Дефицит этого элемента может привести к продовольственному кризису

Фосфор является важнейшим элементом питания для всех форм жизни. Это ключевой элемент в структуре ДНК; его ежедневно получают все живые организмы для выработки энергии. Никакой другой элемент не заменит фосфор, как не существует никаких его искусственных заменителей. Без фосфора жизнь невозможна.

Наша зависимость от этого элемента началась в середине 19-го века, когда фермеры заметили, что удобрение почвы богатым фосфором гуано (птичьим пометом) приводит к значительному улучшению урожайности. Вскоре после этого в США и Китае открылись шахты по добыче фосфорсодержащей руды. Это привело к нынешнему использованию минеральных удобрений и без этого технологического прорыва человечество сегодня могло бы производить только половину всех продуктов питания.

За последние полвека использование удобрений увеличилось в четыре раза и продолжает эту тенденцию по мере роста населения. Растущее благосостояние развивающихся стран ведет к большему потребления мяса, в котором содержание фосфора в 50 раз превышает содержание этого элемента в большинстве овощей. По оценкам экспертов, все эти факторы вкупе с ростом применения биотоплива увеличат к 2050 году в два раза спрос на фосфорные удобрения.

Сегодня фосфор также используется в фармацевтике, в средствах личной гигиены, огнезащитных материалах, катализаторах в химической промышленности, строительных материалах, чистящих и моющих средствах и пищевых консервантах.

Фосфориты – ресурс невозобновляемый

Их ресурсы ограничены и не одинаково распространены на земле. Единственные крупные шахты находятся в Марокко, России, Китае и США. Мнения ученых по поводу мировых запасов фосфоритов разнятся в диапазоне от 35 до 400 лет, хотя наиболее оптимистичные прогнозы полагаются на освоение новых залежей.

Это вызывает беспокойство у Евросоюза и ряда других стран, не имеющих собственных запасов, и дефицит фосфора может привести к усилению геополитического напряжения. Так, в 2008 году 600%-процентное повышение цен на удобрения напрямую сказалось на стоимости продуктов питания, что привело к массовым беспорядкам в 40 различных развивающихся странах.

 Кроме того, фосфор наносит вред окружающей среде. Чрезмерное применение удобрений приводит к выщелачиванию из почвы в реки и, в конечном счете, в моря, что образует так называемые «мертвые зоны», негодные для обитания большинства видов рыбы. Несдерживаемый рост морских водорослей, вызванный высоким содержанием фосфора в воде, уже образовал по всему миру более 400 прибрежных мертвых зон. Только в США на эту проблему ежегодно выделяется $2,2 миллиарда.

По мере роста спроса на фосфор, поднимающего целый ряд социальных и экологических вопросов, пришло время задуматься о его более рациональном и ответственном использовании.

Еще не все потеряно

В прошлом применение  фосфора имело закрытый цикл: зерно использовалось в пище людей и корме домашнего скота, а их фекалии применялись для удобрения почвы при выращивании новых зерновых.

Сегодня этот цикл нарушен. Ежегодно добывается 220 миллионов тонн фосфорной руды, но лишь незначительное ее количество поступает обратно в почву. Зерновые поставляют в города, где отходы поступают не на поля, а в канализационную систему, из которой в основном они попадают в море. Цикл превратился в линейный процесс.

Мы могли бы возобновить современный цикл всего лишь резким сокращением потребления. В конце концов, растения поглощают меньше одной трети фосфора в удобрениях; остальное либо накапливается в почве, либо смывается. В Нидерландах, к примеру, на сегодня в почве достаточно фосфора для обеспечения страну удобрением в течение ближайших 40 лет.

Нерациональное применение фосфора приводит также к дефициту продовольствия. В наиболее развитых странах бракуется 60% годных к пище продуктов. Нам нужно более рационально отнестись к сельскому хозяйству и оптимизировать содержание фосфора в удобрениях для выращивания отдельных злаковых культур, либо добавлять в корм птиц и свиней специальный фермент, позволяющий качественней переваривать фосфор и избежать нерачительного применения фосфора в качестве стимулятора роста.

Для преобразования фосфорной руды в «элементарный фосфор», наиболее химически активную и чистую форму, применяемую в не аграрных областях, требуется колоссальное количество энергии. Оптимизация логистического процесса от сырой руды до годных для промышленности элементов является одной из задач будущего поколения. Евросоюз, имеющий всего лишь минимальный запасы фосфора, начал активно инвестировать в исследования в области сохранения энергии и использования этого элемента.

Можно также закрыть фосфорный цикл путем его утилизации. Сточные воды, например, содержат фосфор и до сих пор считаются бесполезными, и сливаются, по большей части, в море. Уже появилась, пока, правда, в зачаточной форме, технология по извлечению этого фосфора и повторном его использовании в качестве удобрения.

Рассматривая острые проблемы будущего, мы очень редко вспоминаем о фосфоре. Тем ни менее, обеспечение населения продуктами питания является не менее важной задачей, чем развитие возобновляемой энергии и снижение уровня парниковых газов. И поэтому от того, как мы сегодня используем фосфор, зависит наша продовольственная безопасность в будущем.