Использование основных фосфатов резко возросло, но ученые опасаются, что они могут закончиться в течение нескольких десятилетий.
Миру грозит "неминуемый кризис" в поставках фосфатов, важнейшего удобрения, которое лежит в основе мирового продовольственного снабжения, предупреждают ученые.
Фосфат является важнейшим минералом для всего живого на Земле и вносится на поля фермеров в огромных количествах. Однако фосфат - это ограниченный ресурс, и самые крупные запасы добываются в политически нестабильных местах, что создает риск для многих стран, у которых запасов практически нет.
За последние 50 лет потребление фосфатов увеличилось в четыре раза по мере роста населения планеты, и с каждым новым анализом спроса все ближе дата, когда они закончатся, а некоторые ученые прогнозируют, что этот момент может наступить уже через несколько десятилетий.
Исследователи утверждают, что без фосфатов и азота человечество могло бы производить лишь половину того объема продовольствия, который оно производит, хотя последний, по сути, безграничен, поскольку составляет почти 80% атмосферы.
"Обеспечение фосфатами - потенциально очень большая проблема", - говорит Мартин Блэквелл, сотрудник Rothamsted Research, сельскохозяйственного исследовательского центра в Великобритании, и ведущий автор нового исследования. "Население растет, и нам потребуется больше продовольствия".
По его словам, при нынешних темпах потребления многие страны, включая США, Китай и Индию, исчерпают свои внутренние запасы уже в следующем поколении. Марокко и оккупированная марокканцами территория Западной Сахары располагают крупнейшими запасами, следующими по величине являются Китай, Алжир и Сирия, на долю которых приходится более 80% мировых запасов фосфатов.
"Через несколько лет это может стать политическим вопросом, когда некоторые страны будут фактически контролировать производство продовольствия, имея контроль над поставками фосфатов", - сказал Блэквелл. "Необходимо приложить гораздо больше усилий, чтобы мы были готовы к решению этой проблемы. Пришло время проснуться. Это один из самых важных вопросов в мире сегодня".
Профессор Мартин ван Иттерсум из Вагенингенского университета в Нидерландах считает, что проблемы начнутся еще до того, как минерал будет исчерпан: "Задолго до того, как фосфаты закончатся, ресурс может стать намного дороже".
Потенциальные решения включают переработку фосфатов из человеческих сточных вод, навоза и отходов скотобоен, новые породы растений, которые могут более эффективно извлекать минерал из почвы, а также более качественные тесты почвы, чтобы помочь положить конец чрезмерному применению удобрений.
Чрезмерное использование фосфатов не только истощает запасы, но и вызывает широкомасштабное загрязнение, которое приводит к образованию мертвых зон в реках и морях. В 2015 году в исследовании, опубликованном в журнале Science, загрязнение фосфором было названо одной из самых серьезных проблем, с которыми сталкивается планета, опережая изменение климата.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Frontiers of Agricultural Science and Engineering, говорится следующее: "Дальнейшее снабжение фосфорными удобрениями, которые лежат в основе мирового производства продуктов питания, является неизбежным кризисом".
В нем отмечается, что оценка оставшихся лет поставок фосфатов снизилась с 300 до 259 всего за последние три года, так как спрос вырос. "Если оценочное количество оставшихся лет поставок продолжит снижаться такими темпами, можно утверждать, что все запасы будут исчерпаны к 2040 году", - пишут ученые.
"Хотя этот сценарий маловероятен, он подчеркивает, что потребуются неотвратимые, фундаментальные изменения в глобальной торговле фосфором, его использовании и переработке", - сказали они. "Это особенно актуально для Китая, Индии и США, трех стран с самым большим населением на планете, которые полагаются на фосфаты, чтобы прокормить свое население".
В 2014 году Европейская комиссия объявила фосфаты "критическим сырьем", то есть важнейшим ресурсом со значительным риском для поставок. Только Финляндия имеет какие-либо запасы в ЕС, и большая часть импортируется в блок из Марокко, Алжира, России, Израиля и Иордании. "ЕС сильно зависит от регионов, которые в настоящее время подвержены политическому кризису", - говорится в позиционном документе ЕК.
Промышленное фосфорное удобрение было изобретено в Ротамстеде в 1842 году путем растворения костей животных в серной кислоте. Блэквелл и его коллеги вернулись к этому источнику, чтобы исследовать альтернативные источники фосфата.
Они превратили кости, рога, кровь и другие отходы скотобоен в фосфатное удобрение и в новом исследовании обнаружили, что оно работает так же хорошо или даже лучше, чем обычные удобрения. Блэквелл сказал, что потенциально это может обеспечить 15-25% потребностей Великобритании. Другим потенциальным источником является извлечение фосфатов из человеческих сточных вод; в 2013 году компания Thames Water открыла завод по их переработке.
Ван Иттерсум сказал, что переработка фосфатов из отходов животных и человека жизненно важна, но для ее реализации потребуется время, поскольку необходимы новые технологии и регулирование, чтобы не допустить загрязнения и заражения продовольственных культур.
