Phốt phát có nguồn gốc từ đá phốt phát, là một khoáng chất thiết yếu đối với sự sống trên Trái Đất và có vai trò đặc biệt quan trọng trong trồng trọt. Tuy nhiên, đá phốt phát là nguồn tài nguyên hữu hạn. Hơn nữa, những mỏ đá lớn hiện chủ yếu nằm ở những nơi có tình hình chính trị, xã hội thường xuyên bất ổn như Ma-rốc, phía Tây Sahara, Trung Quốc, Algeria, Syria, Brazil…, gây rủi ro cho nhiều quốc gia thiếu nguồn cung hoặc không có lượng phốt phát dự trữ.

Phốt phát chưa được xử lý tại miền Tây Sahara. Ảnh: AFP.

Năm 2014, Uỷ ban châu Âu (EC) đã tuyên bố phốt phát là một trong những nguyên liệu thô quan trọng nhất, ảnh hưởng trực tiếp tới an ninh lương thực. Tại châu lục này, chỉ có Phần Lan là có phốt phát dự trữ, phần lớn được nhập khẩu từ Morocco, Algeria, Nga, Israel và Jordan. Các nước châu Âu khác thì đang phụ thuộc rất nhiều vào nguồn cung từ các quốc gia đang có khủng hoảng chính trị.

Trong 50 năm qua, lượng phốt phát được sử dụng đã tăng gấp bốn lần theo tỉ lệ tăng của dân số toàn cầu. Theo tính toán của các nhà khoa học, lượng dự trữ phốt phát trên thế giới đang ngày càng cạn kiệt, thậm chí chỉ duy trì được trong vài thập kỷ nữa.

Các chuyên gia cho biết, nếu không có phốt phát và nitơ, sản lượng thực phẩm trên toàn cầu sẽ giảm đi một nửa so với hiện nay. Mặc dù nguồn nitơ được đánh giá là vô hạn khi chiếm tới 80% bầu khí quyển.

Ông Martin Blackwell - Chuyên gia của Trung tâm nghiên cứu Nông nghiệp Rothamsted (Anh) cho biết: "Nguồn cung phốt phát bị thu hẹp sẽ là vấn đề lớn. Vì dân số ngày càng tăng sẽ đòi hỏi lượng thực phẩm nhiều hơn".

Với tốc độ tiêu thụ hiện tại, nhiều quốc gia đông dân như Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ,… đang đứng trước nguy cơ cạn kiệt nguồn cung phốt phát trong nước, không đủ dự trữ cho thế hệ tiếp theo.

Theo ông Blackwell, nếu không có cách thức hợp lý để kiểm soát tình hình, việc thiếu phốt phát sẽ trở thành vấn đề chính trị trong tương lai khi một số quốc gia chiếm ưu thế vượt trội trong sản xuất thực phẩm vì có sẵn nguồn phốt phát, trong khi các nước khác bị phụ thuộc.

"Chúng ta phải nỗ lực nhiều hơn nữa, luôn trong tâm thế sẵn sàng đối phố với những tình huống xấu nhất. Đây là một trong những vấn đề cấp bách nhất trên toàn cầu hiện nay" - ông Blackwell nói thêm.

Giáo sư Martin van Ittersum của Đại học Wageningen (Hà Lan) cho rằng, khủng hoảng sẽ bắt đầu ngay trước khi nguồn khoáng sản cạn kiệt, lượng tài nguyên khan hiếm còn lại sẽ được tranh giành với giá "cắt cổ".

Các chuyên gia cho biết, một số giải pháp tiềm năng hiện nay là tái chế phốt phát từ chất thải của con người, phân động vật, lò mổ,…; tạo ra các giống cây trồng mới, có khả năng hút khoáng chất từ đất cao hơn; quản lý sử dụng đất tốt hơn để tránh việc lạm dụng phân bón…

Trong trồng trọt, việc sử dụng quá nhiều phốt phát không chỉ tiêu tốn tài nguyên thiên nhiên mà còn gây ô nhiễm môi trường đất và môi trường nước, mở rộng diện tích các vùng đất "chết". Năm 2015, một nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Science đã nhận định, ô nhiễm phốt phát là một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất mà hành tinh đang phải đối mặt, bên cạnh biến đổi khí hậu.

Các hạt monoammonium phosphate (MAP) được chuyển vào kho lưu trữ ở Cherepovets (Nga). Ảnh: Andrey Rudakov/Bloomberg.

Nghiên cứu mới trên Tạp chí Frontiers of Agricultural Science and Engineering (chuyên về khoa học nông nghiệp và kỹ thuật) cũng tuyên bố: "Ngành sản xuất lương thực toàn cầu tiêu thụ phốt phát liên tục, khiến con người ngày càng tiến gần tới khủng hoảng".

Nghiên cứu này nêu rõ, chỉ trong vòng 3 năm, thời gian duy trì nguồn cung phốt phát đã giảm từ 300 năm xuống còn 259 năm do tăng dân số nhanh. Nếu tốc độ suy giảm không được kiểm soát, tất cả các nguồn đá phốt phát sẽ cạn kiệt vào năm 2040.

Các tác giả của nghiên cứu cho biết, dù đây chỉ là viễn cảnh, nhưng con người cần ý thức được rằng, nguồn cung phốt phát bị thu hẹp sẽ tác động mạnh mẽ lên cán cân thương mại quốc tế và tái chế phốt phát là việc làm cần thiết, đặc biệt tại các quốc gia đông dân nhất thế giới như Trung Quốc, Ấn Độ, Hoà Kỳ,…

Năm 1842, tại Rothamsterd, người ta đã phát minh ra phân lân thương mại bằng cách hoà tan xương động vật trong axit sulfuric. Ông Blackwell và các đồng sự đang tái nghiên cứu phương pháp này để tạo nguồn cung thay thế. Họ thu thập xương, sừng, máu và chất thải động vật từ các lò mổ để chuyển hoá thành phân bón. Theo kết quả xét nghiệm mới nhất, loại phân này có hiệu quả ngang bằng hoặc hơn cả phân bón thông thường. Bên cạnh đó, sản xuất phân từ chất thải của con người cũng là một giải pháp tiềm năng.

Tuy nhiên, theo Giáo sư Ittersum, những biện pháp này đều cần có thời gian tinh chỉnh để phù hợp với công nghệ, quy định pháp luật, tiêu chuẩn môi trường hiện nay, nhằm đảm bảo an toàn cho lao động, thành phẩm và cây lương thực.

Ngày nay, giải pháp tức thời và hiệu quả nhất vẫn là giảm sử dụng phốt phát. Theo các chuyên gia, lượng phốt phát được nông dân bón vào đất hầu hết là dư thừa với tâm lý "bón thêm cho chắc". Họ không biết rằng, phần lớn lượng phốt phát này được liên kết trong các phân tử hữu cơ và khó tiếp cận với thực vật. Chỉ một số giống cây sản xuất ra axit và enzyme mới có thể phá vỡ chúng. Các nhà khoa học đang dựa vào nguyên lý này để nghiên cứu ra nhiều giống cây biến đổi gen, nhằm tối ưu hoá lượng phốt phát dư thừa trong đất nông nghiệp. Tuy vậy, quá trình này khá phức tạp và cần nhiều thời gian.

Bà Marissa de Boer – Chuyên gia Hà Lan về phốt phát cho biết, sự thiếu nhận thức của cộng đồng là một phần nguyên nhân dẫn đến khủng hoảng. Chúng ta đang sống phụ thuộc vào phốt phát nhưng lại thiếu hiểu biết về nó, coi đó là điều hiển nhiên.

Bà De Boer hiện đang điều hành một dự án của EC về công nghệ tái chế phốt phát, đồng thời đứng đầu Công ty Susphos, thúc đẩy chiết xuất phốt phát từ chất thải của con người, chất thải thực phẩm và chất thải công nghiệp.