Toppfosfor är ett begrepp som antar ändligheten hos de industriella reserverna av fosfor som är tillgängliga för mänskligheten och motsvarande ögonblick då den maximala produktionen av fosfor uppnås. Termen används på samma sätt som den mer kända termen peak oil . [3]
Fosfor är ett biologiskt viktigt grundämne som är brett spritt i jordskorpan och i levande organismer, men är relativt sällsynt i stora koncentrerade avlagringar som är lämpliga för industriell utveckling. Den höga betydelsen av fosfor som ett spårämne för vegetationen förutbestämde den utbredda användningen av oorganiska fosforgödselmedel. Fosforutarmning kan leda till en kris i växtodlingen, minska den globala livsmedelsproduktionen och kan påverka den globala livsmedelssäkerheten. [fyra]
Enligt vissa forskare kan de tillgängliga reserverna av fosfor på jorden vara uttömda om 50-100 år, och toppen av fosfor kommer att nås runt 2030. [3] [5] Andra föreslår att leveranserna kommer att fortsätta i flera hundra år. [6] Precis som när det gäller tidpunkten för toppoljeproduktionen är denna fråga fortfarande inte entydigt löst, och forskare inom olika områden publicerar regelbundet olika uppskattningar av fosforitreserver. [7]
Jordskorpan innehåller 0,1 viktprocent fosfor [8] och vegetation – från 0,03 till 0,2 %. [9] Typiska bergarter av fosfatavlagringar har en fosforkoncentration på 1,7-8,7 viktprocent. Oftast består sådana avlagringar av fosforiter . Marocko anses vara den absoluta ledaren i reserver . Kina, Algeriet och Syrien har betydande reserver. Länder med de största kommersiella reserverna av fosfatberg: Marocko 50 miljarder ton, Kina 3,1 miljarder ton, Algeriet 2,2 miljarder ton, Syrien 1,8 miljarder ton, Finland 1,6 miljarder ton, Sydafrika 1,5 miljarder ton, Ryssland 1, 3 miljarder ton, Jordanien 1,2 miljarder ton, Egypten 1,2 miljarder ton, Australien 1,1 miljarder ton, USA 1,1 miljarder ton. [10] [11]
US Geological Survey uppskattar att den globala produktionen 2016 var 261 miljoner ton. [11] 2014 blev Kina ledande inom utvinning av fosfater (100 miljoner ton). Andraplatsen tillhör Marocko (30 miljoner ton). Därefter följer USA (27,1 miljoner ton), Ryssland (10 miljoner ton), Brasilien (6,75 miljoner ton), Egypten och Jordanien (6 miljoner ton vardera), Tunisien (5 miljoner ton). [12]
Under 2010 omvärderades begreppet fosfortopp under överskådlig framtid på grund av revideringen av reserverna i Marocko från 5,7 miljarder ton till 51 miljarder ton, vilket ökade världsreserverna från 16 miljarder ton till 67 miljarder ton. [13] Denna omvärdering av Marockos reserver har dock kritiserats för bristande motivering för att revidera hypotetiska och antagna resurser till bevisade reserver. [14] [15] [16] [17] [7]
2019 antog FN:s livsmedels- och jordbruksorganisation "International Code of Conduct for the Sustainable Use of Fertilizers". [18] Den innehåller rekommendationer för att begränsa användningen av fosfatgödselmedel som innehåller tungmetaller och föroreningar (kadmium, bly, kvicksilver, nickel, arsenik) som kan tränga in i marken. Problemet uppstod på grund av den höga koncentrationen av kadmium (> 50 mg/kg) i fosfatmalmer med ursprung i Afrika och Nordamerika, inklusive Marocko. [19]
Fosfor kan transporteras från jord till ätbara växter och distribueras över hela världen i livsmedel. Efter mänsklig konsumtion kan den komma in i den lokala miljön, floder eller havet genom avloppssystem. Fosforförlusterna är också betydande när gödselmedel sköljs ut från åkrarna.
I ett försök att fördröja uppkomsten av fosfortoppen används flera metoder för fosforåtervinning och återanvändning i praktiken. En av de möjliga lösningarna på problemet med fosforbrist är behandling av avloppsvatten för att utvinna fosfor. Att minska vattenavrinning från åkrar och jorderosion kan minska improduktiva förluster av fosfor. Flerårig vegetation, som betesmarker eller skogar, använder fosfat mycket mer effektivt än åkermark. Remsor av gräsmarker och skogar mellan odlingsmarker och floder kan kraftigt minska förlusten av fosfat och andra näringsämnen.
Den äldsta metoden för återvinning av fosfor är att återanvända gödsel och mänskligt exkrementer i jordbruket som gödningsmedel för åkrarna. Avloppsreningsverk som har ett förbättrat biologiskt fosforavskiljningssteg producerar ett fosforrikt slam. Olika processer har utvecklats för att återvinna fosfor direkt från avloppsslam, från förbränningsaska från avloppsslam eller från andra slambehandlingsprodukter. Forskning om metoder för att utvinna fosfor ur avloppsslam har bedrivits sedan 2003, men de är ännu inte kostnadseffektiva med tanke på dagens pris på fosfor på världsmarknaden.