TT Chỉ tiêu Đơn vị Đất TSH 1 pHH2O 5,2 10,6 2 pHKCl 4,2 10,0 3 CEC cmolc.kg-1 đất 9,2 80,4 4 Ca cmol.kg-1 đất 2,0 16,8 5 Mg 0,2 6,9 6 K 0,2 229,8 7 Na 0,1 8,5 8 Ca-CaCO3 % 0,004 0,943 9 OC 1,33 - 10 N 0,13 - 11 P2O5 0,07 - 12 K2O 0,22 - 13 Cuts mg.kg-1 đất 25,7 0,7 14 Pbts 13,1 2,1 15 Znts 74,6 13,9 16 WHC % 36,6 82,2 17 Điện tích bề mặt mmolc.kg-1 đất -4,15 -20,0
Kết quả phân tích ở bảng 3.1 cho thấy, đất xám bạc màu có pHH2O = 5,2, pHKCl = 4,2 (tỷ lệ chiết 1:2,5), hàm lượng CaCO3 thấp, Ca-CaCO3 = 0,004%. Khả năng trao đổi cation thấp, CEC = 9,24 cmolc.kg-1, các cation trao
đổi Ca2+, Mg2+, K+ và Na+ có giá trị tương ứng là 2,0, 0,2, 0,2 và 0,1 cmol.kg-
1
. KLN tổng số: Cu, Pb và Zn có giá trị tương ứng là 25,73, 13,11 và 74,59
mg.kg-1 và đều ở dưới tiêu chuẩn cho phép KLN trong đất (QCVN
03:2008/BTNMT). Khả năng giữ nước thấp, WHC = 36,6%. Điện tích bề mặt là -4,2 mmolc.kg-1.
Một số tính chất của đất như dung trọng, tỉ trọng, độ xốp có giá trị
tương ứng 1,31 g/cm3, 2,55 g/cm3, 48,6%. Thành phần cấp hạt Sét (<0,002mm), Limon (0,02-0,002mm), Cát mịn (0,02-0,2mm), Cát thô (0,2-
2,0mm) của đất có giá trị tương ứng 12,9%, 35,0%, 49,85%, 2,25%. Phân loại
theo cải biên của Trần Kông Tấu cho thấy, đất xám bạc màu có tên gọi theo thành phần cơ giới là thịt nặng, có hàm lượng sét vật lý 47,9% và cát vật lý 52,2%. Độ xốp của đất ở mức trung bình [12].
Ngược lại với những đặc tính trên, TSH trong nghiên cứu có pH kiềm
tính, pHH2O = 10,6, pHKCl = 10,0 (tỷ lệ chiết 1:10), phù hợp với hàm lượng CaCO3 khá cao có trong TSH, Ca-CaCO3 = 1%. CEC của TSH khá cao, đạt 80,4 cmolc.kg-1, các cation hòa tan Ca2+, Mg2+, K+ và Na+ có giá trị tương ứng là 16,8, 6,9, 229,8 và 8,5 cmol.kg-1. Tổng các cation kiềm cao hơn CEC trong
TSH là do đây là mẫu TSH không rửa trước khi tiến hành thí nghiệm, một
phần các cation này có thể khơng tham gia vào các vị trí trao đổi cation của TSH, đơn vị của các cation này được ghi là cmol.kg-1 chứ không phải là cmolc.kg-1, các cation được phân tích từ dung dịch chiết ở bước đầu tiên với
Zn có giá trị tương ứng là 0,7, 2,1 và 13,9 mg.kg-1 TSH. Khả năng giữ nước
cao, WHC = 82,2%. Điện tích bề mặt là -20,0 mmolc.kg-1.
Than sinh học trong nghiên cứu có giá trị pH và CEC khá cao. Lý giải về pH của TSH ở mức cao là do tính chất kiềm của TSH. Các cation kiềm
(chủ yếu là Ca, Mg, K, Na) có trong sinh khối trong q trình nhiệt phân bị biến đổi thành oxit, hydroxit và cacbonat có trong TSH [188]. Bên cạnh đó, nhiều bằng chứng cho thấy CEC của TSH ln cao hơn so với CEC của đất, khoáng sét hay chất hữu cơ, lý do CEC cao được cho là liên quan đến các bon hoạt tính và diện tích bề mặt của TSH. Yếu tố nhiệt độ đóng vai trị quan
trọng nhất trong các yếu tố hình thành CEC của TSH, trong điệu kiện nhất định, nhiệt độ tăng sẽ làm diện tích bề mặt tăng thơng qua hình thành các vi lỗ
và sự gia tăng các nhóm cacboxylic trên bề mặt [163].
Thí nghiệm nhiệt phân rơm rạ trong khoảng nhiệt độ 300, 400, 500, 600 và 700oC với thời gian lưu là 1, 2, 3 và 5 giờ tạo ra TSH có giá trị pHH2O dao
động 9,19 - 10,91, CEC dao động 19,0 - 63,9 cmolc.kg-1, các cation trao đổi K, Ca, Mg và Na tương ứng dao động trong khoảng 36,6 - 61,4 cmol.kg-1, 6,1 - 13,4, 1,2 - 4,1 cmol.kg-1, 3,8 - 8,8 cmol.kg-1 [182]. TSH sản xuất từ nguyên liệu rơm rạ ở 600oC trong 30 phút có giá trị pH = 10,24, CEC = 29,47 cmolc.kg-1, các cation hịa tan Ca, K, Mg và Na có giá trị tương ứng là 26,25, 31,28, 16,46 và 5,96 cmol.kg-1 [95].
Tính chất của TSH trong nghiên cứu này cho thấy, mặc dù các giá trị xem xét ở trên có sự khác nhau về giá trị tuyệt đối so với các công bố trước đây nhưng vẫn thể hiện được tính chất chung của TSH đó là pH kiềm tính, dung tích trao đổi cation lớn, cation hịa tan (Na+, K+, Ca2+, Mg2+) cao.
Ở thí nghiệm 1, đã tiến hành ủ vật liệu đã phối trộn TSH với đất xám
bạc màu theo các tỉ lệ 0%, 1%, 5%, 10% TSH trong buồng tối và duy trì ở
75% khả năng giữ nước, kết quả phân tích vật liệu sau thời gian 4 tuần ủ được trình bày ở bảng 3.2.