Je weet dat broeikasgassen dat zijn het klimaat veranderen. Je weet waarschijnlijk al dat drinkwater aan het worden is steeds schaarseren dat we door een a leven massa uitsterving.

Maar wanneer maakte u zich voor het laatst zorgen om fosfor?

Het is niet zo bekend als de andere problemen, maar fosforuitputting is niet minder belangrijk. We zouden tenslotte kunnen leven zonder auto's of ongewone soorten, maar als fosfor op is, zouden we zonder eten moeten leven.

Fosfor is een essentiële voedingsstof voor alle vormen van leven. Het is een sleutelelement in ons DNA en alle levende organismen hebben dagelijks fosfor nodig om energie te produceren. Het kan niet worden vervangen en er is geen synthetisch substituut: zonder fosfor is er geen leven.

Onze afhankelijkheid begon halverwege de 19e eeuw, nadat de boeren merkten dat het verspreiden van fosforrijke guano (vogeluitwerpselen) op hun akkers leidde tot indrukwekkende verbeteringen in gewasopbrengsten. Snel daarna ontgonnen mijnen in de VS en China om fosfaaterts te extraheren, rotsen die het nuttige mineraal bevatten. Dit leidde tot het huidige gebruik van minerale meststoffen en zonder deze industriële doorbraak kon de mensheid alleen maar produceren de helft van het eten dat het vandaag doet.

Testen van gewassen in 1940s Tennessee. Franklin D. Roosevelt Presidentiële bibliotheek en museumKunstmest gebruik is de afgelopen halve eeuw verviervoudigd en zal blijven stijgen naarmate de bevolking groeit. Door de groeiende rijkdom van ontwikkelingslanden kunnen mensen meer vlees veroorloven dat een "fosforvoetafdruk"50 is keer hoger dan de meeste groenten. Dit, samen met het toenemende gebruik van biobrandstoffen, wordt geschat dubbelen de vraag naar fosforhoudende meststoffen door 2050.

Tegenwoordig wordt fosfor ook gebruikt in farmaceutische producten, producten voor persoonlijke verzorging, vlamvertragers, katalysatoren voor de chemische industrie, bouwmaterialen, reinigingsmiddelen, detergenten en conserveermiddelen voor levensmiddelen.

Fosfor is geen hernieuwbare hulpbron

De reserves zijn beperkt en niet gelijk verdeeld over de planeet. De enige grote mijnen bevinden zich in Marokko, Rusland, China en de VS. Afhankelijk van welke wetenschappers je vraagt, zullen de fosfaatgesteenten van de wereld het lang volhouden nog een 35 naar 400 jaar - hoewel de meer optimistische beoordelingen steunen op de ontdekking van nieuwe deposito's.

Het is een grote zorg voor de EU en andere landen zonder hun eigen reserves, en fosforuitputting kan leiden tot geopolitieke spanningen. Terug in 2008, toen de prijzen van meststoffen sterk stegen met 600% en de voedselprijzen rechtstreeks beïnvloedden, waren er gewelddadige onlusten in 40 verschillende ontwikkelingslanden.

Fosfor is ook schadelijk voor het milieu. Overmatig gebruik van meststoffen betekent dat het uit landbouwgrond in de rivieren en uiteindelijk de zee lekt, wat leidt tot zogenaamde dode zones waar de meeste vissen niet kunnen overleven. Ongeremde algengroei als gevolg van hoge fosforconcentraties in water heeft al meer dan 400 kustdoodzones wereldwijd gecreëerd. Gerelateerde kosten van menselijke vergiftiging US $ 2.2 miljard dollar jaarlijks in de VS alleen.

Met de toenemende vraag naar fosfor die leidt tot enorme sociale en milieukwesties, wordt het tijd dat we streven naar meer duurzaam en verantwoord gebruik.

Er is nog steeds hoop

In het verleden was de fosfaatcyclus gesloten: gewassen werden door mensen en vee opgegeten, terwijl hun uitwerpselen als natuurlijke meststoffen werden gebruikt om gewassen weer te laten groeien.

Deze dagen, de cyclus is verbroken. Elk jaar 220m ton van fosfaatgesteenten worden gedolven, maar slechts een verwaarloosbare hoeveelheid maakt het terug in de bodem. Gewassen worden naar steden vervoerd en het afval wordt niet teruggebracht naar de velden maar naar het rioleringssysteem, dat voornamelijk in de zee terechtkomt. Een cyclus is een geworden lineair proces.

We zouden een moderne fosforcyclus opnieuw kunnen uitvinden door simpelweg onze consumptie drastisch te verminderen. Immers, minder dan een derde van de fosfor in meststoffen is eigenlijk opgenomen door planten; de rest hoopt zich op in de grond of wordt weggespoeld. Om een ​​voorbeeld te geven, in Nederland is er vandaag genoeg fosfor in de grond om het land van mest te voorzien voor de volgende 40 jaar.

Voedselverspilling houdt ook direct verband met overmatig gebruik van fosfor. In de meest ontwikkelde landen, 60% van afgedankt voedsel is eetbaar. We kunnen de landbouw ook slimmer maken, de hoeveelheid fosfor optimaliseren die wordt gebruikt door speciaal geselecteerde kunstmest te selecteren of door kippen en varkens een speciaal enzym dat helpt hen fosfor efficiënter te verteren en vermijdt daarom uitgebreid gebruik van fosfor-zware groeisupplementen.

Oorspronkelijke fosforcyclus (links); de gebroken cyclus (midden); en een geoptimaliseerde cyclus (rechts). Auteur verstrektHet vergt enorme hoeveelheden energie om fosfaaterts om te zetten in "elementair fosfor", de meer reactieve en zuivere vorm die wordt gebruikt in andere, niet-agrarische sectoren. Het uitdenken van een snellere route van onbewerkte rotsen naar industrieel bruikbare verbindingen is een van de grote uitdagingen voor de toekomstige generatie. De EU, die slechts minimale reserves heeft, investeert in onderzoek gericht op energiebesparing - en fosfor.

We kunnen de fosforcyclus ook afsluiten door deze te recyclen. Riolering, bijvoorbeeld, bevat fosfor maar het wordt als afval beschouwd en wordt voornamelijk verbrand of in zee geloosd. De technologie om dit fosfor te extraheren en het opnieuw te gebruiken als meststof bestaat, maar het bevindt zich nog in een vroeg stadium van ontwikkeling.

Bij het overwegen van acute toekomstige uitdagingen, denken mensen niet vaak aan fosfor. Het veiligstellen van voldoende voedsel voor de wereldbevolking is echter minstens zo belangrijk als de ontwikkeling van hernieuwbare energie en de reductie van broeikasgassen. Om voedselveiligheid op de lange termijn te garanderen, zijn veranderingen in de manier waarop we tegenwoordig fosfor gebruiken van vitaal belang.