Tp chớ Khoa hc v Phỏt trin 2008: Tp VI, S 6: 570-577 I HC NễNG NGHIP H NI
570
TìNH TRạNG KHAN HIếM PHOTPHO V Sự CầN THIếT
CủA VIệC TáI Sử DụNG NGUồN THảI CHứA PHOTPHO
A Review on the Coming Scarcity of Phosphorus Rocks and
the Importance of Recycling Phosphorus Wastes
Khc Un
1, 2
, ng Kim Chi
2

1
Department of Civil and Environmental Engineering, Sungkyunkwan University, Korea.
2
Vin Khoa hc v Cụng ngh Mụi trng, Trng i hc Bỏch khoa H Ni
TểM TT
Qung photphat l mt ngun ti nguyờn khụng phc hi c. Tng tr lng qung photphat
trờn th gii c tớnh khong 7355 triu tn (tớnh theo hm lng P
2
O
5
). Cho n nay, tng sn lng
qung ó c khai thỏc l 1955 triu tn P
2
O
5
. Bng phng phỏp thng kờ kt hp vi phng phỏp
bỡnh phng ti thiu ó d oỏn c thi gian khai thỏc t sn lng cc i l nm 2040 vi sn
lng khai thỏc cc i khong 64 triu tn P
2
O

the warnings related to the food security as well as environmental pollution.
Key words: Faeces, resource depletion, recycling, reserves, phosphate rocks, urine.
1. đặt vấn đề
Photpho (P) l nguyên tố dinh dỡng
cần thiết cho tất cả sinh vật sống, trong đó
gồm cả con ngời. Mặc dù l nguyên tố phổ
biến thứ mời một trên trái đất, nhng
trong tự nhiên, photpho chỉ tồn tại ở dạng
quặng photphat (Đặng Kim Chi, 1999).
Tơng tự nh nguồn dầu mỏ, quặng
photphat l nguồn ti nguyên không phục
hồi đợc, thời gian để hình thnh từ quá
trình phong hóa phải mất từ 10 - 15 triệu
năm (Stanley, 2001). Khoảng 90% quặng
photphat trên ton thế giới đợc dùng cho
sản suất phân bón dùng cho nông nghiệp
(EFMA, 2000). Tất cả các hệ thống nông
nghiệp đều sử dụng phân bón sản xuất từ
quặng photphat (phân lân), vì đây l một
yếu tố quyết định đến năng suất mùa
mng. Khoảng 10% còn lại dnh cho các
ngnh công nghiệp khác nh l bột giặt,
chất tẩy rửa, phụ gia thức ăn gia súc, v
các ứng dụng đặc biệt (ví dụ trong chế tạo
vật liệu chống cháy) (EFMA, 2000; IFA,
Tỡnh trng khan him photpho
571
2007). Nguồn ti nguyên ny đang bị khai
thác với tốc độ ngy cng tăng để đáp ứng
nhu cầu sản xuất (IFA, 2007). Nh vậy, tất

photphat trên ton cầu. Ngoi ra, trữ
lợng quặng photphat của Trung Quốc
đợc ớc tính l chiếm đến 36% tổng trữ
lợng trên thế giới v Maroc chiếm đến
31% (Jasinski, 2006; Déry and Anderson,
2007). Hình 1. Trữ lợng quặng photphat còn lại trên ton thế giới (Jasinski, 2008)
Ghi chỳ: Y Tr lng qung photphat, (triu tn qung photphat).
Trong đánh giá khả năng khai thác ti
nguyên, giai đoạn quan trọng không phải
khi 100% tổng trữ lợng bị khai thác hết,
m vấn đề quan trọng l khi 50% trữ
lợng ti nguyên vẫn nằm trong lòng đất
(Déry and Anderson, 2007). Do nguồn ti
nguyên không tái tạo, cho nên sau khi
khai thác đến một mức độ no đó chắc
chắn sản lợng khai thác sẽ đạt đến
ngỡng cực đại. Sau giai đoạn ny, sản
lợng khai thác sẽ suy giảm nhanh v
khoảng cách giữa nhu cầu sử dụng v khả
năng cung cấp sẽ tăng lên nhanh. Lúc đó
sẽ gây ra sức ép đến giá thnh v lm gia
tăng sức ép đến ton thế giới (Campbell,
1997).
Việc đánh giá v phân tích về sản
lợng khai thác quặng photphat cực đại
phải dựa vo trữ lợng quặng còn lại trên
thế giới (trữ lợng ớc tính khoảng 5400

O
5
đã khai
thác (khoảng 488 triệu tấn) đã bị quá
trình rửa trôi vo các nguồn nớc mặt (đại
dơng, ao hồ nớc, sông suối) hoặc đợc
chôn lấp trong các bãi rác (IFA, 2007).
Bằng phơng pháp thống kê v hm
phân bố chuẩn, có thể xác lập đợc đờng
cong mô hình dự đoán về thời gian v sản
lợng khai thác, với tổng trữ lợng quặng
photphat đợc tính bằng lợng quặng đã
đã khai thác cộng với trữ lợng quặng hiện
nay, ớc tính l 7355 triệu tấn P
2
O
5
. Từ
hm phân bố chuẩn, sử dụng phơng pháp
bình phơng tối thiểu dễ dng xác định
đợc kết quả sản lợng cực đại l 64 triệu
tấn P
2
O
5
/năm v thời gian cực đại l năm
2040 (hình 2) (Jasinski, 2006, 2008). Tuy
nhiên, thời gian diễn biến trong thực tế có
thể thay đổi do chi phí sản xuất (chẳng
hạn giá thnh của nguyên liệu thô), khả

ny. Theo đó, khi no xuất hiện xu thế
khan hiếm hoặc cạn kiệt nguồn ti
nguyên, thì cũng sẽ xuất hiện những cải
tiến hoặc đầu t đổi mới về công nghệ để
lm tăng v cải thiện hiệu suất của quá
trình khai thác v tinh chế (Stewart et al,
2005). Hay nói cách khác, cho dù chất
lợng hoặc trữ lợng quặng photpho thấp,
thì với những công nghệ tiên tiến sau ny
hon ton có khả năng thu đợc thnh
phần photpho theo yêu cầu. Một hớng
đánh giá khác cũng đã xuất hiện, tuy
không phủ nhận về sự cạn kiệt của trữ
lợng quặng photphat, nhng họ cho rằng
đây l vấn đề còn lâu mới xảy ra (Caveny,
2006). Hình 4. Giá thnh quặng photphat đã tăng 700% chỉ sau 14 tháng (Minemakers, 2008)
Ghi chỳ: Y - Giỏ thnh (USD/tn P
2
O
5
); X - thi gian (nm)
Khc Un, ng Kim Chi
574
Tuy nhiên, những quan điểm trên
không lm thay đổi đợc xu thế chung.
Hiện nay, dù nhu cầu sử dụng photpho
đang giảm dần ở các khu vực đã phát triển

nhng giữa chúng có sự khác biệt lớn, đó
l dầu mỏ có thể thay thế đợc bằng các
dạng năng lợng khác (nh l năng lợng
gió, mặt trời, nhiên liệu sinh học, năng
lợng hạt nhân,) khi nó trở nên quá
khan hiếm. Trong khi đó không có sự thay
thế đối với photpho trong sản xuất lơng
thực (Steen, 1998). Bởi vì photpho không
thể điều chế hoặc tổng hợp đợc. Nếu
thiếu photpho, chúng ta không thể sản
xuất ra lơng thực (Driver, 1998). Sự khác
biệt lớn thứ hai l dầu mỏ không còn giá
trị sử dụng sau khi đã bị đốt cháy. Trong
khi đó photpho l một nguyên tố m có thể
thu hồi đợc sau khi sử dụng v có thể
đợc tái sử dụng kể cả trong điều kiện hạn
chế về kinh tế v kỹ thuật (Driver, 1998).
Với giá thnh cao của quặng photphat
nh hiện nay đã tạo ra một động lực lm
thay đổi cách quản lý, tạo thuận lợi cho xu
hớng chấp nhận thu hồi photpho bằng
các phơng pháp thích hợp nhằm góp phần
quản lý photpho theo phơng pháp bền
vững, hợp lý v kéo di thời gian sử dụng
của photpho (Hình 5). Hình 5. Tuần hon chất thải (phân v nớc tiểu) dùng để cải tạo v cung cấp chất
dinh dỡng cho đất, giảm tải lợng thải gây ô nhiễm môi trờng (Steven et al., 1998)
Tỡnh trng khan him photpho

của đất, tăng độ mùn cho đất. Kết hợp với
các nguồn hữu cơ khác nh thực phẩm
thải, giá trị của photpho trong nớc tiểu
v phân có thể thay thế đợc cho nhu cầu
sử dụng phân lân. Theo ớc tính, năm
2000, dân số thế giới đã thải ra 3 triệu
tấn photpho tính từ nớc tiểu v phân
(Smil, 2000). Cũng cần lu ý thêm l
trong phân bắc v nớc tiểu có tỷ lệ Na
+

đáng kể nên vấn đề chế biến, gia tăng
chất hữu cơ, hạn chế tác hại của Na
+
l
hết sức quan trọng. Na
+
trong phân khi
đa vo đất có thể lm tăng độ phân tán
v lm đất mất kết cấu.
Hình 6. Nớc tiểu chứa trong các bồn, định kỳ mang đi tới cho đồng ruộng
(Steven et al., 1998)
Nh tiêu sinh thái l một ví dụ điển
hình về việc thu gom chất thải của con
ngời để tạo ra phân bón hữu cơ v có giá
trị sử dụng cao để tuần hon nitơ,
photpho, kali v các nguyên tố dinh dỡng

nh tái sử dụng nguồn ti nguyên
photpho cần phải đợc nghiên cứu v áp
dụng nhằm đảm bảo cho nông dân trên
ton thế giới có đủ lợng phân bón để sản
xuất v cung cấp lơng thực cho nhân loại.
Giải pháp nh tiêu sinh thái đợc khuyến
cáo để thu hồi v tái sinh các chất dinh
dỡng có trong nớc tiểu v phân ngời.
Do loại chất thải ny có ở mọi cộng đồng
dân c (không giống nh quặng photphat,
chỉ có ở một số nớc), nên nó có thể đóng
vai trò quan trọng đối với việc tái tạo
nguồn photpho, một yếu tố có liên quan
chặt chẽ đến vấn đề an ninh lơng thực
của thế giới.
TI LIệU THAM KHảO
Buckingham, D.A and Jasinski, S.M.
(2006). Phosphate Rock Statistics,
Historical Statistics for Mineral and
Material Commodities in the United
States. Data Series 140 US Geological
Survey, pp. 68-72.
Campbell, C.J. (1997). Better
understanding urged for rapidly
depleting reserves. Oil & Gas Journal;
Apr 7, 95: 14-19.
Caveny, R. (2006). Global Oil Production
About To Peak? A Recurring
Myth,.World Watch Magazine, 19 (1):
13-15.

Water Resources, 9: 23-29.
Jonsson, H., Stenstrom, T.A., Svensson, J.
and Sundin, A. (1997). Source
separated urine - nutrient and heavy
metal content, water saving and faecal
contamination. Water Science and
Technology, 35(9): 145-152.
Minemakers L. (2008). Rock phosphate
price rockets to US$200/ton. ASX and
Press Release Perth. Western
Australia, pp. 15-16.
Smil, V. (2000). Phosphorus in the
Environment: Natural Flows and
Human Interferences Annual. Review
of Energy and the Environment, 25: 53-
88.
Tình trạng khan hiếm photpho
577
Stanley E.M. (2001). Fundamentals of
Environmental Chemistry. 2nd ed.,
Lewis Publishers London, p. 656-658.
Steen, I. (1998). Phosphorus availability in
the 21st Century: Mananagement of a
non-renewable resource. Phosphorus
and Potassium, 217: 25-31.
Steven, A.E., Jean, G., Dave R., Ron S.,
Mayling S.H., Jorge V. and Uno W.
(1998). Ecological Sanitation.
Department for Natural Resources and
the Environment, Sida, S-105 25