如何偉大的磷短缺可能使我們的情況沒有食物

你知道溫室氣體是 改變氣候。 你可能知道的飲用水已成為 日益稀缺,那我們生活通過 大滅絕.

但是,當你做對磷的最後煩惱嗎?

它不是作為國內知名的其他問題,但磷枯竭卻毫不遜色顯著。 畢竟,我們可以生活在沒有車或不尋常的物種,但如果磷跑出我們不得不生活在沒有食物。

磷是所有生命形式的一種必需的營養素。 這是我們的DNA中的關鍵要素,所有生物體需要每天攝入的磷來產生能量。 它不能被取代,沒有人工合成替代品:沒有磷就沒有生命。

我們的依賴開始中期19th世紀後,農民發現散佈富磷鳥糞(鳥的排泄物)在他們的領域導致作物產量令人印象深刻的改進。 不久後,礦山美國和中國開闢了提取磷礦石 - 石含有有用礦物。 這引發了目前使用的礦物肥料,並沒有這個產業的突破,人類只能生產 一半的食物 它今天。

磷Shortage2 2 11在田納西州1940s測試作物。 富蘭克林·羅斯福總統圖書館和博物館肥料使用 在過去的半個世紀裡,這一數字翻了兩番,並隨著人口的增長而持續增長。 越來越多的發展中國家允許人們買得起更多的肉類,磷足跡比大多數蔬菜“50倍。 此,隨著生物燃料的使用增加一起,估計 加倍 磷肥由2050的需求。


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今天磷也在醫藥品使用時,個人護理產品,阻燃劑,催化劑化學工業,建材,清潔劑,洗滌劑和食品防腐劑。

磷不是可再生資源

儲量有限,並未在地球上平均分佈。 唯一的大型礦山位於摩洛哥,俄羅斯,中國和美國。 根據您詢問的科學家,世界的磷礦石儲量將持續 另一個35400年 - 雖然較為樂觀的評估,依靠新增存款的發現。

對於沒有自己儲備的歐盟和其他國家而言,這是一個值得關注的問題,而磷耗竭可能導致地緣政治緊張局勢。 回到2008,當化肥價格急劇上漲600%並直接影響食品價格時,40不同發展中國家發生暴力騷亂。

磷也會危害環境。 過量施肥意味著它從農業土地流入河流,最終從海洋中滲出,導致所謂的肥料 死區 大多數的魚類無法生存。 造成高濃度在水中磷的不羈藻類生長已經創造了全球超過400沿海死亡區的更多。 相關人力成本中毒 10億美元 僅在美國,每年美元。

隨著對磷的需求不斷增加,導致巨大的社會和環境問題,這是一次我們向更可持續和負責任地使用看去。

還有希望

在過去,磷循環被關閉:莊稼被人類和牲畜吃掉,而它們的糞便被用作天然肥料再種莊稼。

這些日子, 該循環被打破。 每年 220m噸 磷礦石開採,但只有微不足道的數量使其回到土壤中。 農作物被運往城市,廢物不會返回田地,而是返回污水系統,污水系統主要停留在海洋中。 一個循環已成為一個 線性過程.

我們可以通過大幅減少消費量來重塑現代磷循環。 畢竟,不到 三分之一 化肥中的磷實際上是由植物吸收的; 其餘的積累在土壤中或被沖走。 舉一個例子,在荷蘭,今天的土壤中有足夠的磷來為該國提供肥料 40年.

浪費食物,也直接關係到磷過度使用。 在最發達的國家, 60% 丟棄的食物是可以食用的。 我們還可以通過特別選擇低肥作物或給雞和豬來優化農業用量來優化農業用量 特殊酶 ,幫助他們更有效地消化磷,從而避免大量使用含磷重生長添加劑。

磷Shortage3 2 11 原磷循環(左); 破碎的循環(中心); 和優化的循環(右)。 作者提供將磷酸鹽礦石轉化為“元素磷”需要大量的能源,“元素磷”是其他非農業部門使用的更具反應性和純淨的形式。 發明從原石到工業上有用的化合物的更快捷途徑是下一代面臨的重大挑戰之一。 只有最低儲備的歐盟正在投資 研究 瞄準節能 - 和磷。

我們也可以通過回收它關閉磷循環。 污水,例如,含有磷但它被認為是浪費和主要焚燒或釋放到海中。 該技術提取此磷和重用它作為肥料 確實存在,但它仍處於發展的早期階段。

在考慮未來的嚴峻挑戰時,人們通常不會考慮磷。 然而,為世界人口提供足夠的糧食至少與可再生能源的發展和減少溫室氣體同樣重要。 為了保證長期的糧食安全,我們今天使用磷的方式的變化至關重要。

關於作者

Marissa de Boer,阿姆斯特丹VU大學研究員,項目經理SusPhos,阿姆斯特丹VU大學

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