磷对地球上的生命是至关重要的,我们正在低谷

是许多细胞化合物中所包含的基本元素,如DNA和DNA 能源载体ATP。 所有的生命都需要磷,而且当磷被添加到种植植物和牲畜的饮食时,农业产量得到改善。 因此,它在全球范围内被用作肥料,并在满足世界粮食需求方面发挥重要作用。 谈话

然而,为了让我们补充一下,我们首先需要从一个集中的形式中提取出来 - 而供给来自几乎完全来自 在摩洛哥的磷矿 (数量远少于中国,美国,约旦和南非)。 在摩洛哥境内,大部分地雷都在 西撒哈拉,前西班牙殖民地,被摩洛哥纳入1975。

事实 超过全球供应的70% 来自这个单一的位置是有问题的,特别是当科学家们警告我们正在接近 “磷峰”,需求开始超过供应的点 集约农业 不能继续 提供当前收益。 在最坏的情况下,可开采储量可以用尽 一点点像35年.

那么到底发生了什么 - 应该怎么担心呢?

自然极限

在自然界中,磷只与氧气结合,称为磷酸盐。 这是开采的形式。 化学家可以除去与其结合的氧,得到在黑暗中发光的元素白磷,但它不稳定,暴露在空气中会自发点燃。

磷酸盐很容易通过土壤或水扩散,并可被细胞吸收。 当磷酸盐遇到游离​​的钙或铁时,它们结合在一起形成高度不溶的盐。


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在十六世纪上半叶,贾斯特斯·冯·李比格普及了这个“ 最低法则 对于农业来说,其中说增长受到最少的资源的限制。 很快发现这常常是某种形式的磷。

结果,从古老的战场中,主要由钙和磷酸盐组成的骨骼被挖出来用于农业。 鸟粪,大量的鸟粪堆积,也含有高浓度的磷,被用来施肥作物。 但是这种用品很快就耗尽了。 随着需求增加,供应不得不被开采。

但是这种应用无机磷肥的流动性很强,渗入河道。 此外,磷酸盐岩石的天气也最终冲入海洋,并以磷酸钙的形式沉积,或被海洋生物吸收,海洋生物在死亡时也最终沉积在海底。 因此,陆地磷并不真正消失,但它可能超出我们的范围。

自然的浪费

使事情进一步复杂化,即使我们可以使用的磷也大量浪费。 仅作为肥料开采的磷 五分之一到达我们吃的食物。 有的渗出,有的与土壤中的钙和铁结合。 一些植物的根有能力提取后者,但是没有足够的数量来检索所有的。

除了这些无机形式外,磷酸盐也转化为细胞化合物,产生有机结合的磷, 磷脂 or 植酸。 生物体死亡后,这些有机磷化合物需要返回到可用的磷酸盐形式。 土壤中存在多少有机磷,取决于可以做到这一点的有机体的数量和活性。

农业土壤通常富含无机磷,而在森林和长期牧场等不受干扰的生态系统中,有机结合磷占主导地位。 但是农业土地在收获和土地管理方面经常会耗尽磷,例如耕作,因此需要添加含磷肥料。

传播粪肥和避免耕作是增加土壤中微生物丰度的方法 - 从而使更多的磷以有机结合的形式存在。

峰值磷的风险可以通过一些简单的解决方案来解决。 少吃肉是一个开始,因为大量用于后方 牲畜肉。 农业产量有可能受磷的限制,并随着全球人口的增长而进一步扩大。

人类本身对磷的浪费,因为我们所接受的大部分内容都是直接的。 幸运的是,技术已经发展到了 来自污水的磷矿,但目前实在太昂贵了。

高磷并不意味着磷会消失,而是可开采的高浓度储量正在消耗。 相反,我们正在增加磷的背景浓度并将其添加到海底。 更可持续的磷的使用需要对构成土壤的许多生物体及其在磷分配中所扮演的角色有更多的认识和理解,否则我们可能不再能够以合理的价格为世界提供食物。

关于作者

Vera Thoss,化学讲师, 班戈大学

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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