Tái sử dụng các nguồn thải chứa photpho
Hiện nay, hơn 30 nước trên thế giới có ngành công nghiệp khai thác và chế biến quặng photphat cho mục đích thương mại. Trữ lượng quặng phophat thường phụ thuộc vào khu vực địa lý, chỉ tính riêng ba nước Trung Quốc, Mỹ, và Marốc đã cung cấp 2/3 tổng sản lượng phophat trên toàn cầu. Ngoài ra trữ lượng quặng phophat của Trung Quốc chiếm 36% tổng trữ lượng trên thế giới và Marốc chiếm 31%.
Do nguồn tài nguyên không tái tạo, cho nên sau khi khai thác đến một mức độ nào đó thì chắc chắn sản lượng khai thác sẽ đạt đến ngưỡng cực đại. Sau giai đoạn này, sản lượng khai thác sẽ suy giảm nhanh và khoảng cách giữa nhu cầu sử dụng và khả năng cung cấp sẽ tăng lên nhanh. Lúc đó sẽ gây ra sức ép đến giá thành và làm gia tăng sức ép đến toàn hế giới.
Theo ước tính, trữ lượng quặng phophat còn lại trên thế giới khoảng 5400 triệu tấn (tính theo P2O5) và tổng sản lượng quặng photphat đã khai thác tích lũy từ năm 1900 đến năm 2007 khoảng 1955 triệu tấn (tính theo P2O5). Trong đó, 1775 triệu tấn P2O5 đã được sử dụng làm phân bón. Tuy nhiên, ¼ lượng P2O5 đã khai thác (488 triệu tấn) đã bị quá trình rửa trôi vào các nguồn nước mặt (đại dương, ao hồ nước, sống suối).
Với kịch bản tốc độ khai thác hàng năm tăng 2% nguy cơ cạn kiệt nguồn tài nguyên này đang hiển hiện. Chỉ sau khoảng 20 năm nữa, nhiều nước có nguồn tài nguyên này sẽ bị cạn kiệt, chẳng hạn Canada, Togo, Senegan với Trung Quốc (là nước có trữ lượng quặng phophat cao nhất thế giới), thời gian cạn kiệt ước tính là 125 năm. Cùng với sự khan hiếm nguồn tài nguyên, giá thành khai thác quặng phophat cũng đang tăng lên, hàm lượng P2O5 trong quặng phophat đang ngày càng giảm đi. Thành phần các kim loại nặng có trong quặng (ví dụ Cadimi) ngày càng cao sẽ làm tăng chi phí sản xuất và chi phí quản lý môi trường. Đến nay, giá thành của quặng phophat đã tăng lên 7 lần, từ 50 USD/tấn lên đến 350 USD/tấn trong vòng 14 tháng, từ 1/2007 đến 3/2008. Như vậy, sự thiếu hụt và khủng hoảng về nguồn photpho có thể sẽ làm thiếu phân bón cho nông nghiệp, góp phần dẫn đến sự tăng giá thực phẩm, thậm chí sẽ xuất hiện những xung đột và tranh chấp về đất đai ở những khu vực biên giới có nguồn tài nguyên này.
TÁI SỬ DỤNG NGUỒN THẢI CHỨA PHOTPHO
Do nguồn tài nguyên photpho (P) không thể điều chế hoặc tổng hợp được, nên nếu thiếu P, chúng ta không thể sản xuất ra lương thực. Tuy nhiên, P có thể thu hồi từ nguồn chất thải của con người và có thể tái sử dụng làm phân bón. Với hơn 50% dân số thế giới hiện nay đang sống ở các đô thị, và trong khoảng 50 năm tới, có đến 90% dân số mới dự tính cũng sẽ cư trú tại các đô thị và sẽ tạo ra một lượng chất thải rất lớn. Chất thải của con người (nước tiểu và phân) là nguồn chứa photpho có thể thu hồi được. Nước tiểu có chứa các chất dinh dưỡng (P,N,K) ở một tỷ lệ nhất định và có giá trị sử dụng cho cây trồng. Một người trường thành hàng năm thải ra 400L nước tiểu, trong đó có 4kg N, 0,4kg P, và 0,9kg K. Ưu điểm quan trọng là trong nước tiểu hàm lượng kim loại nặng thấp hơn trong phân bón hóa học rất nhiều. Hàng năm, mỗi người thải ra 25 – 50 kg phân, trong đó chứa tối đa 0,55 kg N, 0,18 kg P và 0,37 kg K. kết hợp với các nguồn hữu cơ khác như thực phẩm thải, giá trị của P trong nước tiểu và phân có thể thay thế được cho nhu cầu sử dụng phân lân.
Nhà tiêu sinh thái là một ví dụ điển hình về việc thu gom chất thải của con người để tạo ra phân bón hữu cơ và có giá trị sử dụng cao để tuần hoàn N, P, K và các nguyên tố dinh dưỡng khác có trong nước tiểu và phân quay trở lại môi trường thay vì đi vào nguồn nước ngầm và nước thải. Khi chất thải được thu hồi tại nguồn, thì lượng dinh dưỡng thải đi vào các hệ thống xử lý nước thải sẽ giảm đáng kể, tức là giảm tiêu tốn năng lượng và chi phí xử lý, thậm chí có thể không cần công đoạn xử lý các chất dinh dưỡng này.
Giải pháp nhà tiêu sinh thái được khuyến cáo để thu hồi và tái sinh các chất dinh dưỡng có trong chất thải của con người. Nguồn chất thải này có ở mọi cộng đồng dân cư, nên có thể đóng vai trò quan trọng đối với việc tái sử dụng để làm phân bón, góp phần giảm gánh nặng cho nhu cầu khai thác quặng photphat tự nhiên.
Tài liệu tham khảo
Đỗ Khắc Uẩn, Đặng Kim Chi (2008). Tình trạng khan hiếm photpho và sự cần thiết của việc tái sử dụng nguồn thải chứa photpho. Tạp chí khoa học và phát triển, 6: 570 - 577
