Fosforo è un elemento essenziale che è contenuto in molti composti cellulari, come il DNA e il vettore energetico ATP. Tutta la vita ha bisogno del fosforo e le rese agricole sono migliorate quando il fosforo viene aggiunto alle piante in crescita e alla dieta del bestiame. Di conseguenza, viene utilizzato globalmente come fertilizzante e svolge un ruolo importante nel soddisfare le esigenze alimentari mondiali.

Per poterlo aggiungere, tuttavia, dobbiamo prima estrarlo da una forma concentrata - e la fornitura proviene quasi esclusivamente da miniere di fosfato in Marocco (con quantità molto minori provenienti da Cina, Stati Uniti, Giordania e Sud Africa). In Marocco, la maggior parte delle miniere sono dentro Sahara occidentale, una ex colonia spagnola che è stata annessa dal Marocco in 1975.

Il fatto che più del 70% della fornitura globale proviene da questa singola posizione è problematico, soprattutto perché gli scienziati avvertono che ci stiamo avvicinando "Picco fosforoso", il punto in cui la domanda comincia a superare l'offerta e agricoltura intensiva non posso continuare a fornire rendimenti attuali. Nel peggiore dei casi, le riserve minime potrebbero essere esaurite all'interno di Poco come 35 anni.

Quindi cosa sta succedendo - e quanto dovrebbe essere preoccupato?

Limiti naturali

In natura, il fosforo esiste solo legato all'ossigeno, che è chiamato fosfato. È in questa forma che è estratto. I chimici possono rimuovere gli ossigeni legati ad esso per ottenere il fosforo bianco elementare, che si illumina al buio, ma è così instabile che si accende spontaneamente all'esposizione all'aria.

Il fosfato si diffonde facilmente attraverso il suolo o l'acqua e può essere assorbito dalle cellule. Quando il fosfato incontra calcio o ferro liberi, si combinano per fornire sali altamente insolubili.

Nella prima metà del secolo 19th, Justus von Liebig rese popolare la legge del minimo per l'agricoltura, che afferma che la crescita è limitata dalla risorsa meno disponibile. Fu presto scoperto che questa era spesso una forma di fosforo.

Di conseguenza, le ossa - composte per lo più di calcio e fosfato - da vecchi campi di battaglia sono state scavate per essere utilizzate nell'agricoltura. guano, grandi accumuli di escrementi di uccelli, contiene anche alte concentrazioni di fosforo ed è stato usato per fertilizzare le colture. Ma le forniture di questo erano presto esaurite. Con l'aumento della domanda, invece, le forniture dovevano essere estratte.

Ma questo fertilizzante inorganico applicato ai fosfati è molto mobile e scorre nei corsi d'acqua. Inoltre, il fosfato crolla e viene infine lavato nell'oceano dove si deposita come fosfato di calcio o viene assorbito da organismi marini che eventualmente si depositano sul fondo dell'oceano quando muoiono. Di conseguenza, il fosforo terrestre non scompare realmente, ma può andare oltre la nostra portata.

Spreco naturale

Per complicare ulteriormente le cose, anche il fosforo che possiamo usare è in gran parte sprecato. Del fosforo estratto come fertilizzante, solo un quinto raggiunge il cibo che mangiamo. Alcuni liscivia via e alcuni sono legati al calcio e al ferro nel terreno. Alcune radici delle piante hanno la capacità di estrarre l'ultima, ma non in quantità sufficienti per recuperarle tutte.

Oltre a queste forme inorganiche, il fosfato viene anche convertito in composti cellulari, creando fosforo organico, come fosfolipidi or fitati. Dopo la morte di un organismo, questi composti organici del fosforo devono essere restituiti nella forma fosfatica utilizzabile. Quanto il fosforo legato all'organismo è presente nei suoli dipende dal numero e dall'attività degli organismi che possono farlo.

I terreni agricoli sono generalmente ricchi di fosforo inorganico mentre negli ecosistemi indisturbati, come le foreste e i pascoli a lungo termine, domina il fosforo legato all'organismo. Ma il terreno agricolo è spesso impoverito di fosforo durante la raccolta e le pratiche di gestione del territorio come l'aratura, quindi l'aggiunta di fertilizzanti contenenti fosfati.

Spargere il letame ed evitare la lavorazione del terreno sono modi per aumentare l'abbondanza microbica nel terreno - e quindi mantenere più fosforo in una forma organicamente legata.

I rischi del fosforo di punta possono essere contrastati con alcune semplici soluzioni. Mangiare meno carne è un inizio, perché enormi quantità vengono usate per allevare bestiame per carne. È probabile che i rendimenti agricoli siano limitati dalla disponibilità di fosforo e saranno ulteriormente allungati con l'aumento della popolazione mondiale.

Gli esseri umani sono essi stessi sprecati di fosforo, poiché la maggior parte di ciò che prendiamo entra di nuovo in gioco. Fortunatamente, le tecnologie sono state sviluppate per il mio fosforo dalle acque reflue, ma al momento sono troppo costosi per essere pratici.

Il fosforo di punta non significa che il fosforo sparirà, piuttosto che le riserve con alte concentrazioni minime si stanno esaurendo. Invece, stiamo aumentando le concentrazioni di fondo di fosforo e aggiungendolo al fondo oceanico. Un uso più sostenibile del fosforo richiede un maggiore apprezzamento e comprensione dei molti organismi che costituiscono il suolo - e il ruolo che svolgono nella distribuzione del fosforo - o potremmo non essere più in grado di nutrire il mondo a un prezzo accessibile.

Circa l'autore

Vera Thoss, Docente di chimica, Bangor University

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.

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