Kompleksni kako to hemija života ume da bude, uslovi snažnog rasta biljaka često mogu da se sumiraju sa svega tri broja, npr. 19-12-5. Ovo su procentualni sadržaji azota, fosfora i kalijuma vidno istaknuti na svakom pakovanju veštačkog đubriva. U 20-om veku ova tri nutrijenta omogućila su uvećanje produktivnosti poljoprivrede i šestostruko uvećanje svetske populacije. Ali šta je njihov izvor? Azot dobijamo iz vazduha, međutim fosfor i kalijum moramo da iskopavamo. Na Planeti kalijuma ima dovoljno da nam potraje nekoliko vekova ali sa fosforom je druga priča. Uvek dostupne svetske zalihe mogu početi da se iscrpljuju do kraja ovog veka. Do tada naša populacija mogla bi da dostigne broj za koji neki kažu da bi bio iznad onoga koji bi naša planeta mogla održivo da hrani. Štaviše, već uskoro bi problemi mogli da budu vidljivi. Kao što je prošlogodišnje oscilovanje cena nafte pokazalo, tržište može da postane „tesno“ znatno pre nego što dati resurs dođe i blizu sopstvenog iscrpljivanja. Rezerve fosfora na Planeti su još neravnomernije razmeštene nego naftne, što dodatno povećava brige oko snabdevanja.

Sjedinjene Američke Države su drugi najveći svetski proizvođač fosfora (posle Kine), sa 19 procenata učešća u totalu ali 65 procenata te količine dolazi iz jednog jedinog izvora: rudničkog kopa pored Tampe u saveznoj državi Florida, koji neće trajati duže od par decenija. U međuvremenu skoro 40 procenata svetskih rezervi kontroliše jedna zemlja, Maroko, koju ponekada nazivaju „Saudijska Arabija fosfora“. Iako je Maroko stabilna, prijateljski nastrojena zemlja, disbalans čini fosfor geostrateškom tempiranom bombom.

Pored toga, veštačka đubriva uzimaju svoj ekološki danak. Savremena agrarna praksa utrostručila je prirodnu stopu iscrpljivanja fosfora iz zemljišta a sve više kišnog taloga koji dospeva u vodene tokove nekontrolisano prehranjuje procvat algi i akvatične ekosisteme dovodi u neprirodno stanje. Tako, dok mu se pridaje malo pažnje u odnosu na druge elemente kao što su ugljenik ili azot, fosfor postaje jedan od najpoznatijih problema održivosti našeg vremena.

▪    Eko Info

▪    Tehnologija

▪    SoS Info

▪    Reciklaža i Otpad

▪    Energija

▪    Biodiverzitet

▪    Vazduh

▪    Voda

▪    Hemikalije

▪    Zdrav Život

▪    Info – Pojmovi

▪    Zanimljivosti

ekospark@gmail.com

▪ Zeleno otkrovenje

Moje interesovanje za fosfor datira još od sredine devedesetih kada sam bio uključen u program agencije NASA koji je imao za cilj proučavanje proizvodnje hrane u svemiru. Dizajniranje takvog sistema zahteva pažljivu analizu ciklusa svih elemenata koji dospevaju u hranu i koje bi trebalo reciklirati u zatvorenom okruženju svemirskog broda. Ovo saznanje može biti neophodno za buduće putovanje na Mars, koje bi trajalo skoro tri godine. Naša planeta je takođe svemirski brod: ima ograničene ukupne količine svih elemenata.

U prirodnom ciklusu, vremenske prilike pokreću otpuštanje fosfora iz stenovitih slojeva u zemlju. Preuzet od strane biljaka, on dospeva u lanac ishrane i završava u svim živim bićima. Fosfor – obično u formi fosfatnog jona PO4³- - nezamenljiv je sastojak života. On čini kičmu DNK i ćelijskih membrana i krucijalna je komponenta molekula adenozin trifosfata (eng. skr. ATP) – glavne forme sakupljanja energije u ćelijama. Prosečno ljudsko telo sadrži oko 650 grama fosfora, od čega najveći deo u kostima.

Kopneni ekosistemi koriste i ponovo upotrebljavaju fosfor u lokalnim ciklusima prosečno 46 puta. Mineral potom, putem vremenskih prilika i odliva kišnice dospeva u okean gde ga morski organizmi mogu reciklirati i nekih 800 puta pre nego što završi u sedimentima. Kroz desetine miliona godina tektonsko podizanje bi moglo da ga ponovo vrati u površinski sloj zemlje.

Uzgajanje žitarica prekida ovaj ciklus jer uklanja fosfor iz zemljišta. U razdoblju prenaučne poljoprivrede, kada su ljudske i životinjske izlučevine i otpad služile kao đubrivo, nutrijenti su se vraćali u zemlju u približno istoj stopi u kojoj su korišćeni. Međutim naše savremeno društvo razdvaja proizvodnju i potrošnju hrane, što ograničava našu sposobnost da nutrijente vraćamo u zemlju. Umesto toga koristimo ih jednokratno i potom spiramo dalje.

Ratarstvo takođe ubrzava eroziju tla, jer oranje i obrađivanje meša slojeve zemlje. Tako dolazi i do spiranja fosfora kišnicom.

Uobičajeno rečna plavljenja redistribuiraju fosforom bogate sedimente na zemljišta niže elevacije gde ponovo postaje dostupan ekosistemima. Umesto toga brane zadržavaju sediment ili ga kanalima usmeravaju u reke kojima odlazi u more.

Dakle previše fosfora iz erodiranog zemjišta i ljudskog i životinjskog otpada završava u jezerima i okeanima, gde podstiče masivni nekontrolisani procvat cijanobakterija (takođe poznatih kao plavo-zelene alge) i algi. Jednom kada uginu i padnu na dno, njihovo raspadanje uskraćuje kiseonik drugim organizmima, stvarajući „crne zone“ i doprinoseći iscrpljivanju lovišta ribe.

▪ Dok traju zalihe

Sveukupno, potrošnja fosfora u svetu iznosi oko 37 miliona metričkih tona godišnje. Od toga, nekih 22 miliona metričkih tona dobija se vađenjem fosfata u rudnicima. Zemlja ima obilje fosforom bogatih minerala – koji se smatraju ekonomski isplativim – ali većina nije odmah dostupna. Internacionalni Geološki Korelacioni Program (eng. skr. IGCP) izračunao je 1987. godine da ima približno 163 milijarde metričkih tona fosfatnog kamena širom sveta, što odgovara količini od preko 13 milijardi metričkih tona fosfora a na prvi pogled se čini dovoljnim da traje ceo milenijum. Ove procene međutim obuhvataju i one tipove kamena, kao što su visoko-karbonatni minerali, koje su nepraktične kao izvori jer ne postoji ekonomična tehnologija ekstrakcije fosfora iz njih. Ovo takođe obuhvata depozite koji su nedostupni jer su na velikoj dubini ili su na morskom dnu; osim toga, mogu da postoje na nedovoljno razvijenom ili ekološki osetljivom zemljištu, kao i u prisustvu visokih nivoa toksina ili radioaktivnih kontaminanata kao što su kadmijum, hrom, arsenik, olovo i uranijum.

Procene depozita koji su ekonomski isplativi sa sadašnjom tehnologijom – poznatim i kao rezerve – su 15 milijardi metričkih tona. To je još uvek dovoljno da traje nekih 90 godina na sadašnjem nivou primene. Potrošnja će međutim najverovatnije porasti sa uvećanjem populacije i kako se bude povećala potreba stanovništva zemalja u razvoju za višim životnim standardom. Povećana potrošnja mesa, naročito, može da poveća pritisak na zemlju jer životinje jedu više hrane nego što im treba.

Rezerve fosfora su takođe i geografski koncentrisane. Samo četiri zemlje: SAD, Kina, Južna Afrika i Maroko, sa teritorijom zapadne Sahare, drže 83 procenta svetskih rezervi i dve trećine svetske prozvodnje. Najveći deo fosfata u SAD dolazi iz rudnika kod Boun Velija (Bone Valley) na Floridi, fosilnog depozita koji se formirao u Atlantskom Okeanu pre 12 miliona godina. Prema američkom geološkom istraživanju, nacionalne rezerve iznose milijardu i dvesta miliona metričkih tona. SAD proizvode oko 30 miliona metričkih tona fosfatnog kamena godišnje, što bi trebalo da traje 40 godina, sa sadašnjom stopom proizvodnje.

Već sada američki rudnici ne snabdevaju domaće tržište sa dovoljno fosfora za zadovoljavanje prozvodnje đubriva u zemlji, od koga se veći deo izvozi. Kao rezultat, SAD već sada uvoze fosfatni kamen. Kina ima visoko kvalitetne rezerve, ali ih ne izvozi; najveći uvoz u SAD dolazi iz Maroka. Čak i više nego zbog nafte, SAD i veći deo sveta mogu postati zavisni od jedne zemlje zbog kritičnog resursa.

Neki geolozi su skeptični oko postojanja fosforne krize i kalkulišu da su procene resursa i njihovog trajanja pokretni ciljevi. Sama definicija rezervi je dinamična jer, kada cena raste, depoziti koji su prethodno smatrani preskupim za vađenje reklasifikuju se u rezerve. Nestašice ili oscilacije cena mogu da stimulišu napore ka očuvanju rezervi ili razvoj tehnologija ekstrakcije.

Rudarske kompanije imaju podstrek da vrše istraživanja samo onda kada procena trajanja resursa padne ispod određenog broja decenija. Ali iscrpljivanje starih rudnika podstiče više istraživanja, što širi poznate resurse. Na primer, pre dvadeset godina geolog R. P. Šeldon istakao je da je stopa otkrivanja novih resursa bila nepromenljiva tokom dvadesetok veka. Šeldon je takođe sugerisao da su tropski regioni sa dubokim slojem zemlje bili neadekvatno istraživani; ovi regioni obuhvataju 22 procenta kopnene površine Zemlje ali sadrže svega 2 procenta poznatih rezervi fosfora.

Do sada se najveći broj otkrića rezervi fosfora desio na samo dva mesta: Maroko - zapadna Sahara i Severna Karolina, SAD. Veći deo resursa u Severnoj Karolini je zabranjen za eksploataciju jer leži ispod ekološki osetljivih područja. Tako, dosadašnja otkrića nisu dovoljna da ublaže brige oko budućih zaliha. Društvo bi usled toga trebalo da bude spremno da se suoči sa realnošću predstojeće fosforne krize i počne da čini ozbiljne napore u cilju njegove konzervacije.

▪  Šta se može učiniti

Standardni pristup očuvanju resursa primenljiv je i na fosfor: smanji, recikliraj i ponovo upotrebi. Možemo smanjiti primenu veštačkih đubriva kroz efikasnije agrotehničke mere kao što je primena terasa i obrađivanje zemlje bez brazdanja radi smanjivanja erozije. Nejestiva biomasa koja se požanje sa usevima, kao što su stabljike i loze, trebalo bi da se vrati u zemlju zajedno sa fosforom u njima, kao i životinjski otpad (uključujući i kosti) iz proizvodnje mesa i mleka, od koga se manje od polovine sada koristi kao đubrivo.

Takođe bi trebalo da prerađujemo otpadne vode radi vraćanja fosfora iz čvstog otpada. Ovaj zadatak je težak jer su rezidualni biosolidi kontaminirani različitim zagađivačima, naročito teškim metalima kao što su olovo i kadmijum, koji tu dospevaju iz starih kanalizacionih cevovoda. Dugoročna održivost poljoprivrede počinje sa obnavljanjem napora ka zabrani primene toksičnih metala u cevima.

Polovina fosfora koju izlučimo se nalazi u urinu odakle se relativno lako može ekstrahovati. A separacija tečnih i čvrstih ljudskih izlučevina – što se može vršiti u postrojenjima za preradu ili na samom izvoru, primenom specijalizovanih toaleta – trebalo bi da pruži dodatne pogodnosti. Urin je takođe bogat azotom, tako da bi njegovo recikliranje moglo da otpusti nešto azota koji se sada izdvaja iz atmosfere, uz visoke enegetske troškove.

U međuvremenu nova otkrića će verovatno samo da uspore crpljenje rezervi a ne da ga zaustave. Radi stvarno održive poljoprivrede, ovo odlaganje mora da bude beskonačno. Ovakvo dostignuće moguće je samo ako bi svetska populacija bila dovoljno mala da bude hranjena primenjujući prirodne i uglavnom neprerađene minerale koji su nižerazredni izvori fosfora. Kao i kod drugih resursa, konačno pitanje je koliko ljudi zaista može živeti na planeti.

Polako ostajemo bez fosfornih depozita koje je relativno lako i jeftino eksploatisati. Moguće je da su optimisti u pravu oko relativne lakoće pribavljanja novih izvora i da je nestašice moguće sprečiti. Ali uzevši ulog u obzir, ne bi trebalo da budućnost prepustimo slučaju.

-  Scientific American, autor članka: Dejvid A. Vakari, prevod: ekospark.com

» Dodatni LINKOVI :

▪      Pa – Pa, BPA ?!?

▪      DDT – Početak I Kraj Hemijskog Trijumfa Nad Prirodom !?!

▪      Hemija I Hemijski Proizvodi

▪      Hemija I Hemijski Proizvodi : Potreba I Problem !?!

▪      Hemijski Otpad

▪      Živa – Nešto Detaljnije

▪      Periodni Sistem Elemenata

▪      Smanjenje Izvora Hemijskog Zagađenja

EkoSpark.com