Якби ви дійсно хотіли возитися зі світовим виробництвом їжі, гарним місцем для початку було б в Марокко. Тут вони мало ростуть, але тут мешкають шахти, що містять більшість відомих у світі запасів фосфатних порід, основного джерела поживних речовин фосфору.
Технологічним інститутом Стівенса
Більшість із нас у всьому світі протягом більшості днів буде їсти їжу, вирощену на полях, запліднених фосфатними породами з цих шахт.
Фосфор є важливим мінералом для вирощування їжі, але дослідження показують, що його добувають нежиттєздатним способом. Якщо запаси вичерпаються, виробництво продуктів харчування буде обмеженим, а голод стане цілком можливим.
Зараз Девід Ваккарі, інженер з охорони навколишнього середовища Технологічного інституту Стівенса, та його колеги розробили модель, щоб описати, як фосфор протікає через глобальну продовольчу систему. Модель, опублікована в 4 вересня в "Екологічній науці та технологіях", може передбачити, як кілька різних підходів до збереження можуть зменшити попит на невідновлюваний ресурс, який є абсолютно важливим для харчування світу.
"Фосфат розповсюджений по всій планеті, але майже не переробляється", - сказав Ваккарі, піонер у дослідженні фосфатів, який керував цією роботою. "Модель дозволяє нам відповісти на конкретні запитання" що якщо ", щоб побачити, як певні зміни в поведінці людини можуть суттєво покращити збереження цього ресурсу і, в свою чергу, допомогти підтримати глобальне виробництво продуктів харчування".
У минулому цикл фосфору був практично закритий: люди та худоба їли врожаї, тоді як їх кал використовувався як природне добриво для повторного вирощування врожаю. У ці дні цикл порушений. Щороку фосфатні породи видобувають і перетворюють на добрива. Це перетворюється на врожаї, які транспортуються до міст за їжею. Частина фосфору втрачається на кожному кроці і потрапляє в навколишнє середовище. Стіки з ферм спрямовуються на водні шляхи, харчові відходи - на звалища, а людські відходи - на утилізацію стічних вод, більшість з яких врешті-решт опиняються в морі. Цикл став лінійним процесом.
Ваккарі та його колеги моделюють цей цикл за допомогою «кнопок», які можна піднімати або опускати для створення різних сценаріїв збереження. При повороті ручки, наприклад, частка м'яса тварин у раціоні, частка їжі, яка витрачається, частка перероблених людських відходів, модель, яка враховує витоки та втрати з системи харчування, повторюється для обчислення ступінь зменшення видобутку фосфатів.
Модель показує кілька цікавих результатів:
Однак у світі не скоро закінчиться фосфор. За нинішніх показників використання, за словами Ваккарі, відомі запаси фосфору можуть підтримувати сільськогосподарське виробництво протягом декількох століть. Але на відміну від азоту, який становить 78 відсотків атмосфери (і головним інгредієнтом добрив), фосфат є обмеженим ресурсом, і "буде важко знайти нові джерела фосфору", сказав Ваккарі.
Зменшення видобутку фосфатів має й інші переваги. Коли фосфор "виривається" із сільськогосподарського, харчового виробництва та систем утилізації відходів, це сприяє серйозним проблемам забруднення води, таким як шкідливий цвітіння водоростей в озерах та прибережних районах. На додаток до відомих проблем громадського здоров'я та економічного впливу цвітіння водоростей на рибальські громади, нещодавно смертельна різновид водоростей спричинила смерть кількох собак на півдні Сполучених Штатів.
"Фосфор важливий для життя", - сказав Ваккарі. "Отже, план полягає в тому, щоб тривати це протягом тривалого часу, добуваючи фосфат стійким та відповідальним способом, і ця модель допомагає нам знайти оптимальні способи зробити це".