Записи с меткой «фосфор»

Загадки фосфорной ямы

Фосфорные удобрения считаются важным элементом современного сельского хозяйства. С каждым годом производится всё больше минеральных фосфорных удобрений. Соответственно увеличивается добыча фосфатов и в 2016 году составила 261 млн. тонн.

Возможно, кто-то думает, что мы как-нибудь обойдёмся без химических удобрений, вырастим пшеничку на конском и коровьем навозе, как встарь.
Однако учёные утверждают, что такая возможность отсутствует по двум причинам. Первая из них называется вынос фосфора с суши в океан или фосфорная яма, а вторая – азотный барьер.

На рисунке «Исторические источники фосфорных удобрений» показано человечество на весах природы. В 2011 году на планете Земля имелось 7 миллиардов человек. Источниками фосфорных удобрений являются собственное говно человека, навоз и помёт домашних животных, окаменевший на солнце гуано диких птиц и геологические осадки фосфора на дне древних морей и океанов, которые, как говорят учёные, снова вынесло к нам наверх, из самых глубин океанов.

На рисунке «Использование удобрений» для наглядности, полоски гуано и человеческих экскрементов сделаны чуть шире, чем они есть на самом деле. Но вот соотношение между «природным» навозом и «промышленным» фосфоритом и апатитом на графике указанно вполне правильно. Ископаемого фосфорита у нас сегодня используется раз в десять больше, чем навоза.

При этом важно помнить, что конский, коровий навоз, птичий помёт и даже человеческие экскременты используются в качестве удобрений. Весь вторичный продукт стараются перерабатывать и снова пускать в дело.
Хотя, имеется много залежей фосфора и увеличивается его добыча из фосфоритов и апатитов, повсюду в мире в дело идёт каждый килограмм доступного человечеству фосфора. Потому что, в случае фосфора, вопрос пика его производства, распределения и потребления стоит также остро, как и в случае нефти или природного газа.

На рисунке «Распределение запасов фосфора по миру» показаны открытые его залежи по континентам. На рисунке «Мировые запасы фосфора» показано его распределение по странам мира по состоянию на 2000 год.

Лидер по запасам на рынке фосфора – Марокко, в котором сосредоточено 70% мировых запасов фосфора. Именно от производства фосфора в Марокко и зависит его мировая доступность. Остальные страны, на фоне Марокко, выглядят в мире просто карликами.

Интересный факт, что «арабская весна», прокатившаяся по всей северной Африке, миновала эту страну. Возможно, что это связано с тем, что у Марокко с 2004 года есть эксклюзивное соглашение с США по обеспечению американцев фосфором. США уже второй десяток лет являются главным импортёром фосфора. Индия, Бразилия, Китай и США потребляют около 2/3 объёма мировой торговли фосфором.

Ситуация с мировой потребностью в фосфоре определяется сейчас двумя фактами: потребностью в фосфоре любого человеческого организма и его фактическим уровнем использования в современном сельском хозяйстве.
Различные соединения фосфора широко используются в пищевой промышленности в качестве регуляторов кислотности, стабилизаторов, влагоудерживающих агентов. 100 г продукта с добавленными в разрешённых количествах фосфатами уже может перекрыть суточную потребность в фосфоре для взрослого человека.

Анализ показывает, что особенно широко сегодня фосфаты используются практически всеми производителями варёных колбас, сосисок, полукопчёных и варено-копчёных колбасных изделий, крабовых палочек, безалкогольных напитков и зерновых продуктов. Человеку надо потреблять 1,2 грамма фосфора в день. Или 0,440 кг фосфора в год. Исследования показали, что современный человек потребляет 22,5 кг фосфора в год. Отсюда возникает безумная цифра годового производства в 261 миллион тонн фосфатов в 2016 году.

При избытке фосфора кальций «вымывается» из костей, вплоть до развития остеопороза, который определяет риск переломов даже при лёгких травмах. У пожилых людей такие переломы часто приводят к фатальному исходу. Кости долго срастаются, а длительно прикованный к постели человек может умереть от гипостатической пневмонии.

Для ребёнка или подростка дисбаланс между поступлением фосфора и кальция с пищей чреват нарушениями при формировании скелета.
Широкое использование фосфатов пищевой промышленностью специалисты считают сегодня одной из причин того, что остеопороз значительно «помолодел». Более чем у 40 % подростков педиатры сегодня обнаруживают сниженную плотность костной ткани.

Кроме того, фосфорная кислота в составе напитков считается дополнительным фактором риска в отношении кариеса зубов.

США в 1800-е годы решало проблему фосфора с помощью перуанского и чилийского гуано. О важности говна и других природных источников фосфора в американской истории напоминает «Закон о гуано» (Guano Act), принятый Конгрессом США ещё в 1856 году.

Историческими фактами являются: уничтожение индейцев, распашка принадлежавших им Великих Равнин (Great Plains) и убийство населявших Великие Равнины бизонов. При этом все три процесса шли в США в 1800-е годы параллельно и поддерживая друг друга. И все они крутились вокруг фосфора и азота.

Убитый и освежёванный бизон служил становлению США, как мощной сельскохозяйственной державы. Черепа и кости бизонов перемалывались на костную муку, которая, вместе с гуано вносилась в земли и поднимала урожаи хлопка и кукурузы. Это возвращало в сельскохозяйственный оборот столь важные азот и фосфор.

Рост городского населения и улучшение стандартов жизни людей в США повлекли за собой массовое изъятие минеральных веществ из почвы в виде урожая культурных растений. Использование гуано и костной муки увеличило урожай, но одновременно и увеличило вынос азота и фосфора из почв.

Основная часть фосфора безвозвратно теряется в процессе биологического круговорота, происходит смыв его частиц в Мировой Океан. Чем в более чистой химической форме находится фосфор, тем легче ему образовать водорастворимое соединение и тем легче ему покинуть почвенный слой с водой. Поэтому-то современное высокопродуктивное сельское хозяйство, столь зависимое от чистых удобрений вроде суперфосфата, вынуждено вносить их столь высокими дозами. Суперфосфат по сравнению с тем же гуано (а тем более — по сравнению с навозом) гораздо меньше связан и гораздо проще растворим в воде. И ему значительно проще попасть в бескрайний Мировой Океан.

В самом Мировом океане возникает похожая проблема, поток фосфора оказывается однонаправленным, с поверхности на глубину, вместе с погибающей органикой. Вероятно, часть фосфора потом поднимают восходящие океанические течения (так называемый апвеллинг), но большая его часть остаётся безвозвратно в самых глубоких частях Мирового океана.

Это и есть смысл фосфорной ямы. При этом плодородие почвы можно убить и за 20 лет плохого хозяйствования. Дадим слово современным агрономам: «Динамика баланса азота, фосфора и калия на Украине сейчас отрицательна. До 1990 году поступления были больше, чем вынос положительных веществ, поэтому баланс был положительный. Сейчас вынос питательных веществ значительно больше, чем внесение, что приводит к истощению почв за счёт плохого хозяйствования, в частности, это касается краткосрочной аренды. Если у арендаторов отсутствуют планы по работе на этой земле в дальнейшем, то их задача вытащить из земли за короткий срок всё. Это делается за счёт размещения технических культур, таких как подсолнечник, рапс».

При этом надо понимать, что конский и коровий навоз, человеческий фактор и птичье гуано – это удобрения комплексные. Они содержат все нужные для растений микроэлементы: фосфор, калий, натрий и азот.

Краткое изложение статьи crustgroup_livejournal «Азотный барьер, фосфорная яма и сказ о том, как можно просрать насранное».

Посетители
Архивы