Phốt pho là gì? Tầm quan trọng đối với con người, nông nghiệp và sản xuất phân bón
Phốt pho là 1 trong 6 nguyên tố hóa học cấu tạo nên tất cả các loài động thực vật. Bộ khung của DNA và RNA, màng tế bào, xương và răng đều cần tới phốt pho.
Khác với các nguyên tố thiết yếu khác cho sự sống - bao gồm oxy, hydro, carbon, nitơ và lưu huỳnh - phốt pho vô cơ không thể được tìm thấy ở dạng đơn chất trong tự nhiên, nó tồn tại trong các khoáng chất không hòa tan. Do đó, động thực vật chỉ có thể bổ sung phốt pho thông qua các sinh vật khác, các mô chết hoặc các chất thải của chúng.
Photpho tồn tại dưới 3 dạng thù hình cơ bản có màu: trắng, đỏ và đen. Các dạng thù hình khác cũng có thể tồn tại. Dạng phổ biến nhất là phốt pho trắng và phốt pho đỏ.
Acid phosphoric đậm đặc, có chứa tới 70% - 75% P2O5 là rất quan trọng đối với ngành nông nghiệp do nó được dùng để sản xuất phân bón. Nhu cầu toàn cầu về phân bón đã dẫn tới sự tăng trưởng đáng kể trong sản xuất phosphat (PO43-) trong nửa sau của thế kỷ XX. Phốt pho được nông dân bổ sung với số lượng rất lớn để đảm bảo vụ mùa bội thu. Nhưng các mỏ phốt phát là nguồn tài nguyên hữu hạn.
Dự báo thiếu hụt phốt pho trong tương lai
Việc sử dụng phân bón phốt phát đã tăng gấp 4 lần trong 50 năm qua, ngày cạn kiệt nguyên liệu này đang đến gần khi có thêm phân tích mới về nhu cầu sử dụng của con người tăng cao. Theo ước tính của một số nghiên cứu, nguồn cung đá phốt phát đã giảm từ 300 xuống còn 259 chỉ trong 3 năm qua. Các nhà khoa học viết: "Nếu nguồn cung tiếp tục giảm với tốc độ này, có thể không loại trừ rằng tất cả nguồn cung sẽ cạn kiệt vào năm 2040".
Martin Blackwell, chuyên gia tại Rothamsted Research, một trung tâm nghiên cứu nông nghiệp ở Anh, và là tác giả chính của một nghiên cứu mới cho biết: "Nguồn cung cấp phốt phát có thể là một vấn đề rất lớn. Dân số đang tăng lên và chúng ta sẽ cần nhiều thức ăn hơn."
Với tốc độ sử dụng hiện tại, nhiều quốc gia sẽ cạn kiệt nguồn cung trong nước trong thế hệ tiếp theo, bao gồm Mỹ, Trung Quốc và Ấn Độ. Morocco và lãnh thổ do Morocco chiếm đóng ở Tây Sahara là nơi có trữ lượng lớn nhất, theo sau đó là Trung Quốc, Algeria và Syria.
Ảnh hưởng đến nguồn cung phân bón của nông nghiệp thế giới và Việt Nam
Các nhà nghiên cứu cho biết con người chỉ có thể sản xuất một nửa lượng lương thực nếu không có phốt phát và nitơ, mặc dù nitơ về cơ bản là vô hạn vì nó chiếm gần 80% bầu khí quyển.
Từ trước đến nay, phân bón phốt phát luôn rẻ hơn so với phân kali hoặc phân đạm vốn cần khí tự nhiên để sản xuất. Kết quả là các nước có thu nhập thấp và trung bình càng phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu phân bón phốt phát. Khi phốt phát đã trở nên đắt đỏ, nhiều quốc gia ở Châu Phi và Đông Nam Á lại phải đối mặt với nạn đói nghiêm trọng trong thế kỷ 21.
Tình hình đã trở nên tồi tệ hơn trong vài tháng gần đây. Sự gián đoạn chuỗi cung ứng, lệnh cấm xuất khẩu và các lệnh trừng phạt nhằm vào Nga đã khiến giá phốt phát toàn cầu tăng gấp bốn lần.
"Chúng ta hoàn toàn không chuẩn bị gì cho việc đối phó với tình trạng thiếu hụt phốt pho, với sự sụt giảm sản lượng lương thực, và tiếp sau đó là việc giá lương thực tăng cao” - Hiệp Hội Thổ Nhưỡng Anh cho biết.
Tìm kiếm nguồn thay thế, đưa ra 1 số giải pháp khả thi
Việc thay đổi trong cách sử dụng và tái chế phốt pho toàn cầu sẽ là điều cần thiết. Đặc biệt, Trung Quốc, Ấn Độ và Mỹ - ba quốc gia có dân số lớn nhất hành tinh - sẽ cần lưu ý hơn cả.
Các giải pháp khả thi bao gồm tái chế phân bón từ nước thải của con người, phân và chất thải lò mổ, các giống cây trồng mới có thể hút khoáng từ đất hiệu quả hơn và kiểm tra chất lượng đất tốt hơn để không bón quá nhiều phân gây lãng phí.
Việc tái chế phốt phát từ chất thải của động vật và con người là rất quan trọng, nhưng điều này sẽ mất thời gian để thực hiện vì công nghệ và quy định mới sẽ cần thiết để đảm bảo không xảy ra ô nhiễm môi trường và tổn hại sản phẩm từ cây lương thực .
Trước đây, phốt pho vẫn quay trở lại với đất trồng bằng cách bón phân người hay động vật cho cây trồng. Tuy nhiên, thói quen này đã được thay thế bằng việc sử dụng phốt pho được chế xuất từ các khu vực xa dân cư từ thế kỷ 19.
Tóm lại, chúng ta cần sớm nhận thức được sự nghiêm trọng của việc thiếu hụt phốt phát trong tương lai, các quốc gia sớm có các chính sách về khai thác phốt pho, sản xuất và sử dụng phân bón, lộ trình phát triển nông nghiệp, sản xuất lương thực, cải tiến nền nông nghiệp hữu cơ,... Để tất cả nhân loại tồn tại bền vững cùng tự nhiên, phát triển dân số và kinh tế ngày càng hiện đại và khoa học hơn.
