Ô nhiễm môi trường do nước thải nói chung và nước thải chứa kim loại nặng nói riêng là một vấn đề môi trường “nóng” ở Việt Nam trong những năm gần  đây.  Hiện  nay,  nước  thải  từcác  ngành  công nghiệp như sản xuất sơn và chất nhuộm, mạ kim loại, luyện kim,... có chứa nhiều chất ô nhiễm, điển hình là kim loại nặng như Pb, Cd, Cr, Ni, Zn, Cu và Fe... Các kim loại này không phân hủy sinh học và tồn tại ở sông, hồ, suối gây tích lũy sinh học trong cơ thể sống, dẫn đến nhiều vấn đề sức khỏe ở động vật, thực vật và con người như ung thư, nhiễm a-xit chuyển hóa, loét miệng,  suy thận và tổn thương trong dạ dày (Hegazi, 2013; Babel & Kurniawan, 2003). Crom là kim loại có tính độc cao, đặc trưng của nước thải công nghệ mạ điện. Trong đó, Cr(VI) hấp thu qua dạ dày và ruột nhiều hơn Cr(III) và có thể thẩm thấu qua màng tế bào (Deng & Bai, 2004; Silva et al., 2018). Theo quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam về nước thải công nghiệp cột A (QCVN 40:2011/BTNMT) thì nồng độ Cr(VI) trong nước phải thấp hơn 0,05 mg/L. Hàm lượng Cr(VI) dù chỉ một lượng nhỏ có thể làm giảm protein, a-xit nucleic và ức chế hệ thống men cơ bản và đặc biệt gây ung thư ở động vật và con người (Hang et al., 2020).

Hiện nay, rất nhiều nghiên cứu tại Việt Nam và trên thế giới sử dụng phế phẩm nông nghiệp nhằm xửlý Cr(VI) trong môi trường nước như sử dụng vỏ hạnh nhân của Nurchi and Villaescusa (2008), sử dụng cành xương rồng của Fernandez-Lopez et al. (2014),  sử dụng trấu biến tính của Định và  ctv. (2015),... Tại Việt Nam, thanh long (Hylocereus sp.) được trồng phổ biến ở các tỉnh Nam Trung Bộ và Nam Bộ với tổng diện tích hơn 37.000ha (Thường và ctv., 2021; Như và ctv., 2023). Trong quá trình trồng thanh long, nhằm giúp cây có khả năng đón ánh sáng đầy đủ, cành tán thanh long được cắt tỉa liên tục giúp cây có bộ khung cơ bản vững chắc, cân đối; nhưngđiều này dẫn đến việc có rất nhiều cành thanh long được thải ra mà chưa có biện pháp xử lý thích hợp gây ô nhiễm  môi trường (Khôi  & Trúc,2017).

Nhìn chung, các công trình nghiên cứu hay một ứng dụng về chất hấp phụ sinh học chế tạo từ cành thanh long để xử lý kim loại nặng trong môi trường nước chưa thấy công bố. Trong khi đó, nhu cầu xuất khẩu thanh long đang ngày một tăng, nên diện tích cây trồng tăng dẫn đến khối lượng cành thanh long thải bỏ ngày càng nhiều sẽ gây tác hại xấu đến môi trường. Nghiên cứu này được  thực hiện bằng cách hoạt hóa than sinh học (TSH) thu được từ nhiệt phân cành thanh long bởi  HNO3 thành vật liệu hấp phụ Cr(VI) trong nước thải.

Nguyên liệu dung trong nghiên cứu là cành thanh long được thu  tại  xã  Thạnh  Hòa, huyện Bến Lức, tỉnh Long An để chế tạo than sinh học. K2Cr2O7 dùng để pha chế nước thải giả định chứa Cr(VI) được mua từ nhà sản xuất Xilong, Trung Quốc.

Kết quả phân tích cho thấy tác nhân hoạt hóa HNO3 đã làm thay đổi tính chất bề mặt của TSH dẫn đến việc tăng khả năng hấp phụ Cr(VI) trong nước so với TSH chưa hoạt hóa. TSH sau biến tính có thể xử lý Cr(VI) ở nồng độ 10 mg/L với hiệu suất và dung lượng hấp phụ lần lượt là 88,9% và 2,2 mg/g ở điều kiện pH 2 và khối lượng than sử dụng là 0,2g trong 90 phút. Khảo sát động học cho thấy mô hình động học biểu kiến bậc 2 là phù hợp để giải thích động học quá trình hấp phụ Cr(VI)lên TSH với R2= 0,9821.Nghiên cứu xây dựng mô hình đẳng nhiệt cho thấy mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir phù hợp hơn mô hình đẳng nhiệt Freundlich đối với quá trình hấp phụ Cr(VI) lên vật liệu hấp phụ từ cành thanh long và dung lượng hấp phụ cực đại là 5,91 mg/g.