Làm thế nào để rút các khoáng chất trong nước biển ra?
Nước biển có màu xanh nên được gọi bằng cái tên đẹp là “kho báu màu xanh”. Theo tính toán, trong nước biển có 17 triệu tỉ tấn natri, 2,1 triệu tỉ tấn magie, 60 vạn tỉ tấn canxi, 60 vạn tỉ tấn kali, 15 tỉ tấn đồng, 5 tỉ tấn urani, 10 triệu tấn vàng, v.v.. Hầu như tất cả các kim loại có ích trong nước biển đều có trữ lượng đáng kể. Không khó hiểu vì sao con người muốn tách khoáng chất trong nước biển ra để sử dụng và xem đó là một con đường quan trọng nhằm giải quyết nguy cơ cạn kiệt tài nguyên trên thế giới trong tương lai.
Vậy làm thế nào để tách được các khoáng chất trong nước biển? Dù khoáng chất trong nước biển nhiều vô kể, nhưng đối với mỗi tấn nước biển, hàm lượng của chúng lại rất thấp, tổng cộng chỉ chiếm khoảng 3,5%. Nếu dùng phương pháp khoa học để trực tiếp lấy khoáng sản từ nước biển thì sẽ vô cùng hao công tốn sức và không kinh tế. Vì vậy, muốn tách khoáng chất từ nước biển, trước hết phải cô đặc hàm lượng của chúng.
Trước đây, con người đã dùng cách cô đặc nước biển để lấy khoáng chất, đó chính là phương pháp làm muối. Ở các vùng duyên hải rộng lớn, ta có thể thấy những ô ruộng muối vuông vức xếp rất trật tự. Các đồng muối này lợi dụng sức nóng của ánh nắng Mặt Trời, đưa nước biển vào ruộng rồi phơi khô để thu nước có nồng độ cao hoặc hạt muối. Từ muối và nước biển cô đặc, người ta lấy muối ăn hoặc tinh luyện các chất như magie, brom, iot. Tuy nhiên, phương pháp này không thể dùng để tinh luyện các kim loại khác, bởi hàm lượng các kim loại ấy trong nước biển cô đặc hoặc trong muối vẫn quá thấp, còn rất xa tiêu chuẩn tinh luyện.
Nói như vậy không có nghĩa là không thể tinh luyện kim loại từ nước biển. Ngày nay, các nhà khoa học đã nghiên cứu và phát minh hai phương pháp.
Phương pháp thứ nhất là dùng vi sinh vật. Người ta phát hiện nhiều loài động vật hoặc thực vật có tập tính ưa thích một loại kim loại nào đó. Ví dụ, có loại vi khuẩn gọi là vi khuẩn nuốt sắt. Nó hút và ăn chất sắt trong nước biển, biến sắt thành một phần cơ thể, tạo nên lớp vảy bằng chất sắt. Một loại vi sinh vật khác gọi là hải tiêu lại đặc biệt ưa chất vanađi. Nó liên tục hút nước biển có hàm lượng vanađi 5 x 10-9 và làm nồng độ tăng hơn một triệu lần, khiến cơ thể chứa tới 0,5% vanađi. Trong biển Hắc Hải có một loài sinh vật phù du có thể làm nồng độ urani tăng lên một vạn lần. Những hiện tượng ấy gợi ý con người nghiên cứu cách dùng sinh vật để khai thác urani. Đặc biệt, sinh vật phù du và tảo phát triển rất nhanh, nhu cầu dinh dưỡng đơn giản, hoàn toàn có thể nuôi được; sau đó chỉ cần tập trung xác của chúng lại là có thể thu được những kim loại cần thiết.
Phương pháp thứ hai là hấp phụ. Con người phát hiện trong biển có một số chất có đặc tính giống động thực vật: chúng “ưa” một kim loại đặc biệt nào đó và có thể hấp phụ kim loại ấy lên bề mặt. Vì phương pháp hấp phụ bỏ qua quá trình nuôi dưỡng sinh vật, nên đơn giản hơn phương pháp vi sinh vật. Một số nước đã bắt đầu sản xuất công nghiệp theo hướng này, đặc biệt phù hợp để tách các kim loại quý hiếm như urani trong nước biển. Trung Quốc từ thập kỷ 60 của thế kỷ XX đã dùng phương pháp này để rút urani từ nước biển.
