Пік фосфору

Історія світового видобутку фосфору[1]
Світові запаси промислових фосфоритів за оцінками 2016 року[2]

Пік фосфору — концепція, яка передбачає скінченність доступних людству промислових запасів фосфору та відповідний момент досягнення максимального обсягу виробництва фосфору. Термін використовують аналогічно до відомішого терміну пік нафти[3].

Загальний опис

Фосфор є біологічно важливим елементом, який поширений в земній корі і в живих організмах, але відносно рідко зустрічається у великих концентрованих родовищах, придатних для промислової розробки. Висока значущість фосфору як мікроелемента для рослинності зумовила поширення фосфорних неорганічних добрив. Виснаження запасів фосфору може призвести до кризи в рослинництві, скорочення світового виробництва продуктів харчування і може вплинути на продовольчу безпеку в світі.[4]

На думку деяких дослідників, доступні запаси фосфору на Землі можуть виснажитися через 50-100 років, а пік фосфору буде досягнуто приблизно до 2030 року[3][5]. Інші припускають, що постачання триватиме протягом декількох сотень років. Як і щодо термінів піку видобутку нафти, це питання все ще не вирішене однозначно і дослідники в різних галузях регулярно публікують різні оцінки запасів фосфоритів[6].

Запаси і видобуток

Земна кора містить 0,1 % фосфору за масою,[7] а рослинність — від 0,03 до 0,2 %[8]. Типові породи фосфатних родовищ мають концентрацію фосфору 1,7-8,7 % за масою. Найчастіше такі родовища складаються з фосфоритів. Абсолютним лідером за запасами вважається Марокко. Країни з найбільшими комерційними запасами фосфоритів: Марокко — 50 млрд тонн, Китай — 3,1 млрд тонн, Алжир — 2,2 млрд тонн, Сирія — 1,8 млрд тонн, Фінляндія — 1,6 млрд тонн, ПАР — 1,5 млрд тонн, Росія — 1,3 млрд тонн, Йорданія — 1,2 млрд тонн, Єгипет — 1,2 млрд тонн, Австралія — 1,1 млрд тонн, США — 1,1 млрд тонн.[9][10]

За оцінками Геологічної служби США, світовий видобуток 2016 року склав 261 млн тонн.[10] У 2014 році лідером з видобутку фосфатів став Китай (100 млн тонн), друге місце у Марокко (30 млн тонн), далі йдуть США (27,1 млн тонн), Росія (10 млн тонн), Бразилія (6,75 млн тонн), Єгипет і Йорданія (по 6 млн тонн), Туніс (5 млн тонн).[11]

Марокко

2010 року концепцію піку фосфору в осяжному майбутньому переоцінено через перегляд запасів у Марокко з 5,7 млрд тонн, до 51 млрд тонн, що збільшило світові запаси з 16 млрд тонн до 67 млрд тонн[12]. Проте ця переоцінка запасів Марокко зазнала критики через слабке обґрунтування перегляду гіпотетичних і передбачуваних ресурсів у доведені запаси[13][14][15][16][6].

Забруднення важкими металами

2019 року Продовольча та сільськогосподарська організація ООН прийняла «Міжнародний кодекс поведінки в галузі сталого використання добрив»[17]. Він містить рекомендації щодо обмеження застосування фосфорних добрив, які містять важкі метали і забруднювальні речовини (кадмій, свинець, ртуть, нікель, миш'як), які можуть потрапити в грунт. Проблему спричинила висока концентрація кадмію (>50 мг/кг) у фосфатних рудах, що походять із Африки та Північної Америки, зокрема з Марокко.[18]

Транспорт фосфору

Фосфор переноситься з ґрунту в їстівні рослини і з їжею поширюється по всьому світу. Після вживання людиною він може потрапити в місцеве середовище, в річки або океан через каналізаційні системи. Також значні втрати фосфору спричиняє вимивання добрив з полів.

З метою відкласти початок піку фосфору, застосовують кілька методів відновлення і повторного використання фосфору. Одним з можливих рішень проблеми нестачі фосфору є переробка каналізаційних стоків з вилученням фосфору. Непродуктивні втрати фосфору може зменшити скорочення стоку води з полів і ерозії ґрунту. Багаторічна рослинність, така як пасовища або ліси, значно ефективніше використовує фосфат, ніж орні землі. Смуги лугів і лісів між орними землями і річками можуть значно знизити втрати фосфатів та інших поживних речовин.

Найстаріший метод переробки фосфору полягає в повторному використанні гною і екскрементів людини в сільському господарстві як добрива для полів. Очисні споруди, що мають поліпшену стадію біологічного видалення фосфору, виробляють осад, багатий фосфором. Розроблено різні процеси для вилучення фосфору безпосередньо з осаду стічних вод, з золи після спалювання осаду стічних вод або з інших продуктів обробки осаду. Методи вилучення фосфору з осаду стічних вод досліджують від 2003 року, але вони поки не є економічно ефективними, зважаючи на поточну ціну фосфору на світовому ринку.

Див. також

  • Закон про гуано — закон США середини XIX століття про контроль родовищ важливої фосфоровмісної сировини, гуано.

Примітки

  1. ↑ Phosphate Rock Statistics and Information. USGS. Процитовано 12 квітня 2018.
  2. ↑ Arno Rosemarin (2016) Phosphorus a Limited Resource — Closing the Loop, Global Status of Phosphorus Conference, Malmö, Sweden (based on USGS Phosphate Rock Statistics and Information)
  3. ↑ а б Cordell, Dana; Drangert, Jan-Olof; White, Stuart. The story of phosphorus: Global food security and food for thought // Global Environmental Change[en] : journal. — 2009. — Vol. 19, no. 2 (26 January). — P. 292—305. — ISSN 0959-3780. — DOI:10.1016/j.gloenvcha.2008.10.009.
  4. ↑ Pollan, Michael. The Omnivore's Dilemma: A Natural History of Four Meals. — Penguin Press[en], 2006. — ISBN 978-1-59420-082-3.
  5. ↑ Lewis, Leo (23 червня 2008). Scientists warn of lack of vital phosphorus as biofuels raise demands (PDF). Times Online. Архів оригіналу (PDF) за 23 липня 2011.
  6. ↑ а б Edixhoven, J. D.; Gupta, J.; Savenije, H. H. G. Recent revisions of phosphate rock reserves and resources: a critique // Earth System Dynamics[en] : journal. — 2014. — Vol. 5, no. 2 (26 January). — P. 491—507. — ISSN 2190-4987. — Bibcode:2014ESD…..5..491E. — DOI:10.5194/esd-5-491-2014.
  7. ↑ U.S. Geological Survey Phosphorus Soil Samples
  8. ↑ Abundance of Elements
  9. ↑ Ahokas, K. (2015). Finland's phosphorus resources are more important than ever (Geological Survey of Finland). http://verkkolehti.geofoorumi.fi/en/2015/10/finlands-phosphorus-resources-are-more-important-than-ever/. Архів оригіналу за 6 травня 2019. {{cite web}}: Зовнішнє посилання в |website= (довідка)
  10. ↑ а б Jasinski, S. M. Mineral Commodity Summaries. — U.S. Geological Survey, 2017.
  11. ↑ О добыче фосфатов и производстве фосфорных удобрений в Марокко
  12. ↑ Edixhoven, J.D.; Gupta, J.; Savenije, H.H.G. Recent revisions of phosphate rock reserves and resources: reassuring or misleading? An in-depth literature review of global estimates of phosphate rock reserves and resources // Earth System Dynamics[en] : journal. — 2013. — Vol. 5, no. 2 (26 January). — P. 491—507. — Bibcode:2014ESD.....5..491E. — DOI:10.5194/esd-5-491-2014. Процитовано 2017-10-09.
  13. ↑ Sutton, M.A.; Bleeker, A.; Howard, C.M. et al. Our Nutrient World: The challenge to produce more food and energy with less pollution. — Centre for Ecology and Hydrology, Edinburgh on behalf of the Global Partnership on Nutrient Management and the International Nitrogen Initiative, 2013. — ISBN 978-1-906698-40-9. Архівовано з джерела 4 листопада 2016 Архивированная копия (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 4 листопада 2016. Процитовано 20 жовтня 2019.
  14. ↑ Cordell, Dana & Stuart White 2011. Review: Peak Phosphorus: Clarifying the Key Issues of a Vigorous Debate about Long-Term Phosphorus Security. Sustainability 2011, 3(10), 2027—2049; doi:10.3390/su3102027, http://www.mdpi.com/2071-1050/3/10/2027/htm
  15. ↑ Van Vuuren, D.P.; Bouwman, A.F.; Beusen, A.H.W. Phosphorus demand for the 1970–2100 period: A scenario analysis of resource depletion // Global Environmental Change[en] : journal. — 2010. — Vol. 20, no. 3 (26 January). — P. 428—439. — ISSN 0959-3780. — DOI:10.1016/j.gloenvcha.2010.04.004.
  16. ↑ Gilbert, Natasha. The disappearing nutrient // Nature. — 2009. — Vol. 461, no. 7265, (10). — P. 716—718. — DOI:10.1038/461716a. — PMID 19812648 .
  17. ↑ ООН очищает мировой рынок удобрений для «Фосагро»
  18. ↑ Супер ли фосфат?

Посилання

Information related to Пік фосфору