Chì (Pb) và các hợp chất của chúng được sử dụng trong mạ điện, luyện kim, vật liệu xây dựng, sơn và thuốc nhuộm, thiết bị điện tử, nhựa, thuốc thú y, nhiên liệu và che chắn bức xạ, nhiều nhất là trong sản xuất ắc quy chì-kẽm. Pb tác động lên hệ sinh vật và sức khỏe con người đặc biệt là khi tích lũy trong các mô sinh vật và tích lũy khuyếch đại qua chuỗi thức ăn, các hợp chất chì hữu cơ độc gấp 10-100 lần so với chì vô cơ đối với các loài cá. Hầu hết trầm tích ao, hồ ở Việt Nam đều tích lũy kim loại nặng, trong đó có Pb ở mức đáng quan ngại, khi một số yếu tố môi trường (mưa, nhiễm mặn) làm kim loại nặng trong trầm tích hòa tan sẽ tác động đến hệ sinh vật. Chì là một kim loại nặng cực kỳ độc hại làm xáo trộn các quá trình sinh lý khác nhau và có thể gây độc hại ở nồng độ rất thấp. Do đó, cần phải loại bỏ ngay khi vừa phát sinh.

Loại bỏ kim loại nặng bằng phương pháp hấp phụ thường được ghi nhận là phương pháp hiệu quả. Than sinh học được làm từ các sản phẩm phụ nông nghiệp thường được coi là chất hấp phụ thân thiện với môi trường và hiệu quả để loại bỏ các ion kim loại nặng ra khỏi dung dịch nước do nguồn nguyên liệu dồi dào, chi phí thấp. Hiện nay, đàn bò thịt của huyện Củ Chi có hơn 26.870 con, lượng phân thải ra ước khoảng 50 tấn/ngày, đây sẽ là nguồn nguyên liệu rất có giá trị để điều chế than sinh học. Nghiên cứu trước đó đã cho thấy dung lượng hấp phụ Pb2+ của than sinh học được điều chế từ phân bò tăng theo nhiệt độ nung, cụ thể với than 600 ºC có dung lượng hấp phụ cao nhất so với than 300 và 450 °C. Do phân tích hóa học chỉ giúp xác định nồng độ chất gây ô nhiễm nhưng không cung cấp bất kỳ thông tin nào về tác động sinh học gây ra bởi các chất gây ô nhiễm đó, nên để đánh giá đầy đủ tác động môi trường của ô nhiễm như kim loại nặng thì cần thực hiện cả phân tích hóa học và thử nghiệm sinh học. Hơn nữa, các thử nghiệm độc tính sử dụng các sinh vật thủy sinh đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá hiệu quả quá trình loại bỏ chất ô nhiễm và phát triển các đề xuất quản lý, bảo vệ môi trường, đặc biệt là đối với môi trường nuôi trồng thủy sản.

Một loạt các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, cá rất nhạy cảm với các chất ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt trong giai đoạn đầu đời, đã được báo cáo trong nghiên cứu của Hernandez et al.; các thử nghiệm cấp tính trên cá rô phi (O.niloticus) giống (fingerling) là một trong những dạng cá nước ngọt phổ biến đã được sử dụng trong nghiên cứu độc tính. Tuy nhiên, nghiên cứu sử dụng than sinh học có nguồn gốc từ phân bò như vật liệu hấp phụ Pb2+ trong nước và đánh giá hiệu quả loại bỏ Pb2+ dựa vào nghiên cứu độc tính trên cá rô phi giống vẫn còn thiếu thông tin. Do đó, nghiên cứu đã được thực hiện với mục tiêu đánh giá khả năng hấp phụ Pb2+ trong nước bằng than sinh học có nguồn gốc từ phân bò dựa trên thử nghiệm độc tính trên cá rô phi giống (O.niloticus), loài được nuôi phổ biến ở khu vực Đông Nam Bộ.

Tỷ lệ chết của cá theo lượng than bổ sung trong nước chứa 5,6 mgPb2+/L

(a,b,c: các ký tự khác nhau thể hiện sự sai khác có ý nghĩa thống kê)

Kết quả cho thấy thành phần tính chất than sinh học có nguồn gốc từ phân bò được điều chế ở 600 °C cho hiệu suất thu hồi, TOC, pH, pHpzc, số nhóm chức H+, OH- lần lượt là 49,4%; 16,6%; 9,4; 9,1; 3,75 mmol/L; 12,39 mmol/L. Cân bằng hấp phụ Pb2+ lên than sinh học được điều chế ở 600 ºC tuân theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir (R2 = 0,98) và Freundlich (R2 = 0,95), kết quả tính toán theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir cho q0 = 76,9 mg/g, KL = 8,1 L/mg, KF = 1,7 và nF = 1,71. Khảo sát dung lượng hấp phụ theo thời gian cho thấy tăng nhanh trong 15 phút đầu và bão hòa sau 60 phút. Động học hấp phụ tuân theo mô hình động học giả bậc 2, kết quả tính toán hằng số k2 = 43,47 (g/(mg/giờ). Kết quả thử nghiệm độc tính Pb2+ lên cá rô phi (O.niloticus) cho LC50 theo phương pháp probit là 1,3 mg/L. Khi sử dụng than sinh học làm giảm độc tính giúp tỷ lệ tử vong của cá giảm mạnh và đạt hiệu quả cao nhất khi liều lượng than sử dụng 0,07-0,16 g/L than sinh học khi nước có hàm lượng Pb2+ là 5,6 mg/L.