Boeren vertrouwen op fosformeststoffen om de grond te verrijken en voor overvloedige oogsten te zorgen, maar 's werelds winbare reserves van fosfaatgesteenten, waaruit dergelijke meststoffen worden geproduceerd, zijn eindig en ongelijk verdeeld. Stevens Institute of Technology leidt een internationale inspanning om de wereldwijde stroom van fosfor in kaart te brengen, waarvan een groot deel door gewassen zal worden opgenomen, vervolgens gegeten en uitgescheiden als afval door dieren en mensen - en een vliegende start voor pogingen om de essentiële voedingsstof terug te winnen en te recyclen.

In het aprilnummer 2019 van De toekomst van de aarde , David Vaccari, directeur van de afdeling civiele, milieu- en oceaantechniek, en zijn team brengen dat proces voor het eerst wereldwijd in kaart, en identificeer regionale "hot spots" waar er zowel een aanzienlijke vraag naar meststoffen is, en een aanzienlijk potentieel voor het terugwinnen van fosfor uit dierlijk en menselijk afval.

"Ideaal, de 45 miljoen ton fosformeststoffen per jaar volledig zouden worden hergebruikt, en we zouden hun maximale potentieel oogsten om de voedselproductie te ondersteunen, "zei Vaccari. "Dit werk is een stap om te begrijpen hoe je op dat punt kunt komen."

Het Vaccari-team, waaronder onderzoekers uit China, Australië, Canada, Zweden, en Nederland, gecombineerde recent ontwikkelde datasets om de wereldwijde gewasproductie in kaart te brengen naast de bevolkingsniveaus van mensen en vee. Vervolgens verdeelden ze de planeet in een raster van 10 kilometer brede blokken, waardoor gedetailleerde lokale inzichten mogelijk zijn met een ongekend overzicht van wereldwijde fosforstromen die een brug slaan tussen het mondiale en het lokale, uitvoerbaar niveau. "In een veld waar een gebrek aan goed geïntegreerde gegevens zowel lokale als regionale planning vaak heeft belemmerd, deze wereldkaart is een belangrijke doorbraak, ' zei Vaccari.

Het team laat zien dat er aanzienlijke onbenutte mogelijkheden zijn voor het recyclen van fosfor. Ongeveer 72 procent van de akkers met een aanzienlijke mestproductie in de buurt, en 68 procent van de akkerlanden met aanzienlijke menselijke populaties in de buurt, zijn in regio's die sterk afhankelijk zijn van geïmporteerde fosfor, waaronder grote delen van grote opkomende economieën zoals India en Brazilië. De studie identificeert ook aanzienlijke overschotten aan fosforrijk afval in een groot deel van Azië, Europa, en de Verenigde Staten, wat suggereert dat zowel opkomende als ontwikkelde economieën zouden kunnen profiteren van meer recycling.

"Als we de recycling van fosfor serieus willen nemen, dit zijn de plaatsen waar we het meeste waar voor ons geld krijgen, ' zei Vaccari.

De resultaten tonen ook aan dat er minstens vijf keer zoveel fosfor in dierlijke mest zit als menselijk afval, wat suggereert dat veeteeltactiviteiten een overvloedig doelwit zijn voor recyclinginspanningen. Bijna de helft van 's werelds landbouwgronden - ongeveer 12 procent van de landmassa van de planeet - is samengebracht met mestrijke veehouderijen, wat suggereert dat mest in veel regio's rechtstreeks op velden kan worden toegepast, of verwerkt met behulp van biovergisters om fosfor te extraheren voor efficiënt en economisch transport naar boerderijen.

Eerste auteur Steve Powers, een onderzoeker aan de Washington State University die de studie bedacht, probeert nu uit te zoeken hoeveel fosfor precies kan worden teruggewonnen uit dierlijk en menselijk afval, en andere mogelijkheden voor een efficiënter gebruik van fosfor te identificeren. "Als we meer van dit lokaal beschikbare afvalfosfaat kunnen hergebruiken in de landbouw, we kunnen het misschien weghouden van lekpunten en tegelijkertijd onze afhankelijkheid van toekomstige invoer van kunstmest en mijnbouw verminderen, ’ zei Powers.