A foszfor létfontosságú elem, amely számos sejtvegyületben, például a DNS-ben és az ATP energiahordozóban is megtalálható. Minden életnek szüksége van foszforra, és a mezőgazdasági terméshozamok javulnak, ha foszfort adunk a növekvő növényekhez és az állatállomány táplálékához. Ennek következtében világszerte műtrágyaként használják – és fontos szerepet játszik a világ élelmiszer-szükségletének kielégítésében.

Ahhoz azonban, hogy hozzáadhassuk, először koncentrált formában kell kinyernünk – és az ellátás szinte kizárólag marokkói foszfátbányákból származik (sokkal kisebb mennyiségben Kínából, az USA-ból, Jordániából és Dél-Afrikából). Marokkón belül a legtöbb bánya Nyugat-Szaharában található, egy korábbi spanyol gyarmaton, amelyet 1975-ben Marokkó annektált.

A tény, hogy a globális kínálat több mint 70%-a erről az egyetlen helyről származik, problémás, különösen mivel a tudósok arra figyelmeztetnek, hogy közeledünk a “foszforcsúcshoz”, vagyis ahhoz a ponthoz, amikor a kereslet kezd meghaladni a kínálatot, és az intenzív mezőgazdaság nem képes továbbra is biztosítani a jelenlegi hozamokat. A legrosszabb esetben a kitermelhető tartalékok akár 35 éven belül kimerülhetnek.

Mi történik tehát – és mennyire kell aggódni?

természetes korlátok

A természetben a foszfor csak oxigénhez kötötten létezik, amit foszfátnak nevezünk. Ebben a formában bányásszák. A kémikusok el tudják távolítani a hozzá kötött oxigéneket, hogy elemi fehér foszfort kapjanak, amely világít a sötétben, de annyira instabil, hogy a levegőn spontán meggyullad.

A foszfát könnyen diffundál a talajban vagy a vízben, és a sejtek is felvehetik. Amikor a foszfát szabad kalciummal vagy vassal találkozik, erősen oldhatatlan sókat alkotnak.

A 19. század első felében Justus von Liebig népszerűsítette a mezőgazdaság számára a minimum törvényét, amely szerint a növekedésnek a legkevesebb rendelkezésre álló erőforrás szab határt. Hamarosan kiderült, hogy ez gyakran a foszfor valamilyen formája.

Ennek következtében a régi csataterekről kiásták a csontokat – amelyek többnyire kalciumból és foszfátból álltak -, hogy a mezőgazdaságban felhasználják őket. A guanó, a madárürülék nagy mennyiségű felhalmozódása szintén nagy koncentrációban tartalmaz foszfort, és a növények trágyázására használták. A készletek azonban hamarosan kimerültek. A kereslet növekedésével a készleteket bányászni kellett.

Az alkalmazott szervetlen foszfát műtrágya azonban rendkívül mobilis, és a vízfolyásokba szivárog. Ezen kívül a foszfátos kőzet időjárásfüggő, és végül szintén az óceánba mosódik, ahol vagy kalcium-foszfátként rakódik le, vagy tengeri élőlények veszik fel, amelyek végül szintén lerakódnak az óceán fenekén, amikor elpusztulnak. Következésképpen a szárazföldi foszfor nem igazán tűnik el, de elérhetetlenségünkön kívülre kerülhet.

természetes pazarlás

A dolgok további bonyolítása érdekében még az általunk felhasználható foszfor is nagyrészt pazarlásba megy. A műtrágyaként kitermelt foszfornak csak egyötöde jut el az általunk elfogyasztott élelmiszerbe. Egy része elszivárog, másik része pedig a talajban lévő kalciumhoz és vashoz kötődik. Egyes növények gyökerei képesek az utóbbit kivonni, de nem elég nagy mennyiségben ahhoz, hogy az egészet visszanyerjék.

A szervetlen formákon kívül a foszfát sejtvegyületekké is átalakul, így jön létre a szervesen kötött foszfor, mint például a foszfolipidek vagy a fitát. A szervezet halála után ezeket a szerves foszforvegyületeket vissza kell juttatni a felhasználható foszfát formába. Az, hogy mennyi szerves kötésű foszfor van jelen a talajban, az erre képes szervezetek számától és aktivitásától függ.

A mezőgazdasági talajok általában szervetlen foszforban gazdagok, míg a háborítatlan ökoszisztémákban, például az erdőkben és a hosszú távú legelőkön a szervesen kötött foszfor dominál. A termőföldek azonban a betakarítás és a földművelési gyakorlatok, például a szántás során gyakran kimerülnek foszforban, ezért van szükség foszfáttartalmú műtrágyák hozzáadására.

A trágya kiszórása és a talajművelés elkerülése módot ad arra, hogy növeljük a mikrobák számát a talajban – és így több foszfor maradjon szervesen kötött formában.

A foszforcsúcsok kockázatai néhány egyszerű megoldással ellensúlyozhatók. A kevesebb húsfogyasztás egy kezdet, mivel hatalmas mennyiséget használnak fel a húshasznú állattenyésztésre. Valószínű, hogy a mezőgazdasági terméshozamokat a foszfor elérhetősége korlátozza, és a világ népességének növekedésével ez még jobban ki fog merülni.

Az emberek maguk is pazarlóan bánnak a foszforral, mivel a legtöbb foszfor, amit beveszünk, rögtön újra távozik. Szerencsére már kifejlesztettek technológiákat a szennyvízből történő foszfor kinyerésére, de ezek jelenleg túl drágák ahhoz, hogy praktikusak legyenek.

A foszforcsúcs nem azt jelenti, hogy a foszfor eltűnik, inkább azt, hogy a bányászhatóan magas koncentrációjú tartalékok kimerülőben vannak. Ehelyett növeljük a foszfor háttérkoncentrációját, és hozzáadjuk az óceánfenékhez. A fenntarthatóbb foszforfelhasználáshoz a talajokat alkotó sokféle organizmus – és a foszfor eloszlásában játszott szerepük – jobb megbecsülésére és megértésére van szükség, különben lehet, hogy többé nem leszünk képesek megfizethető áron táplálni a világot.