Tác giả: TS. Đặng Thanh Phú
Những vùng đất cát khô cằn đang ngày càng trở thành lợi thế, tiềm năng to lớn để phát triển kinh tế – xã hội ở nhiều quốc gia trên thế giới. Thậm chí, nhiều nơi đã biến vùng đất cát, sa mạc để trờ thành những trung tâm kinh tế, nông nghiệp, hệ sinh thái bền vững. Với lợi thế của một quốc gia ven biển và mạng lưới sông ngòi dày đặc, Việt Nam cần làm gì để khai thác nguồn tài nguyên quý báu này?.
Tài nguyên cát
Tài nguyên cát là khoáng sản tự nhiên vô cùng thiết yếu, đóng vai trò cốt lõi trong xây dựng, sản xuất thủy tinh, công nghệ (chất bán dẫn) và nhiều ngành nghề khác.
Tuy vậy, với tốc độ phát triển nhanh chóng như hiện nay, thế giới dường như đang rơi vào khủng hoảng của thiếu nguồn cung cát, bởi nhu cầu sử dụng cát đến nay quá lớn (thế giới tiêu thụ 5 tỷ tấn cát mỗi năm).
Theo rnrf.org, năm 2010, các quốc gia đã khai thác khoảng 11 tỷ tấn cát chỉ riêng cho mục đích xây dựng, trong đó tỷ lệ khai thác cao nhất ở khu vực châu Á – Thái Bình Dương, và tiếp theo là châu Âu và Bắc Mỹ. Chỉ riêng tại Hoa Kỳ, sản xuất và sử dụng cát (và sỏi) xây dựng đạt giá trị 8,9 tỷ đô la Mỹ vào năm 2016, và sản lượng đã tăng 24% trong năm năm tiếp theo.
Nguyên nhân thiếu cát chủ yếu đến từ sự gia tăng dân số toàn cầu, tốc độ đô thị hóa nhanh dẫn đến nhu cầu vật liệu xây dựng ngày càng tăng, trong đó ngành xây dựng là một trong những ngành tiêu thụ lượng cát lớn trên toàn cầu. Các dự án cơ sở hạ tầng quy mô lớn như xây dựng đường, xây dựng nhà ở, đều đòi hỏi một lượng cát vô cùng lớn.
Trong ngành điện tử, cát là nguyên liệu thô không thể thiếu để sản xuất các sản phẩm điện tử, trong đó silica có độ tinh khiết cao trong cát được sử dụng trong công nghiệp điện tử để sản xuất các linh kiện bán dẫn, như mạch tích hợp, pin mặt trời, v.v… Cát còn chứa các nguyên tố kim loại, có thể dùng làm vật liệu như chì, bột dẫn điện cho các sản phẩm điện tử.
Còn trong chế tạo thủy tinh, cát còn là nguyên liệu chính để làm sản phẩm này, chiếm hơn 60% sản lượng thủy tinh, nhờ cát có chứa silic, một thành phần không thể thiếu trong sản xuất thủy tinh. Khi cát tan chảy ở nhiệt độ cao, nó tạo thành thủy tinh lỏng, sau đó nguội dần và đông đặc lại và trở thành một sản phẩm thủy tinh rực rỡ.
Sự phát triển của các bãi cát ở bãi biển cũng đã trở thành điểm đến phổ biến, thu hút hàng trăm triệu khách du lịch mỗi năm, khiến nhu cầu về cát càng tăng thêm. Những trận lũ lụt ở nhiều nơi trên thế giới trong thời gian gần đây như ở Houston, Ấn Độ, Nepal, Bangladesh đã làm gia tăng nhu cầu về cát trên toàn cầu về cát.
Hệ lụy khai thác cát quá mức
Khi nhu cầu khai thác cát quá lớn để thỏa mãn nhu cầu sử dụng của con người vì những mục đích khác nhau như xây dựng, sản xuất công nghiệp, hoạt động du lịch biển, đi kèm những thiệt hại từ lũ lụt làm hao hụt nguồn tài nguyên cát tự nhiên thì trữ lượng cát càng trở nên ít đi. Đây là điều hết sức đáng quan ngại.
Theo RNRF, việc khai thác quá mức cát đã làm thay đổi cấu trúc vật lý của các con sông và hệ sinh thái ven biển, làm tăng lượng trầm tích lơ lững và gây xói mòn. Kết quả của các công trình nghiên cứu cho thấy hoạt động khai thác cát gây ảnh hưởng xấu đến nhiều loại động vật, bao gồm cá, cá heo, động vật giáp xác, cá sấu, v.v… đặc biệt là tại các hệ thống sông ngòi khu vực châu Á.
Khai thác cát còn gây ra những tác động nghiêm trọng đến sinh kế của người dân. Bãi biển và vùng đất ngập nước đóng vai trò như một lớp bảo vệ các cộng đồng ven biển khỏi sóng biển dâng cao. Tình trạng xói mòn gia tăng do khai thác quy mô lớn khiến các cộng đồng này dễ bị tổn thương hơn trước lũ lụt và bão tố.
Trong báo cáo gần đây của Mạng lưới Bảo vệ Nguồn nước cho thấy việc khai thác cát đã làm trầm trọng thêm tác động của trận sóng thần Ấn Độ Dương năm 2004 ở Sri Lanka. Với Đồng bằng sông Mê Kông, việc khai thác cát đang làm giảm nguồn cung cấp trầm tích một cách nghiêm trọng, tương tự như việc xây dựng đập, đe dọa tính bền vững của đồng bằng, làm tăng sự xâm nhập mặn trong mùa khô, đe dọa an ninh nguồn nước và lương thực của cộng đồng địa phương.
Các hoạt động khai thác cát quá mức còn tạo ra các vùng trũng nước, có thể trở thành nơi sinh sản của muỗi mang mầm bệnh sốt rét. Ở châu Phi, các vũng nước là tác nhân lây lan các bệnh loét Buruli (Tây Phi), một bệnh nhiễm trùng da do vi khuẩn.
Đáng chú ý, ở tầm quốc tế, các thỏa thuận quan trọng như Chương trình Nghị sự 2030 về Phát triển bền vững và Công ước về Đa dạng Sinh học đã thúc đẩy việc phân bổ tài nguyên thiên nhiên một cách có trách nhiệm, song lại chưa có công ước quốc tế nào điều chỉnh việc khai thác, sử dụng và buôn bán cát.
Biến cát thành lợi thế
Trước nguy cơ thất thoát nguồn cung tự nhiên của cát vì sử dụng sai mục đích, hay tình trạng lạm dụng cát để gia tăng hoạt động sản xuất công nghiệp (thủy tinh, điện tử, v.v…), sự khai thác cát quá mức để phục vụ xây dựng cơ sở hạ tầng (bê tông, nhựa đường) cùng sự suy giảm nguồn cung cát do tác động của thiên tai, như lũ lụt, bão cát, xói lỡ, v.v… đã dẫn đến sự quan ngại của nhiều quốc gia trên thế giới. Điều này đã buộc nhiều nước nỗ lực tìm kiếm các giải pháp phù hợp để giữ gìn, khai thác cát một cách hiệu quả và bền vững hơn. Nhiều nước đã biến các vùng đất cát hoang hóa thành các “ngân hàng vàng”, phát triển các mô hình bền vững trên cát, như: nông nghiệp công nghệ cao, năng lượng tái tạo, du lịch sinh thái và nghỉ dưỡng, và vật liệu xây dựng.
Trang trại năng lượng mặt trời “solar farm” ở Trung Quốc. Nguồn: reccessary.com.
Đầu tiên là việc ứng dụng công nghệ cao vào phát triển nông nghiệp trên sa mạc cát. Trên thế giới hiện nay, Israel được xem là quốc gia đi tiên phong trong lĩnh vực này. Israel hiện đã phát triển các trang trại nhà kính ứng dụng “công nghệ tưới nhỏ giọt thông minh” để trồng các loại ớt chuông, cà chua, kể cả nuôi cá biển bằng nguồn nước lợ được khoan sâu dưới lòng đất cát. Là một quốc gia khô cằn, với hơn 60% diện tích là sa mạc, Israel luôn có chủ trương biến sa mạc trở thành “vườn địa đàng”, vùng đất của nông nghiệp với lúa mì, lúa mạch, nho, lựu và ô liu. Trong khi đó, Trung Quốc và Các Tiểu vương quốc Ả Rập thống nhất (UAE) lại áp dụng công nghệ cải tạo cát thành đất màu mỡ để giữ nước và tạo phân bón hiệu quả. Trung Quốc đã phát triển thành công “Hạt giống đất”[1] là chế phẩm vi khuẩn lam (cyanobacteria) dạng rắn, là một dạng chế phẩm vi sinh có thể rải trực tiếp lên bề mặt cát và khi gặp mưa, vi khuẩn lam phát triển, kết dính các hạt cát lại với nhau, hình thành lớp vỏ sinh học ổn định, tạo tiền đề cho thực vật phát triển.
Biến sa mạc khô cằn thành đất canh tác, trồng trọt ở Israel. Nguồn: The Times of Israel.
Bên cạnh phát triển các sa mạc cát trở thành vùng đất nông nghiệp, các vùng cát mênh mông còn được phát triển thành các trang trại điện mặt trời khổng lồ, nơi các tấm pin mặt trời vừa tạo ra năng lượng sạch, vừa giúp giảm sự bốc hơi nước của mặt đất, tạo điều kiện cho các thảm thực vật chịu hạn mọc lên bên dưới. Việc biến các sa mạc cát trở thành các trang trại rộng lớn sản xuất và cung cấp nguồn năng lượng tái tạo, sạch được các nước như Trung Quốc và các quốc gia ở khu vực Trung Đông (Ả Rập Xê Út và Các Tiểu vương quốc Ả Rập thống nhất) phát triển mạnh mẽ và thành công.
Một giải pháp khác để tận dụng các sa mạc cát thành những mảnh đất hữu dụng đó là phát triển lâm nghiệp để chống sa mạc hóa. Đây là giải pháp tạo dựng các “Vành đai xanh” (Green Wall). Ngay từ năm 1970, Trung Quốc đã triển khai chương trình trồng rừng[2] lớn nhất thế giới với mục tiêu ngăn sa mạc hóa, giảm bão cát từ các sa mạc phía Bắc, tăng khả năng hấp thụ carbon và phục hồi hệ sinh thái. Theo trang IFLScience, đến năm 2020, rừng trồng của Trung Quốc đã bao phủ hơn 90 triệu ha, chiếm khoảng 36,6% tổng diện tích rừng cả nước, ước tính hơn 66 tỉ cây đã được trồng. Với Israel, quốc gia này hiện phát triển mạnh mẽ việc trồng rừng tại vùng sa mạc. The trang khoahoc.tv, các nhà nghiên cứu tại Đại học Tel Aviv đã tiến hành trồng các loài thực vật bản địa ở vùng đất khô cằn tại sa mạc Aravah sử dụng nước thải tái chế, góp phần làm “xanh hóa” sa mạc, và giảm lượng phát thải khí carbon trong khí quyển. Các quốc gia có mô hình trồng rừng bản địa trên sa mạc tương tự Israel là Ấn Độ, Trung Á.
Cơ hội cho Việt Nam
Là một quốc gia có tiềm năng lớn về tài nguyên cát nhờ hệ thống sông ngòi dày đặc và vị trí địa lý ven biển. Tuy nhiên, Việt Nam cũng đứng trước những thách thức vô cùng to lớn về sự suy giảm nguồn cung cát dẫn đến nguy cơ cạn kiệt nguồn vật liệu tự nhiên quý báu này trong tương lai nếu không có những giải pháp căn cơ ngay từ bây giờ.
Để tận dụng và khai thác có hiệu quả nguồn tài nguyên cát trên cả nước với trữ lượng khoảng 530.000 ha, chiếm khoảng 1,61% diện tích tự nhiên, được phân bổ chủ yếu ở các dải ven biển và hệ thống sông ngòi của cả nước, đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái phòng hộ và phát triển kinh tế đất nước và các địa phương, đã đến lúc cần các giải pháp thiết thực và bền vững.
Từ tham khảo các kinh nghiệm hay của các nước trên thế giới cho thấy Việt Nam cần ứng dụng các giải pháp khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo để tạo ra các sản phẩm hay, có giá trị trên các vùng đất cát để biến các sa mạc trở thành những “vườn địa đàng” tươi tốt, xanh, dinh dưỡng (đất đai) để phục vụ phát triển các ngành nông nghiệp công nghệ cao, lâm nghiệp (trồng rừng bản địa), năng lượng tái tạo, cũng như việc sử dụng “các hạt cát” tự nhiên để sản xuất ra các sản phẩm thủy tinh, điện tử, v.v…
Ngoài ra, cần một chiến lược tổng thể quốc gia để khai thác và sử dụng hiệu quả, bền vững các vùng đất cát, vật liệu cát. Trong đó, cần tập trung rà soát, đánh giá phân loại các nguồn trữ lượng cát, khối lượng cát hiện có, các mục đích sử dụng cát, vùng đất cát cho công nghiệp, nông nghiệp, năng lượng, du lịch, giải trí (thể thao trên cát, sân golf), v.v… Ngoài ra, có thể xem xét đến giải pháp hình thành và xây dựng một “Ngân hàng Cát”, xác định cụ thể các loại cát cần sử dụng vì mục đích xây dựng cơ sở hạ tầng (đường xá, sân bay, nhà cửa, v.v…), loại cát phục vụ sản xuất công nghiệp điện tử (màn hình máy tính, sản phẩm điện tử, bán dẫn), cát được khai thác từ biển, cát từ sông, lượng cát được pha trộn đảm bảo chất lượng. Từ đó, có kế hoạch khai thác vừa đủ, bền vững, tránh được các nguy cơ sạt lở và cạn kiệt nguồn tài nguyên cát.
Đã đến lúc phải coi cát, vùng đất cát như một nguồn tài nguyên, ngang hàng với không khí sạch, đa dạng sinh học và các nguồn tài nguyên thiên nhiên khác mà các quốc gia, bao gồm Việt Nam, để tìm cách quản lý cho tương lai./.
[1] Công nghệ này được phát triển tại Trạm Nghiên cứu và Thực nghiệm sa mạc Shapotou, thuộc Viện Sinh thái – Môi trường và Tài nguyên Tây Bắc, Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc.
[2] Các nhà khoa học thuộc Đại học Bắc Kinh, TQ sử dụng dữ liệu vệ tinh kết hợp thuật toán học máy để so sánh phản ứng của rừng trồng và rừng tự nhiên dưới cùng điều kiện môi trường.
