiên có khả năng lưu trữ CO2 trong đất (Spokas & Reicosky, 2009). Mặc dù đã có một vài nghiên cứu tạo TSH từ vỏ sầu riêng (Thines et al., 2017; AupNgoen & Noipitak, 2020) và vỏ mít (Ibrahim et al., 2020) tuy nhiên, việc tận dụng nguồn vỏ sầu riêng và vỏ mít ở ĐBSCL tạo TSH, đồng thời so sánh, đánh giá sự khác nhau về đặc điểm hóa lý giữa hai loại TSH là chưa được thực hiện. Trong nghiên cứu này, vỏ sầu riêng và vỏ mít thải ra từ các cơ sở sản xuất thành phẩm ở một số tỉnh ĐBSCL được tận dụng để tạo TSH, nhiệt phân ở nhiệt độ 500oC trong môi trường khí trơ nitơ với tốc độ gia nhiệt 10oC/phút và thời gian lưu là 2 giờ. Than sinh học từ vỏ sầu riêng (TSH-VSR) và than sinh học từ vỏ mít (TSH-VM) được phân tích các đặc điểm hóa lý, bao gồm độ ẩm, pH, EC, CEC và hàm lượng carbon.

Vật liệu than sinh học từ vỏ sầu riêng và vỏ mít đã được tạo thành công ở nhiệt độ 500oC. Sự khác biệt về các đặc tính lý hóa, bao gồm pH, EC, hàm lượng C, EC và CEC giữa hai loại TSH cũng đã được phân tích. Vỏ sầu riêng và mít là chất thải rắn hữu cơ dễ phân hủy nên có độ ẩm cao (>80%). Hiệu suất tạo TSH của hai mẫu than xấp xỉ bằng nhau (≈39%). Giá trị pH của TSH-VSR và TSH-VM đều nằm trong khoảng pH kiềm (pH≈10). Giá trị EC của TSH-VM (884 µS/cm) cao hơn TSH-VSR (630 µS/cm). Tuy nhiên, CEC của TSH-VM (21,75 cmolc/kg) lại thấp hơn TSH-VSR (23,2 cmolc/kg). Tóm lại, vỏ sầu riêng và vỏ mít có thể được chuyển đổi thành than sinh học và có tiềm năng ứng dụng trong cải thiện môi trường đất như đất có hàm lượng pH thấp hay đất bị bạc màu. Tuy nhiên, TSH-VM và TSH-VSR nên được tiến hành ứng dụng thực tế để đánh giá vai trò trong cải tạo môi trường đất.