Kahdeksan syytä fosforivarojen käytön uudelleenarvioimiseksi globaalissa elintarvikejärjestelmässä

Fosfori on välttämätöntä kaikelle elolliselle, niin bakteereille, kasveille kuin eläimillekin. Ruoasta saamamme fosfori on peräisin viljelykasveille annetuista fosforilannoitteista. Nykyaikaiselle elintarviketuotannolle fosforilannoitteet ovat välttämättömiä ja satomääriä rajoittava tekijä. Fosfori on veden ja energiavarojen ohella kriittinen globaali luonnonvara. Noin 90 % maailmassa louhitusta raakafosfaatista käytetään elintarviketuotantoon ja loput teollisuuskäyttöön, kuten pesuaineisiin.

Suurin osa maailman maanviljelypinta-alasta on riippuvaista epäorgaanisista mineraaleista, esimerkiksi raakafosfaatista, saaduista lannoitteista. Raakafosfaatti on uusiutumaton luonnonvara.  Nykyisin tunnetut varannot tullaan todennäköisesti kuluttamaan loppuun 50 - 100 vuodessa.

Raakafosfaattivarannot ovat maantieteellisesti keskittyneet vain muutaman valtion hallintaan, mukaan lukien Kiina, Yhdysvallat ja Marokko, joka kontrolloi Länsi-Saharan varantoja. Yhdysvalloilla on noin 25 vuoden varanto jäljellä ja Kiina on asettanut 135 %:n vientitariffin raakafosfaatille varmistaakseen lannoiteomavaraisuutensa. Länsi-Eurooppa ja Intia ovat täysin riippuvaisia  tuonnista. YK on tuominnut Marokon valvoman Länsi-Saharan raakafosfaatin tuonnin ja useat pohjoismaiset yritykset ovat vastikään alkaneet boikotoida sitä.

Kuten öljyn ja muiden luonnonvarojen, taloudellisesti käytettävissä olevien fosforivarojen tuotantotaso tulee saavuttamaan huippunsa, minkä jälkeen seuraa tuotannon jyrkkä lasku ja siitä aiheutuva  kysynnän ja tarjonnan välisen eron kasvu. Tuotannonalan tietoihin perustuvien analyysien mukaan maailmanlaajuinen fosforintuotannon huippu saavutetaan vuoden 2040 paikkeilla. Öljy voidaan korvata muilla luonnonvaroilla, kuten tuulella, biomassalla ja lämpöenergialla, kun  öljyn tuotantohuippu saavutetaan. Fosfori on alkuaine eikä sitä voida valmistaa teollisesti tai korvata elintarviketuotannossa.

Fosforin kysyntä kasvaa koko maailmassa huolimatta kehittyneiden alueiden, kuten Länsi-Euroopan laskevasta trendistä. Syynä on kehitysmaiden kasvava ruoankysyntä sekä kokonaisuutena että henkeä kohden laskettuna. Tämä johtuu sekä väestönkasvusta että maailmanlaajuisesta suuntauksesta kohti enemmän lihaa ja maitotuotteita sisältäviä ruokavalioita, erityisesti kehittyvissä talouksissa, kuten Kiinassa ja Intiassa. Näiden tuottaminen vaatii merkittävästi enemmän fosforia. Nykyisellä käytännöllä tasapainoinen ruokavalio johtaa noin 22,5 raakafosfaattikilon kulutukseen vuodessa henkilöä kohti (tai 3,2 fosforikiloon vuodessa). Tämä on noin 50 kertaa enemmän kuin suositeltu fosforin päivittäinen saanti eli 1,2 grammaa päivässä henkeä kohti.

Vuosituhannen kehitystavoitteen saavuttaminen eli nälänhädän hävittäminen tarkoittaa, että meidän on muutettava tapaa, jolla fosforia käytetään globaalissa elintarviketuotannossa. Afrikan manner on toisaalta maailman suurin raakafosfaatin tuottaja (lähes 30 % maailman tuotannosta) ja toisaalta maanosa, jonka ruokaturva on heikoin.

Fossiilisten polttoaineiden niukkuuden aiheuttaessa kasvavaa huolta meillä ei ole varaa jatkaa energiaa kuluttavaa prosessia, jonka raakafosfaatin ja lannoitteiden kaivostoiminta, jalostus sekä kuljetus ympäri maailmaa aiheuttavat. Raakafosfaatti on yksi merkittävimmistä kaupankäynnin kohteena olevista hyödykkeistä maailmassa. Noin 30 % Yhdysvaltojen maatalouden energiankulutuksesta liittyy lannoitteiden tuotantoon ja käyttöön.

Raakafosfaatin laatu laskee kahdesta syystä: louhitun raakafosfaatin fosforipentoksidi (P2O5) -pitoisuus laskee ja raskasmetallien, kuten kadmiumin, pitoisuudet nousevat. Raakafosfaatin korkea kadmiumpitoisuus on haitallista maataloudessa ja sen poistaminen on kallista ja vaatii paljon energiaa. Joillakin alueilla, kuten Länsi-Euroopassa, on lannoitteille määritelty maksimipitoisuudet. Jokainen fosforihapon sisältämä fosforipentoksiditonni tuottaa 5 tonnia kipsiä, joka on raakafosfaattikaivosten myrkyllistä sivutuotetta. Radiumtasot ovat tyypillisesti liian korkeita uudelleenkäyttöä tai hävittämistä varten, minkä takia kipsi on varmuusvarastoitava.

Raakafosfaatin hinta on noussut 700 % vuoden 2007 helmikuusta. Kysynnän kasvun jatkuessa  raakafosfaatin kaivamisen kustannukset kasvavat, koska laatu heikkenee ja louhinnan, jalostuksen ja ympäristönhoidon kulut kasvavat. Biopolttoaineiden kysyntä kasvattaa raakafosfaatin kysyntää ja nostaa hintoja. Lisäksi lyhytjuuriset  energiakasvit lisäävät myös lannoitteiden valumia ja vesistöjen saastumista.

Ihmisulosteet ovat uusiutuvia ja helposti käytettävissä olevia fosforin lähteitä. Virtsa on steriiliä ja sisältää kasveille käyttökelpoisia ravinteita (fosfori, typpi, kalium) oikeassa suhteessa. Käsittely ja kierrätys  on hyvin yksinkertaista ja Maailman Terveysjärjestö WHO on julkaissut ohjeet jätevesien, ulosteiden ja harmaavesien turvallisesta käytöstä maataloudessa. Yli 50 % maailman väestöstä asuu kaupungeissa ja seuraavien 50 vuoden aikana 90 %:n uudesta väestöstä arvioidaan asuvan kaupunkislummeissa. Virtsa on suurin yksittäinen ihmisasutuksissa syntyvä fosforin lähde.

Ruotsissa ja Zimbabwessa tehtyjen tutkimusten mukaan yhden henkilön virtsan sisältämät ravinteet riittävät tuottamaan 50 - 100 % henkilön ravintotarpeista. Yhdistettynä muihin orgaanisiin lähteisiin, kuten lantaan ja ruoanjätteisiin, virtsan ja ulosteiden fosforiarvo voi korvata raakafosfaatin tarpeen. Vuonna 2000 koko maailman väestö tuotti 3 miljoonaa tonnia fosforia pelkästään virtsan ja ulosteiden muodossa. Toisin kuin raakafosfaatti, jota esiintyy vain muutamissa maissa, virtsaa ja ulosteita on saatavilla kaikissa ihmisyhteisöissä ja siten ne voivat edistää fosforiomavaraisuutta ja ruokaturvaa.

Materiaalivirtojen suhteen ihmisulosteet muodostavat helposti käytettävissä olevan fosforivaraston, ellei sitä menetetä vesistöihin, yleensä käsiteltyinä tai käsittelemättöminä jätevesinä jokiin ja meriin. Jos virtsa kierrätetään lannoitteeksi, vähemmän virtsan fosforia pääsee vesistöihin aiheuttamaan myrkyllisiä leväkukintoja. Fosforin paikallisten pistekuormitusten estäminen on usein tarpeen vesien saastumisen estämiseksi, mutta korkeiden fosforipitoisuuksien poistaminen jätevesienkäsittelylaitoksissa on kallista ja vaatii paljon energiaa. Virtsan talteenotto syntypaikalla (käymälässä) on energia- ja kustannustehokkaampaa ja näin vältetään kadmiumin kaltaiset raskasmetallit.

Ekologisten sanitaatiojärjestelmien kustannukset voitaisiin korvata niistä saatavan fosforin ja typen kaupallisella arvolla. Erityisesti Afrikassa, missä keinolannoitteet maksavat tyypillisesti 2 - 5 kertaa enemmän kuin Euroopassa. Yhteisön omistama ekologinen sanitaatiokäymälä Intiassa, Tamilnadussa maksaa nykyään käyttäjilleen ja tunnustaa siten virtsan ja ulosteiden lannoitearvon.

Lähde:
Cordell, Dana: Kahdeksan syytä fosforivarojen käytön uudelleenarvioimiseksi globaalissa elintarvikejärjestelmässä. 8 reasons why we need to rethink the management of phosphorus resources in the global food system. The Story of P Information Sheet 1, Global Phosphorus Research Initiative, Institute for Sustainable Futures, University of Technology, Sydney (UTS) Australia and Department of Water and Environmental Studies, Linköping University (LiU) SWEDEN, 2008.

Mikko Salmu

6.2.2012