A csúcsfoszfor egy olyan fogalom, amely feltételezi az emberiség számára elérhető ipari foszforkészletek végességét, és azt a pillanatot, amikor a foszfortermelés eléri a maximumot. A kifejezést az ismertebb olajcsúcs kifejezéshez hasonlóan használják . [3]
A foszfor biológiailag fontos elem, amely széles körben elterjedt a földkéregben és az élő szervezetekben, de viszonylag ritka az ipari fejlesztésre alkalmas, nagy koncentrált lelőhelyeken. A foszfornak, mint a növényzet nyomelemének nagy jelentősége előrevetítette a foszfortartalmú szervetlen műtrágyák széles körű alkalmazását. A foszfor kimerülése válsághoz vezethet a növénytermesztésben, csökkentheti a globális élelmiszertermelést, és hatással lehet a globális élelmezésbiztonságra. [négy]
Egyes kutatók szerint a Földön elérhető foszfortartalékok 50-100 éven belül kimerülhetnek, és a foszfor csúcsát 2030 körül érik el. [3] [5] Mások azt sugallják, hogy az utánpótlás több száz évig folytatódni fog. [6] Akárcsak az olajkitermelés csúcsának időzítése, ez a kérdés továbbra sem egyértelműen megoldott, és a különböző területeken dolgozó kutatók rendszeresen publikálnak különböző becsléseket a foszfortartalékokról. [7]
A földkéreg 0,1 tömeg% foszfort tartalmaz, [8] a növényzet pedig 0,03-0,2%. [9] A foszfátlerakódások tipikus kőzeteinek foszforkoncentrációja 1,7-8,7 tömeg%. Az ilyen lerakódások leggyakrabban foszforitokból állnak . Marokkó a tartalékok abszolút vezetőjének számít . Kínának, Algériának és Szíriának jelentős tartalékai vannak. A legnagyobb kereskedelmi foszfátkőzettartalékkal rendelkező országok: Marokkó 50 milliárd tonna, Kína 3,1 milliárd tonna, Algéria 2,2 milliárd tonna, Szíria 1,8 milliárd tonna, Finnország 1,6 milliárd tonna, Dél-Afrika 1,5 milliárd tonna, Oroszország 1, 3 milliárd tonna, Jordánia 122 . milliárd tonna, Egyiptom 1,2 milliárd tonna, Ausztrália 1,1 milliárd tonna, USA 1,1 milliárd tonna. [10] [11]
Az US Geological Survey becslése szerint 2016-ban a globális termelés 261 millió tonna volt. [11] 2014-ben Kína vezető szerepet töltött be a foszfátok kitermelésében (100 millió tonna). A második hely Marokkóé (30 millió tonna). Ezt követi az USA (27,1 millió tonna), Oroszország (10 millió tonna), Brazília (6,75 millió tonna), Egyiptom és Jordánia (egyenként 6 millió tonna), Tunézia (5 millió tonna). [12]
2010-ben a belátható jövőbeni foszforcsúcs koncepcióját újraértékelték a marokkói készletek 5,7 milliárd tonnáról 51 milliárd tonnára való felülvizsgálata miatt, ami a világ készleteit 16 milliárd tonnáról 67 milliárd tonnára növelte. [13] A marokkói készletek újrabecslését azonban kritizálták, mert nem indokolt a feltételezett és kikövetkeztetett erőforrások bizonyított készletekké való átdolgozása. [14] [15] [16] [17] [7]
2019-ben az Egyesült Nemzetek Élelmezésügyi és Mezőgazdasági Szervezete elfogadta a „Nemzetközi magatartási kódexet a műtrágyák fenntartható használatára vonatkozóan”. [18] Ajánlásokat tartalmaz a nehézfémeket és a talajba kerülő szennyező anyagokat (kadmium, ólom, higany, nikkel, arzén) tartalmazó foszfátműtrágyák használatának korlátozására. A probléma az Afrikából és Észak-Amerikából, köztük Marokkóból származó foszfátércek magas kadmiumkoncentrációja (>50 mg/kg) miatt merült fel. [19]
A foszfor a talajból az ehető növényekbe kerülhet, és az élelmiszerekben az egész világon eloszlik. Emberi fogyasztás után a csatornarendszereken keresztül a helyi környezetbe, folyókba vagy az óceánba kerülhet. Jelentős a foszforveszteség a műtrágyák kimosásakor is.
A foszforcsúcs kialakulásának késleltetése érdekében a gyakorlatban a foszfor visszanyerésének és újrafelhasználásának számos módszerét alkalmazzák. A foszforhiány problémájának egyik lehetséges megoldása a szennyvíz feldolgozása a foszfor kinyerésére. A szántóföldekről történő vízelfolyás és a talajerózió csökkentése csökkentheti a terméketlen foszforveszteséget. Az évelő növényzet, mint például a legelők vagy erdők, sokkal hatékonyabban hasznosítja a foszfátot, mint a szántó. A szántóföldek és a folyók közötti gyep- és erdősávok nagymértékben csökkenthetik a foszfát- és egyéb tápanyagok elvesztését.
A foszfor újrahasznosításának legrégebbi módja a trágya és az emberi ürülék újrafelhasználása a mezőgazdaságban a szántóföldi trágyaként. A továbbfejlesztett biológiai foszforeltávolító fokozattal rendelkező szennyvíztisztító telepek foszforban gazdag iszapot termelnek. Különféle eljárásokat fejlesztettek ki a foszfor kinyerésére közvetlenül a szennyvíziszapból, a szennyvíziszapból származó égetési hamuból vagy más iszapkezelési termékekből. 2003 óta folynak kutatások a szennyvíziszapból történő foszfor kinyerésére, de ezek a foszfor jelenlegi világpiaci árát tekintve még nem költséghatékonyak.