Fosfori on olennainen elementti, joka sisältyy moniin soluyhdisteisiin, kuten DNA: han ja energian kuljettaja ATP. Kaikki elämä tarvitsee fosforia ja maatalouden saantoa parannetaan, kun fosforia lisätään kasvaviin kasveihin ja karjan ruokavalioon. Näin ollen sitä käytetään maailmanlaajuisesti lannoitteena - ja sillä on tärkeä rooli maailman elintarvikkeiden tarpeiden täyttämisessä. 
Jotta voisimme lisätä sen, meidän on ensin hankittava se tiivistetystä muodosta - ja tarjonta tulee lähes yksinomaan fosfaatti kaivoksissa Marokossa (jossa on paljon pienempiä määriä Kiinasta, Yhdysvalloista, Jordaniasta ja Etelä-Afrikasta). Marokossa suurin osa kaivoksista on Länsi-Sahara, entinen espanjalainen siirtomaa, jonka Marokko liittyi 1975iin.
Se, että enemmän kuin 70% globaalista tarjonnasta on peräisin tästä yhdestä paikasta on ongelmallista, varsinkin kun tutkijat varoittavat, että lähestymme ”Fosforin huippu”, kohta, jossa kysyntä alkaa ylittää tarjonnan ja tehomaatalouden ei voi jatkaa tarjota nykyisiä tuottoja. Pahimmassa tapauksessa kaivosvarantoja voitaisiin käyttää loppuun vähän kuin 35 vuotta.
Joten mitä tapahtuu - ja kuinka huolissaan pitäisi olla?
Luonnolliset rajat
Luonnossa fosfori on vain sitoutunut happeen, jota kutsutaan fosfaatiksi. Tässä muodossa se on louhittu. Kemikaalit voivat poistaa siihen sitoutuneet hapet, jotta saadaan valkoista valkoista fosforia, joka hehkuu pimeässä, mutta on niin epävakaa, että se spontaanisti syttyy altistumalla ilmassa.
Fosfaatti diffundoituu helposti maaperän tai veden läpi ja solut voivat ottaa ne. Kun fosfaatti täyttää vapaan kalsiumin tai raudan, ne yhdistävät hyvin liukenemattomia suoloja.
1800-luvun ensimmäisellä puoliskolla Justus von Liebig mainitsi vähimmäisoikeuden maataloudessa, jossa todetaan, että kasvua rajoittaa vähiten käytettävissä oleva resurssi. Pian havaittiin, että tämä oli usein jonkinlainen fosfori.
Tämän seurauksena vanhoista taistelukentistä peräisin olevat luut - jotka koostuivat pääasiassa kalsiumista ja fosfaatista - kaivettiin käyttöön maataloudessa. guanosuuret lintujen jätteiden kertymät sisältävät myös suuria fosforipitoisuuksia ja niitä käytettiin viljelykasvien lannoitukseen. Mutta tämän tarjonta oli pian loppunut. Kun kysyntä kasvoi, tarvikkeita oli vietävä sen sijaan.
Tämä käytetty epäorgaaninen fosfaattilannoite on kuitenkin erittäin liikkuva ja suotautuu vesistöihin. Lisäksi fosfaatti-kalliopäällysteet pestään lopulta merelle, jossa se joko kerääntyy kalsiumfosfaatiksi tai meren eliöihin, jotka myös lopulta talletetaan merenpohjaan, kun ne kuolevat. Näin ollen maanpäällinen fosfori ei häviä, mutta se voi liikkua ulottumattomissa.
Luonnonhukka
Ongelmien monimutkaiseksi jopa fosfori, jota voimme käyttää, on suurelta osin hukkaan. Vain lannoitteena louhitusta fosforista viides saavuttaa ruokamme, jota syömme. Jotkut huuhtoutuvat pois ja osa maaperästä on sitoutunut kalsiumiin ja rautaan. Joillakin kasvien juurilla on kyky poimia jälkimmäinen, mutta ei tarpeeksi suurina määrinä, jotta kaikki saataisiin takaisin.
Näiden epäorgaanisten muotojen lisäksi fosfaatti muunnetaan myös soluyhdisteiksi, jolloin muodostuu orgaanisesti sitoutunut fosfori, kuten fosfolipidit or fytaattia. Organismin kuoleman jälkeen nämä orgaaniset fosforiyhdisteet on palautettava käyttökelpoiseen fosfaattimuodokseen. Kuinka paljon orgaanisesti sitoutunutta fosforia on läsnä maaperässä riippuu organismien lukumäärästä ja aktiivisuudesta.
Maatalouden maaperät ovat yleensä runsaasti epäorgaanisessa fosforissa, kun taas häiriöttömissä ekosysteemeissä, kuten metsissä ja pitkäaikaisissa laitumissa, hallitsee orgaanisesti sitoutunut fosfori. Maataloustuotanto on kuitenkin usein fosforia heikentynyt sadonkorjuun ja maankäytön kaltaisten käytäntöjen, kuten kyntämisen, aikana, jolloin fosfaatteja sisältäviä lannoitteita lisätään.
Lannan levittäminen ja maanmuokkauksen välttäminen ovat keinoja lisätä mikrobien runsautta maaperässä - ja siten pitää enemmän fosforia orgaanisesti sitoutuneessa muodossa.
Fosforipiikin riskejä voidaan torjua joillakin yksinkertaisilla ratkaisuilla. Vähemmän lihaa syöminen on alku, sillä valtavia määriä käytetään takaosaan karjan liha. Mahdollisuudet ovat, että maatalouden saantoja rajoittaa fosforin saatavuus, ja sitä venytetään edelleen, kun globaali väestö kasvaa.
Ihmiset ovat itseensä hukkaan fosforia, koska suurin osa siitä, mitä otamme, menee suoraan ulos. Onneksi teknologiat on kehitetty kaivoksen fosfori, mutta tällä hetkellä ne ovat liian kalliita, jotta ne olisivat käytännöllisiä.
Huippufosfori ei tarkoita, että fosfori häviää, vaan että varannot, joiden mineraalipitoisuudet ovat suuret, ovat köyhtyvät. Sen sijaan kasvatamme fosforin taustakonsentraatioita ja lisätään ne merenpohjaan. Kestävämpi fosforin käyttö edellyttää suurempaa arvostusta ja ymmärrystä niistä monista organismeista, jotka muodostavat maaperää - ja niiden osaa fosforin jakautumisessa - tai emme ehkä enää pysty ruokkimaan maailmaa kohtuuhintaan.
Author
Vera Thoss, kemian lehtori, Bangor University
Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.
Liittyvät kirjat
at InnerSelf Market ja Amazon
