SCHATTENBLICK - LABORATÓRUM ŽIVOTNÉHO PROSTREDIA 218 Vyčerpanie fosforu - Zem zomrie za 50 rokov (SB)
Ak ide fosfor, zem zomiera
Generátory bakteriálnych kyselín - vládcovia života a smrti?
"Živé bytosti sa môžu množiť, kým sa fosfor úplne nespotrebuje. Koniec potom príde neúprosne a nikto mu nemôže zabrániť."
Tieto slová pochádzajú z výrazu „Asimov o chémii“ od Isaaca Asimova, ktorý svoje poznámky k fosforu uzavrel slovami:
„Môžeme nahradiť uhlie jadrovou energiou, drevo plastmi, mäso kvasinkami, šetrnosť s izoláciami - fosfor však nemožno nahradiť.“
V skutočnosti je tento prvok, ktorý je nevyhnutný pre všetky živé bytosti, iba 0,11 percenta v zemskej kôre.
Fosfor je zložkou mnohých dôležitých biologických molekúl, ktoré sú spoločné pre všetky živé bytosti a rastliny. Je rovnako zastúpený v DNA, ako aj v proteínoch a malej molekule ATP (adenozíntrifosfát), ktorá je dôležitá pre energetický metabolizmus. Okrem toho je to najdôležitejší minerál kostnej látky. Najväčšie množstvo fosforu na svete sa však využíva v poľnohospodárstve, a teda vo výrobe potravín: Okrem dusíka a síry potrebujú rastliny na výrobu biomasy predovšetkým fosforečnan, teda oxidovanú formu elementárneho fosforu.
V roku 1975, keď Asimov napísal tieto slová, boli problémy ľudstva v niečom odlišné od súčasnosti. Zatiaľ čo obavy z budúcich zdrojov energie, ubúdajúcich prírodných zdrojov, nedostatku potravy pre rýchlo rastúce pozemské obyvateľstvo a pravdepodobne svitajúcej novej doby ľadovej vedcov dojali, dnes existujú rovnaké alebo prinajmenšom podobné problémy s globálnym otepľovaním, plodinami „Znečistenie životného prostredia a z veľkej časti vyčerpané zdroje sú takmer na spadnutie, bez toho, aby sa našli nejaké relevantné riešenia. Koncentrujúc na hroziace katastrofy, ako je zmena podnebia alebo nové choroby, sú vedci v oblasti životného prostredia obzvlášť znepokojení klesajúcou biodiverzitou fauny a flóry a ubúdajúcimi zdrojmi, ako sú voda a ropa, zatiaľ čo problém s fosforom je nepríjemný pre všetkých, ktorí by mali vedieť Je. Aj keď argumenty Asimova týkajúce sa fosforu nestratili nič na platnosti a relevantnosti, existuje len málo dôkazov o najnovšom stave tohto vývoja v súčasnosti.
Tému skutočne objasnila tlačová správa Federálneho výskumného ústavu pre poľnohospodárstvo (FAL, 24. októbra 2003). Prvýkrát bol pomenovaný termín, po ktorom sa okrem všetkých spomenutých problémov život na tejto zemi postupne skončí, bez toho, aby si ho niekto všimol:
"Fosfor (P) je nevyhnutný prvok. Najväčšie množstvo nájdeme u vyšších živých bytostí, tiež u ľudí, najmä v kostiach. Svetové zásoby fosforu sú iba dostatočné (pri dnešných cenách a technológiách extrakcie)." asi 50 rokov. ““
(idw, 24. októbra 2003)
Iba o pár rokov neskôr sa autori online časopisu „scienzz“ ani nechcú tak presne zaviazať:
Zdroje sú však obmedzené: odborníci odhadujú, že vklady vydržia ďalších 80 rokov - za predpokladu, že globálna spotreba zostane rovnaká - ale možno iba 50 rokov. Ak priemyselné krajiny vyvinú a využijú technológie na efektívnu recykláciu fosforu, budú aj v budúcnosti schopné adekvátne zásobovať svoje poľnohospodárstvo týmto dôležitým prvkom.
(scienzz, 27. september 2006 - UDRŽATEĽNOSŤ)
Ekonomické zaobchádzanie s existujúcimi zdrojmi fosforu a možná recyklácia sú však veľmi ťažko určiteľné pre vedeckú prognózu. Okrem toho veľká časť fosforu doteraz z etických alebo zákonom regulovaných dôvodov unikla akýmkoľvek pokusom o recykláciu.
Musíte vedieť, že asi 75 miliónov ton fosfátových minerálov sa každý rok vyťaží a spracuje na hnojivá - čo je pravdepodobne viac, ako sa v rovnakom čase uvoľní bežným zvetrávaním horninového materiálu. Na polia Nemecka sa každý rok aplikuje okolo 300 000 ton fosfátu vo forme minerálnych hnojív. Väčšina z toho pochádza z ložísk v severnej Afrike a USA, ale aj z Ruska a Číny.
Takto sa v priebehu dvadsiateho storočia stretlo s vylúhovaním poľnohospodárskej pôdy v mnohých regiónoch sveta, takže sa súčasne zvýšili výnosy a s nimi aj populácia. Vďaka tomu boli dočasne zabezpečené dodávky potravín, prinajmenšom pre bohaté priemyselné krajiny, v ktorých by bol inak badateľný hlad v oveľa väčšej miere.
Ale umelé fosfátové hnojivo tiež obsahuje nezanedbateľné množstvo výbušných ťažkých kovov, ako je urán, kadmium a ortuť, z ktorých sa do potravín dostávajú čoraz spornejšie koncentrácie.
Keby bola príroda ponechaná sama na seba, v priebehu času by čoraz viac fosforu klesalo a mizlo vymývaním dažďovou vodou v riekach, jazerách, podzemných vodách a nakoniec v temných hlbinách oceánu. Odtiaľ neexistujú žiadne prirodzené procesy, ktoré by ho mohli vrátiť späť do dosahu človeka alebo iného života. V súlade s tým tvory na súši a na slnkom osvetlených horných vrstvách mora postupne klesajú. Menej a menej úrodná zem by potom mala stále tenšiu vegetačnú pokrývku pozostávajúcu z riedkych druhov. Tento prirodzený vývoj bol odložený o 50 rokov kvôli degradácii fosfátov a umelému hnojeniu. Ale s exponenciálnou spotrebou nášho ľudského druhu, ktorá zvyčajne prekonáva všetky výpočty, zostáva otázka „o koľko dlhšie“ aktuálna.
Efektívne využitie stále dostupných rezerv a následný návrat fosforu zo zvyškov preto environmentálni chemici vyhlasujú za najvyššiu prioritu pre „udržateľnú“ ekonomickú činnosť, aj keď to môže spôsobiť len mierne oneskorenie termínu.
Ešte pred niekoľkými rokmi nebola recyklácia fosforu veľkým problémom: okrem minerálnych hnojív slúžili ako hnojivo aj splaškové kaly bohaté na živiny; a kŕmením dobytka živočíšnou múčkou s vysokým obsahom fosforu z odpadu z bitúnkov bolo pridávanie fosforu do rastlinných krmív väčšinou zbytočné.
Dnes je situácia iná: od roku 2001 je v Európe zakázané kŕmenie zvieracími múčkami kvôli problémom s BSE. A v EÚ - na rozdiel napríklad od Švajčiarska - možno splaškové kaly stále aplikovať na polia s obmedzeniami, ale toto opatrenie je tiež čoraz viac kritizované. Pretože zvyšky liečiv, ťažké kovy a hormóny v splaškových kaloch by mohli ohroziť plodnosť plodín, a tým aj kvalitu potravinových plodín na nich pestovaných. scienzz píše:
V Nemecku sa dnes asi tretina splaškových kalov používa ako hnojivo. Tiež sa čoraz častejšie spaľuje a popol sa likviduje na domácich alebo východoeurópskych skládkach. Od zákazu kŕmenia sa živočíšna múčka v čoraz väčšej miere opäť používa ako hnojivo. V skutočnosti je pravdepodobnejšie, že bude „zlikvidovaný“, kritizuje Ewald Schnug z Federálneho výskumného ústavu pre poľnohospodárstvo (FAL) v Braunschweigu.
Ako fosforové hnojivo je veľmi nevhodné, pretože je pre rastliny väčšinou zbytočné. V mäsovej a kostnej múčke sa hovorí, že fosfor je väčšinou pevne viazaný v kostnej látke.
(Scienzz, 27. septembra 2006 - UDRŽATEĽNOSŤ)
Podľa toho je recyklácia alebo akýkoľvek pokus o získanie fosforu čistou fraškou, pokiaľ ide o výhody pre pôdu, pretože fosfáty z popola druhotných surovín obsahujúcich fosfáty (napr. Živočíšna múčka alebo splaškové kaly), ako aj prírodné soli fosforu (kamenné fosfáty) ) sa ťažko rozpúšťajú v pôde a iba malá časť môže byť absorbovaná koreňmi rastlín. Dokonca aj vo veľmi kyslých pôdach, ktoré sú v poľnohospodárstve aj tak neobvyklé a nepoužiteľné, by trvalo niekoľko desaťročí, kým by sa napríklad rozpustil fosfor naviazaný na kostnú látku.
Zneškodňovanie mäsovej a kostnej múčky na polia je čisto ekonomická úvaha: predpísané spaľovanie stojí okolo 200 eur za tonu. To by zdvojnásobilo stratu, s ktorou poľnohospodári počítajú na tonu krmiva pre zvieratá z dôvodu ukončenia živočíšnej múčky ako kŕmnej doplnkovej látky od krízy BSE.
Záver: 300 000 ton fosforečnanu, ktoré sa každoročne odoberá z obmedzených zásob a dováža do Nemecka, končí na skládkach alebo je nevyužité a v potravinách nevysvetliteľné prostredníctvom potravinového reťazca. Kritizuje sa však predovšetkým nehospodárne používanie hnojív:
„V oblastiach, kde sa chová veľa hovädzieho dobytka, dochádza k pravidelnému zaplavovaniu pôd,“ hovorí Ewald Schnug.
(Scienzz, 27. septembra 2006 - UDRŽATEĽNOSŤ)
Nariadenie o hnojivách zakazuje hnojenie viac, ako rastlina skutočne potrebuje, a poľnohospodárom sa tiež odporúča, aby pravidelne kontrolovali obsah výživných látok v pôde. Je však problematické, ak sa okrem minerálnych hnojív aplikuje aj takzvaný „farmový hnoj“, to znamená hnoj a hnoj.
Rastlinné živiny v ňom obsiahnuté, ktoré nie sú analyticky zaznamenané, sú tiež mnohými farmármi zriedka zahrnuté do plánovania hnojenia. Pretože koncentrácie jednotlivých živín rastlín v hnoji sú rôzne, poľnohospodári v praxi predpokladajú minimum. Aby boli rastliny dostatočne zásobené, pomáhajú aj s minerálnymi hnojivami.
Striktne povedané, odborníci v súčasnosti stále predpokladajú, že pôda bude trvale pokrytá fosforom. Rastliny z toho však nemajú úžitok, pretože môžu absorbovať iba zlomok aplikovaného fosforu alebo ťažko prístupného fosforu. A tak cenné minerály, ktoré v súčasnosti silnejúce zrážky tiež z veľkej časti obmývajú rieky a jazerá, sa navždy stratia pre ľudský prístup a údajne existujúcu kontrolnú slučku „fosforu“.
V riekach je fosfor stále problémom životného prostredia, pretože podporuje rast rias a znižuje obsah kyslíka vo vode.
Je pravda, že najmenej ťažko rozpustné fosfáty sa dajú priemyselne stráviť, ale výsledné produkty sa už nemôžu používať v ekologickom poľnohospodárstve. A problém vymývania by sa nevyriešil.
Jeden z možných prístupov k riešeniu, ktorý predstavila a skúmala FAL pred piatimi rokmi, ale už sa o ňom nezmieňuje článok scienzz, by mal ponúknuť takzvané baktérie tráviace síru nepriamo.
Thiobacillus je názov pre skupinu prírodných mikroorganizmov, ktoré tvoria kyselinu z elementárnej síry (sírny kvet). Kyselina uvoľňovaná tiobacilmi pomáha zvyšovať vstrebateľnosť zle rozpustných fosfátov v pôde pre korene rastlín.
(idw, 24. októbra 2003)
To neznamená nič iné, ako to, že sírne baktérie krátkodobo produkujú silne kyslú kyselinu sírovú alebo kyselinu sírovú, ktoré sú potrebné na odbúravanie fosforečnanov na mieste.
Potrebné tiobaktérie sa nachádzajú dokonca všadeprítomne, t. J. Všade, ale v príliš malom množstve na to, aby generovali dostatok kyseliny, aj keď je pôda dodatočne obohatená sírou. Ako riešenie problému sa preto bez akýchkoľvek pochybností predpokladalo umelé obohatenie pôdy vhodnými baktériami:
Skupina tiobacilov pozostáva z 13 rôznych druhov, ktorých zloženie je v biocenóze veľmi miestne špecifické. Naočkovanie zle rozpustných fosfátov tiobacilmi na mieste na okraji poľa predstavuje udržateľnú stratégiu na zvýšenie účinnosti P [účinnosť fosforu, poznámka d. Schattenblick-Red.].
(idw, 24. októbra 2003)
Podľa prezentácie vedcov Ústavu pre výživu rastlín a pôdu a Ústavu pre ekologické poľnohospodárstvo Federálneho výskumného centra pre poľnohospodárstvo (FAL) by sa na ekologických farmách malo každý použiť asi 100 metrov štvorcových pôdy hnojenej elementárnou sírou. Ako lokálny zdroj pre tiobacily. V prípade potreby ich chceli z pôdy vyťažiť vodou a pridať do nich granule zo zle rozpustných fosfátov a elementárnej síry, ktoré sú podľa smerníc EÚ prípustné pre ekologické poľnohospodárstvo.
Skúšobné množstvá prototypu nového typu fosforového hnojiva na báze živočíšnej múčky už vyrábala stredne veľká spoločnosť v Stendale. Ale o štyri roky neskôr sú tieto pokusy spolu s ďalšími novými procesmi, ktoré majú premieňať odpad na kvalitné fosforečné hnojivo, takpovediac stále na začiatku. A myšlienka recyklovať, že ročne potrebných 300 000 ton fosfátu, ktoré sa dovážajú vo forme minerálnych hnojív, sa dá ľahko pripraviť zo 41 percent fosforom z približne 2,4 tony splaškových kalov, plus 18 percentami z Spracovanie mäsokostnej múčky a pokrytie zvyšných 41 percent maštaľným hnojom zostáva nádherným snom.
Výsledkom týchto pokusov je však za určitých okolností nadmerné prekyslenie pôdy - podobne ako predtým obávané kyslé dažde -, s ktorým nakoniec vôbec nič nerastie, takže produkcia kyselín opäť u ostatných Musí sa pôsobiť proti chemikáliám ako sú uhličitany alebo vápno. Aké kontraproduktívne dôsledky to má na zabránenie a zbytočnému opätovnému plytvaniu fosforom, tu zostávajú do veľkej miery nevyslovené.
Hromadiaca sa chémia na dostupnej poľnohospodárskej pôde možno naznačuje skutočnú zúfalú situáciu, v ktorej je priemysel hnojív, poľnohospodárstvo, ale aj chémia životného prostredia a nakoniec celý svet dlho.
Zdroj tlačovej správy:
Prof. Dr. DR. Ewald Schnug
Federálny výskumný ústav poľnohospodársky (FAL)
Ústav výživy rastlín a vedy o pôde
Bundesallee 50
38116 Braunschweig
Tel: 0531 596 2104
[email protected]
Prvýkrát publikovaný v roku 2003
nová, prepracovaná verzia