, //, :: GTM+7
Thứ Bảy, 01/10/2022, 06:00

Agromining - “thuốc giải” cho mỏ kim loại

LÊ MY
Agromining là sự kết hợp giữa nông nghiệp và khai khoáng: “thu hoạch” những nguyên tố rất quan trọng trong sản xuất pin điện - như coban và niken - từ các loài cây “siêu tích lũy kim loại”.
Mô hình trình diễn ‘’nông trại kim loại’’ ở Sabah, Malaysia. Nhóm nghiên cứu đang mở rộng diện tích thử nghiệm.

Các nhà khoa học Pháp và Úc đang thử nghiệm các “nông trại kim loại” ở Malaysia. Họ hy vọng một ngày nào đó công nghệ này sẽ mang lại nguồn thu nhập mới cho những cộng đồng còn khó khăn, đồng thời giúp “giải độc” cho các mỏ kim loại cũ mà vẫn tránh được những tác động thô bạo đến thiên nhiên.

Cây Phyllanthus balgooyi trưởng thành, cao 9m.Cận cảnh phần ngọn. Nhựa cây chứa niken, 16,9% khối lượng.Phần mạch rây trên thân chính.

Tiềm năng kinh tế

Trong “vương quốc” thực vật, một số ít loài cây sở hữu năng lực phi thường: chúng không chết, mà ngược lại sống tốt trên đất nhiễm kim loại nặng. Giới nghiên cứu gọi chúng là các hyperaccumulator (siêu tích lũy).

Chẳng hạn như với loài Phyllanthus balgooyi - họ hàng với cây thuốc Diệp hạ châu/cây Chó đẻ răng cưa ở nước ta - nhựa cây có màu xanh ngọc và chứa nhiều niken (hơn 16% khối lượng hỗn hợp). Hoặc ở chi thực vật Macadamia - vốn xưa nay cho ta những hạt mắc ca béo bổ, lá và nhựa của chúng rất giàu mangan.

Trong khi đó, với thế giới kim loại, tiềm năng nhất cho agromining là niken (bạn nhớ những đồng xu trắng bạc bóng loáng chứ?). Trong 721 loài hyperaccumulator đã được xác định, có đến 2 phần 3 số đó chỉ “ăn” niken. Đây là một thành phần quan trọng để sản xuất thép không gỉ, pin cho xe điện và năng lượng tái tạo… Hiện nay, việc khai thác và chế biến niken gây tác động xấu lên môi trường. Khi ở nồng độ cao, chúng gây nguy hiểm cho con người và đa số cây trồng.

Cách vận hành agromining nhìn chung như sau: trồng các loài hyperaccumulator, sau đó thu hoạch và xử lý chúng để thu hồi kim loại. Người ta có thể phơi khô và đốt cháy thân, cành, lá để lấy tro, gọi là “quặng sinh học”.

Các nguyên tố hóa học có trong lá cây Rinorea bengalensis canxi (đỏ), nicken (xanh lá) and cobalt (xanh dương).

“Nông trại kim loại” đầu tiên trên thế giới đặt tại phần đảo Borneo của Malaysia, thuộc nghiên cứu của ĐH Lorraine (Pháp). Cứ sau 6 đến 12 tháng, nông dân sẽ thu hoạch khoảng 0,3m của mỗi nhánh cây, sau đó đốt chúng thành tro hoặc “ép” cho kim loại theo nhựa chảy ra ngoài. Mô hình trình diễn này đạt sản lượng hằng năm từ 200 đến 300kg niken trên mỗi hecta, có thể đạt giá trị vài ngàn đôla Mỹ trên thị trường thế giới. Theo trang dữ liệu Statista, vào tháng 6/2022, giá một tấn niken ở mức khoảng 25.658 đôla Mỹ.

Để chống lại biến đổi khí hậu, thế giới cần nhanh chóng từ bỏ xe cộ chạy bằng xăng dầu, và chuyển sang các phương tiện sử dụng điện. Chúng chạy bằng pin lithium-ion vốn chứa niken, coban và mangan. Sự chuyển dịch công nghệ cần thiết này đồng nghĩa với nhu cầu kim loại sẽ tăng gấp 20 lần trong ba thập kỷ tới, theo nghiên cứu đăng tháng 6 trên tạp chí Science of The Total Environment.

Theo kịch bản đó, thế giới sẽ cần rất nhiều nguyên liệu thô niken, mangan, coban và lithi có đủ độ tinh khiết. Việc trồng cây để lấy niken, coban và mangan hiện đang trong tầm tay, trong khi kỹ thuật “thu hoạch” lithi vẫn chưa được phát triển nhưng có tiềm năng - nghiên cứu kết luận.

Thải độc cho đất

Agromining còn có thể được ứng dụng để loại bỏ các kim loại không mong muốn, nhờ đó khôi phục đất bị ô nhiễm, đặc biệt tại các khu mỏ cũ kỹ, bỏ hoang, vốn ẩn chứa nhiều độc hại. Và công nghệ làm sạch môi trường này còn mang về một ít tiền từ lượng kim loại thu hồi được.

Với các nước đang phát triển và những vùng đất không thuận lợi cho canh tác nông nghiệp, mô hình này có thể tạo ra lợi ích kép. Giả dụ sau 20 năm, lượng niken trong đất không còn dồi dào đối với nhóm cây hyperaccumulator nhưng khi đó mảnh đất đã được “thải độc” niken. Sau giai đoạn agromining tạm thời, cây lương thực, cây ăn trái có thể quay trở lại. Như vậy, với agromining, chúng ta trả lại sự màu mỡ cho đất, thay vì lấy nó đi.

Bên cạnh đó, agromining sẽ khó thúc đẩy nông dân phá rừng để lấy đất cho những cây trồng sinh lợi cao - giống như loài người đã từng phá rừng ở châu Phi hay Indonesia và Malaysia để trồng cọ dầu. Bởi vì theo các nhà nghiên cứu, những khu vực có tiềm năng cho agromining - tức là dồi dào kim loại nặng trong đất - thường không thích hợp cho các loài thực vật khác sinh trưởng.

Trong khi đó, rắc rối có thể đến từ công tác quản lý cây trồng yếu kém. Một sự cố đáng tiếc từng được ghi nhận ở Tây Nam bang Oregon (Mỹ). Cây A. muraleA. corsicum (đều thuộc họ Cải) có khả năng sống sót trên đất giàu magiê và kim loại nặng, đặc biệt dung nạp tốt niken. Tuy nhiên, việc quản lý kém đã cho phép chúng sinh sôi tràn lan, đe dọa nhiều loài đặc hữu và quý hiếm của địa phương. Kết cục là chúng bị xếp vào hàng cỏ dại nguy hại, không được phép trồng ở Oregon (theo nghiên cứu Strawn 2013).

Những loài cây “siêu tích lũy” cùng kỹ thuật agromining có thể mở ra nhiều cơ hội cho Việt Nam. Khoáng sản niken của nước ta không nhiều và chủ yếu là loại quặng xâm tán hàm lượng thấp, tập trung chủ yếu ở các tỉnh Thanh Hóa, Sơn La và Cao Bằng. Trong đó, phần lớn tồn tại ở dạng khoáng vật đi kèm trong quặng crôm, hiện chưa có giải pháp thu hồi hiệu quả.

Trên trang tin của Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim, ThS. Đào Công Vũ cho biết “quặng niken hàm lượng cao đang ngày càng cạn kiệt” trong khi “nhu cầu sử dụng kim loại niken trên thế giới đang ngày càng gia tăng”. Ba nước có trữ lượng niken lớn nhất là: Indonesia, Úc và Brazil. Từ tháng 1/2020, Indonesia quyết định cấm xuất khẩu quặng niken, nhằm giữ lại nguồn quặng cho nhu cầu trong nước.

Tính đến tháng 9/2017, có 721 loài thực vật trong cơ sở dữ liệu toàn cầu về hyperaccumulator, theo tạp chí thực vật học New Phytologist. Một số loài còn có khả năng “ăn” nhiều hơn một loại nguyên tố.

Các quốc gia có số lượng hyperaccumulator được công bố nhiều nhất là Cuba, New Caledonia, Thổ Nhĩ Kỳ và Brazil. Với những nghiên cứu tiên phong ở Sabah của Malaysia, Đông Nam Á cũng hứa hẹn trở thành trung tâm đa dạng các loài hyperaccumulator của thế giới.

Tags

Bình luận

Xem nhiều




Nổi bật

Một số thương nhân cho biết giá sẽ tiếp tục tăng cao hơn cho đến cuối tháng 12/2022 do dự trữ giảm và nhu cầu từ Trung Quốc và các nước châu Âu tăng.
Được quan tâm






Đăng ký nhận tin nóng
Giúp bạn cập nhật các thông tin mới nhất