Als je echt wilde rotzooien met de wereldvoedselproductie, een goede plek om te beginnen zou in Marokko zijn. Ze groeien hier niet veel, maar het is de thuisbasis van mijnen die de meeste van 's werelds bekende reserves aan fosfaaterts bevatten, de belangrijkste bron van de voedingsstof fosfor. De meesten van ons over de hele wereld, meeste dagen, zal wat voedsel eten dat is verbouwd op velden die zijn bemest met fosfaaterts uit deze mijnen.

Fosfor is een essentieel mineraal om voedsel te verbouwen, maar onderzoek suggereert dat dit onhoudbaar wordt gedolven. Als de reserves opraken, voedselproductie zal worden beperkt en hongersnood volledig mogelijk.

Nutsvoorzieningen, David Vaccari, een milieu-ingenieur aan het Stevens Institute of Technology, en collega's hebben een model ontwikkeld om te beschrijven hoe fosfor door het wereldwijde voedselsysteem stroomt. Het model, gerapporteerd in het nummer van 4 september van Milieuwetenschap en -technologie , kan voorspellen hoe verschillende benaderingen van natuurbehoud de vraag naar een niet-hernieuwbare hulpbron die absoluut essentieel is voor het voeden van de wereld, kunnen verminderen.

"Fosfaat is verspreid over de planeet, maar nauwelijks gerecycled, " zei Vaccari, een pionier in fosfaatonderzoek die het werk leidde. "Het model stelt ons in staat om specifieke 'wat als'-vragen te beantwoorden om te zien hoe bepaalde veranderingen in menselijk gedrag het behoud van deze hulpbron aanzienlijk kunnen verbeteren en bij uitbreiding, helpen de voedselproductie van de wereld in stand te houden."

Vroeger, de fosforkringloop was praktisch gesloten:gewassen werden gegeten door mens en vee, terwijl hun uitwerpselen werden gebruikt als natuurlijke meststof om weer gewassen te verbouwen. Tegenwoordig, de cirkel is doorbroken. Elk jaar worden fosfaatgesteenten gewonnen en omgezet in kunstmest. Dit wordt omgezet in gewassen die voor voedsel naar de steden worden getransporteerd. Bij elke stap gaat er wat fosfor verloren en komt in het milieu terecht. Afvloeiing van boerderijen gaat naar waterwegen, voedselafval gaat naar stortplaatsen, en het menselijk afval gaat naar de riolering, waarvan de meeste uiteindelijk in zee terechtkomen. Een cyclus is een lineair proces geworden.

Vaccari en collega's modelleren deze cyclus, met "knoppen" die omhoog of omlaag kunnen worden gedraaid om verschillende conserveringsscenario's te creëren. Wanneer er aan een knop wordt gedraaid, b.v. fractie dierlijk vlees in voeding, deel van het voedsel dat wordt verspild, fractie van menselijk afval gerecycled - het model, welke factoren in lekken en verliezen uit het voedselsysteem, keert terug om te berekenen in welke mate de fosfaatwinning kan worden teruggedrongen.

Het model laat een aantal interessante resultaten zien:

• Collectieve dieetveranderingen kunnen de vraag naar fosfaatwinning aanzienlijk verminderen. Omdat verschillende dieren een verschillende voetafdruk hebben bij fosfaatwinning, deze veranderingen kunnen het verminderen van de totale vleesconsumptie omvatten of het overschakelen op vlees dat minder voer nodig heeft om te produceren; bijvoorbeeld, er is 32 pond voer nodig om eetbaar rundvlees te produceren; 11 pond om eetbaar varkensvlees te produceren; en vier om eetbare kip te produceren en ongeveer een of twee voor melk en eieren. Hoe minder kilo voer er nodig is, hoe minder vraag naar fosfaatwinning.
• Veranderingen in het dieet zouden de vraag naar mijnbouwfosfor slechts tot op zekere hoogte verminderen; dan, verrassend genoeg, vraag zou toenemen. Dat komt omdat het eten van minder vlees noodzakelijkerwijs zou leiden tot het eten van meer gewassen en in het begin, gewassen zouden fosfor uit niet-mijnbouwbronnen kunnen gebruiken, zoals natuurlijke minerale erosie in de bodem. Echter, natuurlijke minerale erosie zou niet genoeg zijn om de toegenomen vraag naar gewassen te ondersteunen, dus zouden er opnieuw fosfaatmijnen moeten worden aangeboord.
• Berekeningen tonen aan dat het verminderen van de hoeveelheid voedsel die we verspillen ongeveer 80 keer effectiever is in het besparen van fosfor dan het recyclen van datzelfde afval.
• Zelfs als 100 procent van de fosfor in ons menselijk afval werd gerecycled, de winning van fosfor zou slechts met ongeveer 16 procent worden verminderd; 100 procent van het voedselafval recyclen zou de mijnbouw met 5 procent verminderen. Recycling heeft zo'n laag effect op het behoud, omdat gerecycleerde fosfor onderhevig is aan veel van dezelfde verliezen in het voedselsysteem als kunstmest. Dus, hoewel recycling nog steeds een deel van de oplossing is, het is veel beter om de hoeveelheid afval die we produceren in de eerste plaats te verminderen.
• Als de wereld volledig afhankelijk zou zijn van fosfor, behalve van mijnbouw, het zou slechts in staat zijn om ongeveer een derde van de huidige wereldbevolking te ondersteunen, gebruik makend van de huidige gebruiksniveaus en recyclingefficiëntie.
• Echter, als we onze efficiëntie aanzienlijk zouden verhogen, het zou mogelijk zijn om ongeveer twee keer de huidige wereldbevolking te onderhouden.

De wereld, echter, zal niet zonder fosfor komen te zitten. Tegen de huidige gebruikstarieven, bekende fosforreserves zouden de landbouwproductie eeuwenlang kunnen ondersteunen, volgens Vaccari. Maar in tegenstelling tot stikstof, die 78 procent van de atmosfeer uitmaakt (en een hoofdbestanddeel van kunstmest), fosfaat is een eindige hulpbron - en "nieuwe bronnen van fosfor zullen moeilijk te vinden zijn, ' zei Vaccari.

Het terugdringen van de fosfaatwinning heeft nog andere voordelen. Wanneer fosfor "lekt" uit de landbouw, voedselproductie en afvalverwerkingssystemen, het draagt ​​bij aan ernstige waterverontreinigingsproblemen zoals schadelijke algenbloei in meren en in de kustzone. Afgezien van de lang bekende volksgezondheidsproblemen en de economische impact van algenbloei in vissersgemeenschappen, een dodelijke variëteit aan algen heeft onlangs geleid tot verschillende hondensterfgevallen in de zuidelijke Verenigde Staten.

"Fosfor is essentieel voor het leven, "Zei Vaccari. "Dus het plan is om het lang in stand te houden door fosfaat duurzaam en verantwoord te ontginnen - en dit model helpt ons te kijken naar optimale manieren om dat te doen."