Fosfor is een essentieel element dat in veel cellulaire verbindingen zit, zoals DNA en de energiedrager ATP. Elk leven heeft fosfor nodig en de landbouwopbrengsten worden verbeterd wanneer fosfor wordt toegevoegd aan groeiende planten en het dieet van vee. Bijgevolg, het wordt wereldwijd gebruikt als meststof – en speelt een belangrijke rol bij het voldoen aan de wereldwijde voedselbehoeften.

Om het voor ons toe te voegen, echter, we moeten het eerst uit een geconcentreerde vorm halen - en de aanvoer komt bijna uitsluitend uit fosfaatmijnen in Marokko (met veel kleinere hoeveelheden uit China, de VS, Jordanië en Zuid-Afrika). Binnen Marokko, de meeste mijnen bevinden zich in de Westelijke Sahara, een voormalige Spaanse kolonie die in 1975 door Marokko werd geannexeerd.

Het feit dat meer dan 70% van het wereldwijde aanbod uit deze ene locatie komt, is problematisch, vooral omdat wetenschappers waarschuwen dat we de "piek van fosfor" naderen, het punt waarop de vraag het aanbod begint te overtreffen en de intensieve landbouw de huidige opbrengsten niet kan blijven leveren. In het ergste geval, ontginbare reserves zouden binnen 35 jaar uitgeput kunnen zijn.

Dus wat is er aan de hand - en hoe bezorgd zou je moeten zijn?

Natuurlijke grenzen

In de natuur, fosfor bestaat alleen gebonden aan zuurstof, wat fosfaat wordt genoemd. Het is in deze vorm dat het wordt gedolven. Chemici kunnen de eraan gebonden zuurstof verwijderen om elementaire witte fosfor te krijgen, die oplicht in het donker, maar het is zo onstabiel dat het spontaan ontbrandt bij blootstelling aan lucht.

Fosfaat diffundeert gemakkelijk door bodem of water en kan door cellen worden opgenomen. Wanneer fosfaat vrij calcium of ijzer ontmoet, ze combineren om zeer onoplosbare zouten te geven.

In de eerste helft van de 19e eeuw, Justus von Liebig populariseerde de wet van het minimum voor landbouw, waarin staat dat de groei wordt beperkt door de minst beschikbare middelen. Al snel werd ontdekt dat dit vaak een vorm van fosfor was.

Als gevolg hiervan, botten - voornamelijk bestaande uit calcium en fosfaat - van oude slagvelden werden opgegraven om te gebruiken in de landbouw. Guano, grote ophopingen van vogelpoep, bevat ook hoge concentraties fosfor en werd gebruikt om gewassen te bemesten. Maar de voorraden hiervan waren al snel uitgeput. Naarmate de vraag toenam, voorraden moesten in plaats daarvan worden gedolven.

Maar deze toegepaste anorganische fosfaatmeststof is zeer mobiel en spoelt uit in waterlopen. In aanvulling, fosfaatgesteente verweert en wordt uiteindelijk ook in de oceaan gespoeld waar het ofwel wordt afgezet als calciumfosfaat of wordt opgenomen door mariene organismen die zich uiteindelijk ook op de oceaanbodem afzetten wanneer ze sterven. Bijgevolg, terrestrische fosfor verdwijnt niet echt, maar het kan buiten ons bereik komen.

Natuurlijke verspilling

Om de zaken nog ingewikkelder te maken, zelfs de fosfor die we kunnen gebruiken, wordt grotendeels verspild. Van het als meststof gewonnen fosfor, slechts een vijfde bereikt het voedsel dat we eten. Een deel loogt weg en een deel is gebonden aan calcium en ijzer in de bodem. Sommige plantenwortels hebben het vermogen om de laatste te extraheren, maar niet in voldoende grote hoeveelheden om alles op te halen.

Naast deze anorganische vormen, fosfaat wordt ook omgezet in cellulaire verbindingen, het creëren van organisch gebonden fosfor, zoals fosfolipiden of fytaat. Na de dood van een organisme, deze organische fosforverbindingen moeten worden teruggebracht in de bruikbare fosfaatvorm. Hoeveel organisch gebonden fosfor in de bodem aanwezig is, hangt af van het aantal en de activiteit van de organismen die dit kunnen.

Landbouwbodems zijn meestal rijk aan anorganisch fosfor, terwijl in ongestoorde ecosystemen, zoals bossen en langwerpige weiden, organisch gebonden fosfor domineert. Maar landbouwgrond is vaak uitgeput van fosfor tijdens oogst- en landbeheerpraktijken zoals ploegen, vandaar de toevoeging van fosfaathoudende meststoffen.

Mestverspreiding en het vermijden van grondbewerking zijn manieren om de microbiële overvloed in de bodem te vergroten – en zo meer fosfor in een organisch gebonden vorm vast te houden.

De risico's van piek-fosfor kunnen worden tegengegaan met enkele eenvoudige oplossingen. Minder vlees eten is een begin, aangezien er enorme hoeveelheden worden gebruikt om vee te houden voor vlees. De kans is groot dat de landbouwopbrengsten worden beperkt door de beschikbaarheid van fosfor en verder worden opgerekt naarmate de wereldbevolking groeit.

Mensen zijn zelf verspilling van fosfor, want het meeste van wat we binnenkrijgen, gaat er meteen weer uit. Gelukkig, technologieën zijn ontwikkeld om fosfor uit rioolwater te winnen, maar zijn momenteel te duur om praktisch te zijn.

Piekfosfor betekent niet dat fosfor verdwijnt, eerder dat de reserves met ontginbare hoge concentraties uitgeput raken. In plaats daarvan, we verhogen de achtergrondconcentraties van fosfor en voegen het toe aan de oceaanbodem. Een duurzamer gebruik van fosfor vereist een grotere waardering en begrip van de vele organismen die de bodem vormen - en de rol die ze spelen in de fosfordistributie - of we zijn misschien niet langer in staat om de wereld te voeden tegen een betaalbare prijs.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.