SCHATTENBLICK - LABORATORUL DE MEDIU 218 Epuizarea fosforului - Pământul va muri peste 50 de ani (SB)

Dacă fosforul se duce, pământul moare

Generatori de acid bacterian - conducători ai vieții și morții?

"Ființele vii se pot înmulți până când fosforul este complet consumat. Sfârșitul vine apoi inexorabil și nimeni nu îl poate împiedica".

Aceste cuvinte provin din „Asimov despre chimie” de Isaac Asimov, care și-a încheiat remarcile despre fosfor cu cuvintele:

"Putem înlocui cărbunele cu energie nucleară, lemnul cu materiale plastice, carnea cu drojdie, prietenia cu izolația - dar nu există nici un substitut pentru fosfor."

De fapt, din toate lucrurile, acest element, care este esențial pentru toate ființele vii, este doar 0,11% în scoarța terestră.

Fosforul este o componentă a multor molecule biologice importante care sunt comune tuturor ființelor vii și plantelor. Este la fel de reprezentată în ADN ca și în proteine și în mica moleculă ATP (adenozin trifosfat), care este importantă pentru metabolismul energetic. În plus, este cel mai important mineral din substanța osoasă. Cu toate acestea, cea mai mare parte a fosforului din lume este consumată de agricultură și, prin urmare, de producția de alimente: pe lângă azot și sulf, plantele au nevoie în primul rând de fosfat, adică forma oxidată a fosforului elementar pentru construcția de biomasă.

În 1975, când Asimov a scris aceste cuvinte, problemele omenirii erau oarecum diferite de cele de astăzi. În timp ce îngrijorările cu privire la sursele de energie ale viitorului, resursele naturale în scădere, hrana insuficientă pentru populația în creștere rapidă a pământului și noua epocă glaciară care se presupune că a început, i-au mutat pe oamenii de știință pe atunci, astăzi există aceleași probleme sau cel puțin similare cu încălzirea globală și culturile., Poluarea mediului și, în cea mai mare parte, resursele epuizate sunt aproape iminente, fără să se găsească soluții relevante. Concentrându-se asupra catastrofelor iminente, cum ar fi schimbările climatice sau noile boli, oamenii de știință din domeniul mediului sunt preocupați în primul rând de scăderea biodiversității în faună și floră și de resursele în scădere, cum ar fi apa și petrolul, în timp ce problema fosforului îi deranjează pe toți cei care ar trebui să știe Este. Deși argumentele lui Asimov cu privire la fosfor nu și-au pierdut valabilitatea și relevanța, există puține dovezi ale celei mai recente stări a acestei dezvoltări astăzi.

Subiectul a fost cu adevărat clar într-un comunicat de presă al Institutului Federal de Cercetare pentru Agricultură (FAL, 24 octombrie 2003). Pentru prima dată, a fost numit un termen după care, pe lângă toate problemele menționate, viața pe acest pământ se va încheia treptat fără a fi observată:

"Fosforul (P) este un element esențial. Cele mai mari cantități pot fi găsite la ființele vii superioare, de asemenea la oameni, în special la oase. Aprovizionările mondiale de fosfor sunt suficiente doar (la prețurile actuale și tehnologiile de extracție) de aproximativ 50 de ani. "
(idw, 24 octombrie 2003)

Doar câțiva ani mai târziu, autorii revistei online „scienzz” nici nu vor să se angajeze atât de precis:

Dar resursele sunt finite: experții estimează că depozitele vor dura încă 80 de ani - cu condiția ca consumul global să rămână același - dar poate doar 50 de ani. Dacă națiunile industrializate dezvoltă și utilizează tehnologii pentru reciclarea eficientă a fosforului, ele vor putea în continuare să-și aprovizioneze agricultura cu cantități suficiente din acest element vital în viitor.
(scienzz, 27 septembrie 2006 - DURABILITATE)

Manipularea economică a resurselor de fosfor încă existente, precum și o posibilă reciclare sunt, totuși, extrem de dificil de determinat factorii pentru un prognostic științific. În plus, o mare parte a fosforului a evitat până acum orice încercare de reciclare din motive etice sau reglementate legal.

Trebuie să știți că aproximativ 75 de milioane de tone de minerale fosfat sunt exploatate și procesate în îngrășăminte în fiecare an - probabil mai mult decât este eliberat în același timp de degradarea normală a materialului rocos. În fiecare an, aproximativ 300.000 de tone de fosfat sub formă de îngrășăminte minerale sunt aplicate pe câmpurile germane. Cea mai mare parte provine din depozite din Africa de Nord și SUA, dar și din Rusia și China.

În acest fel, în cursul secolului al XX-lea, lixivierea terenurilor agricole a fost întâlnită în multe regiuni ale lumii, astfel încât producțiile și, odată cu aceasta, populația au crescut în același timp. Drept urmare, aprovizionarea cu alimente a fost asigurată temporar, cel puțin pentru țările industriale bogate, în care altfel foamea ar fi devenit vizibilă într-o măsură mult mai mare.

Dar îngrășământul cu fosfat artificial conține, de asemenea, cantități deloc considerabile de metale grele explozive, cum ar fi uraniu, cadmiu și mercur, din care concentrații din ce în ce mai periculoase ajung în alimentele noastre.

Dacă natura ar fi lăsată în voia sa, în timp, tot mai mult fosfor s-ar scufunda și ar dispărea prin spălarea cu apă de ploaie în râuri, lacuri, în apele subterane și în cele din urmă în adâncurile întunecate ale oceanului. De acolo nu există procese naturale care l-ar putea readuce la îndemâna omului sau a altei vieți. În consecință, creaturile de pe uscat și din straturile superioare ale mării iluminate de soare scad treptat. Pământul din ce în ce mai puțin fertil ar avea atunci o acoperire vegetativă din ce în ce mai subțire, formată din specii rare. Această dezvoltare naturală a fost amânată cu 50 de ani din cauza degradării fosfaților și a fertilizării artificiale. Dar, odată cu consumul exponențial al speciei noastre umane, care, de obicei, explodează toate calculele, întrebarea „cât mai mult” rămâne una actuală.

Utilizarea eficientă a rezervelor rămase și reciclarea consecventă a fosforului din reziduuri este, prin urmare, proclamată de către chimiștii de mediu ca prioritate maximă pentru activitatea economică „durabilă”, chiar dacă acest lucru poate aduce doar o ușoară întârziere în termen.

Până acum câțiva ani, reciclarea fosforului nu era o problemă majoră: pe lângă îngrășămintele minerale, nămolul de canalizare bogat în substanțe nutritive servea drept îngrășământ; iar prin hrănirea bovinelor cu făină de animale cu conținut ridicat de fosfor din deșeurile abatoarelor, adăugarea de fosfor în nutrețurile vegetale a fost în mare parte inutilă.

Astăzi situația este diferită: din 2001, hrănirea cu făină de animale a fost interzisă în Europa din cauza problemei ESB. Și în UE - spre deosebire de Elveția, de exemplu - nămolul de canalizare poate fi aplicat în continuare câmpurilor cu restricții, dar această măsură este, de asemenea, criticată tot mai mult. Deoarece reziduurile de droguri, metalele grele și hormonii din nămolul de canalizare ar putea pune în pericol fertilitatea culturilor și, astfel, calitatea culturilor alimentare cultivate pe acestea. scienzz scrie:

În Germania, astăzi, aproximativ o treime din nămolul de epurare este încă folosit ca îngrășământ. De asemenea, este ars din ce în ce mai des, iar cenușa este eliminată în gropile de gunoi interne sau din Europa de Est. De la interzicerea hrănirii, făina de animale a fost folosită din nou ca îngrășământ într-o măsură din ce în ce mai mare. De fapt, este mai probabil să fie „eliminat”, critică Ewald Schnug de la Institutul Federal de Cercetare pentru Agricultură (FAL) din Braunschweig.

Ca îngrășământ cu fosfor este foarte nepotrivit, deoarece este în mare măsură inutil pentru plante. În făina de carne și oase, se spune că fosforul este legat ferm în substanța osoasă.
(Scienzz, 27 septembrie 2006 - DURABILITATE)

Potrivit acestui fapt, reciclarea sau orice încercare de recuperare a fosforului este o farsă pură în ceea ce privește beneficiul pentru sol, deoarece fosfații din cenușa materiilor prime secundare care conțin fosfat (de exemplu, făină de animale sau nămol de canalizare), precum și sărurile naturale de fosfor (fosfați de rocă) ) sunt greu de dizolvat în sol și doar o mică proporție poate fi absorbită de rădăcinile plantelor. Chiar și în solurile foarte acide, întrucât sunt oricum neobișnuite și inutilizabile în agricultură, ar dura câteva decenii pentru ex. pentru a elibera fosfor legat de substanța osoasă.

Eliminarea cărnii și a făinii de oase pe câmpuri este un aspect pur economic: incinerarea prescrisă costă în jur de 200 de euro pe tonă. Acest lucru ar dubla pierderile pe care agricultorii le consideră pe tonă de hrană pentru animale din cauza întreruperii alimentelor pentru animale ca aditiv pentru hrana animalelor de la criza ESB.

Concluzie: Cele 300.000 de tone de fosfat, care sunt luate din stocurile limitate în fiecare an și importate în Germania, ajung în depozite de deșeuri sau neutilizate și inexplicabile pe câmp prin intermediul lanțului alimentar. Mai presus de toate, însă, se critică utilizarea ineficientă a îngrășămintelor:

„În zonele în care se păstrează o mulțime de vite, solurile sunt acoperite în mod regulat”, spune Ewald Schnug.
(Scienzz, 27 septembrie 2006 - DURABILITATE)

Ordonanța privind îngrășămintele interzice fertilizarea mai mult decât necesită planta, iar fermierii sunt, de asemenea, încurajați să verifice în mod regulat conținutul de nutrienți din sol. Cu toate acestea, este problematic dacă, pe lângă îngrășămintele minerale, se aplică așa-numitele „gunoi de grajd”, adică gunoi de grajd și gunoi de grajd.

Substanțele nutritive pe care le conține, care nu sunt înregistrate analitic, sunt, de asemenea, rareori incluse în planificarea fertilizării de către mulți fermieri. Deoarece concentrațiile nutrienților individuali ai plantelor în gunoiul de grajd variază, fermierii își asumă minimul în practică. Pentru a se asigura că plantele sunt aprovizionate în mod adecvat, ele ajută și la îngrășăminte minerale.

Strict vorbind, experții încă presupun că solul va fi permanent acoperit cu fosfor. Cu toate acestea, plantele nu beneficiază de acest lucru, deoarece pot absorbi doar o fracțiune din fosforul aplicat sau fosforul greu accesibil. Și atât de minerale valoroase, care sunt, de asemenea, în mare parte spălate în râuri și lacuri de precipitațiile în creștere în prezent, sunt pierdute pentru totdeauna accesului uman și a buclei de control presupuse existente „fosfor”.

În râuri, fosforul este încă o problemă de mediu, deoarece încurajează creșterea algelor și reduce conținutul de oxigen din apă.

Este adevărat că cel puțin fosfații slab solubili ar putea fi digerați industrial, dar produsele rezultate nu mai pot fi utilizate în agricultura ecologică. Iar problema spălării nu ar fi rezolvată.

O posibilă abordare a unei soluții, care a fost prezentată și investigată de FAL în urmă cu cinci ani, dar care nu mai este menționată în articolul scienzz, ar trebui să ofere așa-numitele bacterii digestive ale sulfului într-un mod indirect.

Thiobacillus este numele unui grup de microorganisme naturale care formează acidul din sulful elementar (floarea de sulf). Acidul eliberat de tiobacili ajută la transformarea fosfaților slab solubili în sol mai absorbabili pentru rădăcinile plantelor.
(idw, 24 octombrie 2003)

Asta nu înseamnă altceva decât faptul că bacteriile sulfului produc pe scurt acid sulfuric puternic acid sau acid sulfuros, care este necesar pentru descompunerea fosfaților la fața locului.

Tiobacteriile necesare pentru aceasta sunt chiar omniprezente, adică Peste tot, dar în cantități mult prea mici pentru a produce acid suficient, chiar dacă solul este îmbogățit suplimentar cu sulf. Prin urmare, s-a presupus o îmbogățire artificială a solului cu bacterii adecvate ca soluție a problemei fără îndoială:

Grupul tiobacililor este format din 13 specii diferite, a căror compoziție într-o biocenoză este foarte specifică site-ului. Inocularea fosfaților slab solubili cu tiobacili la fața locului la marginea câmpului este o strategie durabilă pentru creșterea eficienței P [eficiența fosforului, nota d. Schattenblick-Red.].
(idw, 24 octombrie 2003)

Conform prezentării oamenilor de știință ai Institutului pentru nutriția plantelor și știința solului și a Institutului pentru agricultură ecologică din Centrul Federal de Cercetare pentru Agricultură (FAL), aproximativ 100 de metri pătrați de teren, fertilizați cu sulf elementar, ar trebui folosiți fiecare în fermele ecologice Ca resursă locală pentru tiobacili. Dacă este necesar, au dorit să le extragă din sol cu apă și să adauge granule din fosfați slab solubili și sulf elementar, care sunt permise pentru agricultura ecologică în conformitate cu orientările UE.

Cantitățile de încercare ale prototipului noului tip de îngrășământ cu fosfor pe bază de făină din carne și oase au fost deja produse de o companie mijlocie din Stendal. Dar patru ani mai târziu, aceste încercări, împreună cu alte procese noi care ar trebui să transforme deșeurile în îngrășăminte cu fosfor de înaltă calitate, sunt încă la început, ca să spunem așa. Iar ideea de reciclare a faptului că necesarul anual de 300.000 de tone de fosfat, care sunt importate sub formă de îngrășăminte minerale, poate fi ușor alcătuit din 41% din fosfor din aproximativ 2,4 tone de nămol de epurare, plus 18% din Prelucrarea făinii de carne și oase și acoperirea restului de 41% cu gunoi de grajd rămâne un vis minunat.

Cu toate acestea, ca urmare a unor astfel de încercări în anumite circumstanțe, se acceptă o supraacidificare a solului - similară cu ploaia acidă temută anterior - cu care în cele din urmă nimic nu crește deloc, astfel încât producția de acid din nou cu alții Substanțele chimice, cum ar fi carbonații sau varul, trebuie contracarate și ce consecințe contraproductive are asupra descompunerii fosforului, care este prevenită și irosită din nou, rămâne în mare parte nerostită aici.

Chimia acumulată pe terenul agricol disponibil este probabil o indicație a situației cu adevărat disperate în care industria îngrășămintelor, agricultura, dar și chimia mediului și, în cele din urmă, întreaga lume au fost de mult timp.

Sursa comunicatului de presă:
Prof. Dr. Dr. Ewald Schnug
Institutul Federal de Cercetare pentru Agricultură (FAL)
Institutul de nutriție a plantelor și știința solului
Bundesallee 50
38116 Braunschweig
Tel: 0531 596 2104
[email protected]

Publicat pentru prima dată în 2003
versiune nouă, revizuită