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Peak Phosphor us oder Phosphorfördermaximum engl peak phosphorus von englisch peak Berggipfel und phosphorus Phosphor be

Peak Phosphor

Peak Phosphor, Peak Phosphorus oder Phosphorfördermaximum (engl. peak phosphorus, von englisch 'peak' (Berggipfel) und 'phosphorus' (Phosphor)), bezeichnet den Zeitpunkt, bei welchem die maximale globale Phosphatproduktion erreicht wird. Phosphor ist eine knappe, endliche und für die Herstellung von Düngemitteln unabdingbare Ressource auf der Erde und größere Mengen können nur aus dem Gestein Phosphorit gewonnen werden. Einigen Forschern zufolge werden die weltweiten Phosphorreserven in 50–100 Jahren ausgebeutet und der Peak Phosphor um 2030 erreicht sein. Eine für die Ernährung der Weltbevölkerung ausreichende Produktion von Düngemitteln wäre nach dem Versiegen der Phosphorreserven dann somit nicht mehr möglich. Im starken Kontrast dazu schätzte das der Düngemittelindustrie nahestehende International Fertilizer Development Center im Jahr 2010, dass die Phosphoritreserven mehrere hundert Jahre reichen werden. Geringe Mengen verwertbarer Phosphate biologischen Ursprungs sind die Ablagerungen von Guano in der Nähe von Vogel- oder Fledermausbrutplätzen. Die phosphathaltigen Ausscheidungen anderer Säugetiere sind schwierig zu nutzen, es werden aber bereits Versuche zur effektiven direkten Anwendung tierischer Ausscheidungen und zur Phosphatgewinnung aus menschlichem Urin unternommen.

Weltweiter Phosphatabbau seit 1900

Verwendung von Phosphor Bearbeiten

Die Nutzung der Phosphorreserven ist eng mit der Lebensmittelproduktion aus Pflanzen verbunden. Phosphor ist ein unverzichtbarer Pflanzennährstoff. Düngung mit Fäkalien, die relativ viel Phosphat enthalten, ist weniger effektiv als Kunstdünger und setzt eine Viehwirtschaft voraus. Eine Rückkehr zur Düngung mit menschlichen Exkrementen erhöht die Gefahr von Parasiteninfektionen in der Bevölkerung. Es gibt keine Alternativen oder synthetische Erzeugnisse, welche Phosphor im Kunstdünger ersetzen könnten.

Historische Verknappung der Guano-Reserven Bearbeiten

Im Jahr 1609 schrieb Inca Garcilaso de la Vega das Buch Comentarios Reales, in welchem er viele agrikulturelle Praktiken der Inkas und die Benutzung von Guano als Dünger vor der Ankunft der Spanier beschrieb. Wie Garcilaso beschrieb, benutzten die küstennahen Inkas Guano als Dünger. Nachdem er es vor der Küste von Inseln vor Südamerika entdeckt hatte, führte Alexander von Humboldt im frühen 19. Jahrhundert Guano als eine Quelle für landwirtschaftlichen Dünger nach Europa ein. Es wurde berichtet, dass der Guano vor seiner Entdeckung auf manchen Inseln mehr als 30 Meter dick war. Der Guano wurde von den Moche als eine Düngerquelle in Minen abgebaut und per Boot nach Peru gebracht. Ein internationaler Handel startete erst nach 1840. Mit dem Beginn des 20. Jahrhunderts wurde Guano nahezu vollständig ausgebeutet und schließlich als Dünger von aus Phosphatgestein gewonnenem Calciumdihydrogenphosphat ersetzt.

Geschätzte Phosphoritreserven Bearbeiten

Die genaue Bestimmung des Peak Phosphorus ist abhängig von der genauen Kenntnis über die gesamten Phosphoritreserven und der zukünftigen Nachfrage. Obwohl viele Schätzungen über das Auftreten des Peak Phosphorus gemacht wurden, sind viele von ihnen durch die ungenaue Kenntnis über die Mengen der weltweiten Phosphoritreserven getrübt. Dies wird vor allem durch das Misstrauen den Berichten der Phosphatminen gegenüber hervorgerufen, demnach diese Werte aufbliesen, um ihre wirtschaftlichen Interessen zu schützen. Im Jahr 2012 schätzte die United States Geological Survey (USGS), dass die weltweiten Phosphoritreserven 71 Milliarden Tonnen und die geförderten Mengen 0,19 Milliarden Tonnen betragen. Diese Schätzungen, obwohl sie mit erheblichen Unsicherheiten belastet sind und nicht unabhängig geprüft wurden, haben Besorgnis erregt.

Die Reserven beziehen sich auf den mithilfe des aktuellen Marktpreises berechneten Betrag. Phosphor hat einen Massenanteil von 0,1 % des durchschnittlichen Gesteins, während die typische Konzentration in Pflanzen zwischen 0,03 % und 0,2 % liegt, womit sich mehrere Billiarden Tonnen in der 3·1019 Tonnen schweren Erdkruste befinden. Es ist jedoch zumeist nicht wirtschaftlich, die Ablagerungen mit den niedrigeren Konzentrationen abzubauen. Andererseits ändert sich die relative Wirtschaftlichkeit sowohl mit der Schwankung im Marktpreis für Phosphate als auch mit der Entwicklung neuer bzw. kosteneffizienterer Förder- und Aufbereitungsmethoden für phosphathaltiges Gestein.

Einer Quelle zufolge wird es ohne neue Vorkommen von hochwertigem Phosphorit in den nächsten 50–100 Jahren massive Probleme in der Landwirtschaft geben. Der Global Phosphorus Research Initiative (GPRI) zufolge werden die Reserven 75 bis 200 Jahre reichen. Daher ist das Entwickeln von Formen der Landwirtschaft, in denen die Erhaltung von Nährstoffen eine wichtige Rolle spielt, bereits ein essentieller Teil der Forschung.

Der GPRI zufolge verschwinden 8 bis 15 Millionen Tonnen Phosphor jedes Jahr durch Auswaschung ins Meer.

Einsparung und Wiederverwertung Bearbeiten

Tierprodukte benötigen viel Phosphor. Die Grafik zeigt einen Vergleich des Phosphor-Bedarfs für verschiedene Ernährungsformen, welche den Konsum von Tierprodukten reduzieren. DGE (Deutsche Gesellschaft für Ernährung), UGB (Unabhängige Gesundheitsberatung), vegetarisch und vegan.

Die Herstellung von Tierprodukten benötigt viel Phosphor. Ernährungsformen, welche den Konsum von Tierprodukten reduzieren und stärker pflanzlich ausgerichtet sind, sparen Phosphor ein. Auch die Vermeidung von Lebensmittelverschwendung ("food waste") trägt dazu bei, Phosphor einzusparen.

Beim Anbau entziehen Nutzpflanzen dem Boden Phosphor. Eine große Menge Phosphor wird in Form von Nahrungsmitteln um die Welt transportiert. Der Phosphatgehalt im Essen wird in den Kot überführt und letztendlich in die Meere gespült.

Im Bemühen, das Auftreten des Peak Phosphorus zu verschieben, werden viele Möglichkeiten erprobt, den Phosphor zu recyceln und den Verbrauch zu senken. Das Senken der Erosion auf dem Feld kann die Frequenz verlangsamen, in dem Bauern wieder Phosphor ausbringen müssen. Landwirtschaftliche Methoden wie Direktsaat, Terrassen und die Benutzung von Windschutzhecken helfen dabei, die Auswaschung des Phosphors zu reduzieren. Auch eine Umstellung von Ernährungsgewohnheiten könnte den Phosphorverbrauch deutlich reduzieren. Dies betrifft insbesondere eine weitgehende Umstellung auf eine vegetarische Lebensweise, da in der Lieferkette von Fleisch etwa 16 mal so viel Phosphor anfällt wie in der Lieferkette pflanzlicher Produkte. Diese Strategien sind jedoch noch immer auf das periodische Beimengen von Phosphor mit der Erde angewiesen.

Die älteste Methode des Phosphor-Recyclings ist das Verwenden menschlicher und tierischer Ausscheidungen. Dabei wird der Phosphor über das Essen aufgenommen und durch die Exkremente ausgeschieden, welche anschließend gesammelt und wieder auf die Felder ausgebracht werden. Obwohl diese Methode von den Zivilisationen über Jahrhunderte verwendet wurde, ist das aktuelle System der Verwertung von Exkrementen logistisch nicht in größeren Skalen auf Felder anwendbar. Außerdem besteht bei der direkten Verwendung menschlicher Ausscheidungen die Gefahr der Weiterverbreitung von Parasiten. Zurzeit kann die Verwendung von Ausscheidungen die Nachfrage der Agrarwirtschaft nach Phosphor nicht decken. Dennoch ist dies die effizienteste Methode, um benutzten Phosphor zu recyclen und ihn der Erde zurückzuführen. In Deutschland gilt seit 2017 eine neue Klärschlammverordnung, die unter anderem eine Phosphor-Recyclingpflicht für die meisten Kläranlagen vorsieht.

Integrierte Agrarsysteme, welche tierische Quellen für die Düngung der Feldfrüchten verwenden, existieren in kleineren Maßstäben. Eine Anwendung dieser auf größere Maßstäbe ist eine Alternative, um Nährstoffe bereitzustellen, obwohl dies weitläufige Veränderungen in der modernen Düngemittelindustrie bedeuten würde. Andere und weniger effiziente Methoden wurden auch bereits getestet. Durch die Behandlung von phosphorreichen Materialien wie Klärschlämmen und Gülle kann Struvit als phosphat- und stickstoffhaltiges Düngemittel erzeugt werden. Einige Firmen, im Bereich der Klärschlammbehandlung zum Beispiel NuReSys, verwenden diese Technik bereits, um Phosphat zurückzugewinnen.

Die Soil Association, ein britischer Biolandbau Zertifizierungs- und Lobbyverband, regte in dem 2010 veröffentlichten Report „A rock and a Hard Place“ zum vermehrten Recycling von Phosphor an. Eine mögliche Lösung ist das Recycling von menschlichen und tierischen Ausscheidungen in größeren Maßstäben.

Siehe auch Bearbeiten

Literatur Bearbeiten

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Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

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wikipedia, wiki, deutsches, deutschland, buch, bücher, bibliothek artikel lesen, herunterladen kostenlos kostenloser herunterladen, MP3, Video, MP4, 3GP, JPG, JPEG, GIF, PNG, Bild, Musik, Lied, Film, Buch, Spiel, Spiele
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Peak Phosphor Peak Phosphorus oder Phosphorfordermaximum engl peak phosphorus von englisch peak Berggipfel und phosphorus Phosphor bezeichnet den Zeitpunkt bei welchem die maximale globale Phosphatproduktion erreicht wird Phosphor ist eine knappe endliche und fur die Herstellung von Dungemitteln unabdingbare Ressource auf der Erde und grossere Mengen konnen nur aus dem Gestein Phosphorit gewonnen werden 1 Einigen Forschern zufolge werden die weltweiten Phosphorreserven in 50 100 Jahren ausgebeutet und der Peak Phosphor um 2030 erreicht sein 2 3 Eine fur die Ernahrung der Weltbevolkerung ausreichende Produktion von Dungemitteln ware nach dem Versiegen der Phosphorreserven dann somit nicht mehr moglich Im starken Kontrast dazu schatzte das der Dungemittelindustrie nahestehende International Fertilizer Development Center im Jahr 2010 dass die Phosphoritreserven mehrere hundert Jahre reichen werden 4 Geringe Mengen verwertbarer Phosphate biologischen Ursprungs sind die Ablagerungen von Guano in der Nahe von Vogel oder Fledermausbrutplatzen Die phosphathaltigen Ausscheidungen anderer Saugetiere sind schwierig zu nutzen es werden aber bereits Versuche zur effektiven direkten Anwendung tierischer Ausscheidungen und zur Phosphatgewinnung aus menschlichem Urin unternommen Weltweiter Phosphatabbau seit 1900 Inhaltsverzeichnis 1 Verwendung von Phosphor 2 Historische Verknappung der Guano Reserven 3 Geschatzte Phosphoritreserven 4 Einsparung und Wiederverwertung 5 Siehe auch 6 Literatur 7 Weblinks 8 EinzelnachweiseVerwendung von Phosphor BearbeitenDie Nutzung der Phosphorreserven ist eng mit der Lebensmittelproduktion aus Pflanzen verbunden Phosphor ist ein unverzichtbarer Pflanzennahrstoff Dungung mit Fakalien die relativ viel Phosphat enthalten ist weniger effektiv als Kunstdunger und setzt eine Viehwirtschaft voraus Eine Ruckkehr zur Dungung mit menschlichen Exkrementen erhoht die Gefahr von Parasiteninfektionen in der Bevolkerung Es gibt keine Alternativen oder synthetische Erzeugnisse welche Phosphor im Kunstdunger ersetzen konnten Historische Verknappung der Guano Reserven BearbeitenIm Jahr 1609 schrieb Inca Garcilaso de la Vega das Buch Comentarios Reales in welchem er viele agrikulturelle Praktiken der Inkas und die Benutzung von Guano als Dunger vor der Ankunft der Spanier beschrieb Wie Garcilaso beschrieb benutzten die kustennahen Inkas Guano als Dunger 5 Nachdem er es vor der Kuste von Inseln vor Sudamerika entdeckt hatte fuhrte Alexander von Humboldt im fruhen 19 Jahrhundert Guano als eine Quelle fur landwirtschaftlichen Dunger nach Europa ein Es wurde berichtet dass der Guano vor seiner Entdeckung auf manchen Inseln mehr als 30 Meter dick war 6 Der Guano wurde von den Moche als eine Dungerquelle in Minen abgebaut und per Boot nach Peru gebracht Ein internationaler Handel startete erst nach 1840 6 Mit dem Beginn des 20 Jahrhunderts wurde Guano nahezu vollstandig ausgebeutet und schliesslich als Dunger von aus Phosphatgestein gewonnenem Calciumdihydrogenphosphat ersetzt Geschatzte Phosphoritreserven BearbeitenDie genaue Bestimmung des Peak Phosphorus ist abhangig von der genauen Kenntnis uber die gesamten Phosphoritreserven und der zukunftigen Nachfrage Obwohl viele Schatzungen uber das Auftreten des Peak Phosphorus gemacht wurden sind viele von ihnen durch die ungenaue Kenntnis uber die Mengen der weltweiten Phosphoritreserven getrubt Dies wird vor allem durch das Misstrauen den Berichten der Phosphatminen gegenuber hervorgerufen demnach diese Werte aufbliesen um ihre wirtschaftlichen Interessen zu schutzen Im Jahr 2012 schatzte die United States Geological Survey USGS dass die weltweiten Phosphoritreserven 71 Milliarden Tonnen und die geforderten Mengen 0 19 Milliarden Tonnen betragen 7 Diese Schatzungen obwohl sie mit erheblichen Unsicherheiten belastet sind und nicht unabhangig gepruft wurden haben Besorgnis erregt 8 Die Reserven beziehen sich auf den mithilfe des aktuellen Marktpreises berechneten Betrag Phosphor hat einen Massenanteil von 0 1 des durchschnittlichen Gesteins 9 wahrend die typische Konzentration in Pflanzen zwischen 0 03 und 0 2 liegt 10 womit sich mehrere Billiarden Tonnen in der 3 1019 Tonnen schweren Erdkruste befinden 11 Es ist jedoch zumeist nicht wirtschaftlich die Ablagerungen mit den niedrigeren Konzentrationen abzubauen Andererseits andert sich die relative Wirtschaftlichkeit sowohl mit der Schwankung im Marktpreis fur Phosphate als auch mit der Entwicklung neuer bzw kosteneffizienterer Forder und Aufbereitungsmethoden fur phosphathaltiges Gestein Einer Quelle zufolge wird es ohne neue Vorkommen von hochwertigem Phosphorit in den nachsten 50 100 Jahren massive Probleme in der Landwirtschaft geben Der Global Phosphorus Research Initiative GPRI zufolge werden die Reserven 75 bis 200 Jahre reichen 12 Daher ist das Entwickeln von Formen der Landwirtschaft in denen die Erhaltung von Nahrstoffen eine wichtige Rolle spielt bereits ein essentieller Teil der Forschung Der GPRI zufolge verschwinden 8 bis 15 Millionen Tonnen Phosphor jedes Jahr durch Auswaschung ins Meer 12 Einsparung und Wiederverwertung Bearbeiten nbsp Tierprodukte benotigen viel Phosphor Die Grafik zeigt einen Vergleich des Phosphor Bedarfs fur verschiedene Ernahrungsformen welche den Konsum von Tierprodukten reduzieren DGE Deutsche Gesellschaft fur Ernahrung UGB Unabhangige Gesundheitsberatung vegetarisch und vegan 13 Die Herstellung von Tierprodukten benotigt viel Phosphor Ernahrungsformen welche den Konsum von Tierprodukten reduzieren und starker pflanzlich ausgerichtet sind sparen Phosphor ein 13 Auch die Vermeidung von Lebensmittelverschwendung food waste tragt dazu bei Phosphor einzusparen 14 Beim Anbau entziehen Nutzpflanzen dem Boden Phosphor Eine grosse Menge Phosphor wird in Form von Nahrungsmitteln um die Welt transportiert Der Phosphatgehalt im Essen wird in den Kot uberfuhrt und letztendlich in die Meere gespult Im Bemuhen das Auftreten des Peak Phosphorus zu verschieben werden viele Moglichkeiten erprobt den Phosphor zu recyceln und den Verbrauch zu senken Das Senken der Erosion auf dem Feld kann die Frequenz verlangsamen in dem Bauern wieder Phosphor ausbringen mussen Landwirtschaftliche Methoden wie Direktsaat Terrassen und die Benutzung von Windschutzhecken helfen dabei die Auswaschung des Phosphors zu reduzieren Auch eine Umstellung von Ernahrungsgewohnheiten konnte den Phosphorverbrauch deutlich reduzieren Dies betrifft insbesondere eine weitgehende Umstellung auf eine vegetarische Lebensweise da in der Lieferkette von Fleisch etwa 16 mal so viel Phosphor anfallt wie in der Lieferkette pflanzlicher Produkte Diese Strategien sind jedoch noch immer auf das periodische Beimengen von Phosphor mit der Erde angewiesen Die alteste Methode des Phosphor Recyclings ist das Verwenden menschlicher und tierischer Ausscheidungen Dabei wird der Phosphor uber das Essen aufgenommen und durch die Exkremente ausgeschieden welche anschliessend gesammelt und wieder auf die Felder ausgebracht werden Obwohl diese Methode von den Zivilisationen uber Jahrhunderte verwendet wurde ist das aktuelle System der Verwertung von Exkrementen logistisch nicht in grosseren Skalen auf Felder anwendbar Ausserdem besteht bei der direkten Verwendung menschlicher Ausscheidungen die Gefahr der Weiterverbreitung von Parasiten Zurzeit kann die Verwendung von Ausscheidungen die Nachfrage der Agrarwirtschaft nach Phosphor nicht decken Dennoch ist dies die effizienteste Methode um benutzten Phosphor zu recyclen und ihn der Erde zuruckzufuhren In Deutschland gilt seit 2017 eine neue Klarschlammverordnung die unter anderem eine Phosphor Recyclingpflicht fur die meisten Klaranlagen vorsieht 15 Integrierte Agrarsysteme welche tierische Quellen fur die Dungung der Feldfruchten verwenden existieren in kleineren Massstaben Eine Anwendung dieser auf grossere Massstabe ist eine Alternative um Nahrstoffe bereitzustellen obwohl dies weitlaufige Veranderungen in der modernen Dungemittelindustrie bedeuten wurde Andere und weniger effiziente Methoden wurden auch bereits getestet Durch die Behandlung von phosphorreichen Materialien wie Klarschlammen und Gulle kann Struvit als phosphat und stickstoffhaltiges Dungemittel erzeugt werden 16 Einige Firmen im Bereich der Klarschlammbehandlung zum Beispiel NuReSys verwenden diese Technik bereits um Phosphat zuruckzugewinnen Die Soil Association ein britischer Biolandbau Zertifizierungs und Lobbyverband regte in dem 2010 veroffentlichten Report A rock and a Hard Place zum vermehrten Recycling von Phosphor an 17 Eine mogliche Losung ist das Recycling von menschlichen und tierischen Ausscheidungen in grosseren Massstaben 18 Siehe auch BearbeitenAnthropozanLiteratur BearbeitenTimothy M Beardsley Peak Phosphorus In BioScience Band 61 Nr 2 Februar 2011 S 91 doi 10 1525 bio 2011 61 2 1 englisch Eliot Blackwelder The Geologic Role of Phosphorus In Proceedings of the National Academy of Sciences Band 2 Nr 8 1916 S 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Jegatheesan J Johnson An economic evaluation of phosphorus recovery as struvite from digester supernatant In Bioresource Technology Band 97 Nr 17 November 2006 S 2211 2216 doi 10 1016 j biortech 2005 11 005 englisch Ingrid Steen Phosphorus availability in the 21st Century Management of a non renewable resource In Phosphorus amp Potassium Band 217 1998 S 25 31 englisch nhm ac uk Will Steffen Jacques Grinevald Paul Crutzen John McNeill The Anthropocene conceptual and historical perspectives In Philosophical Transactions of the Royal Society A Band 369 Nr 1938 Marz 2011 S 842 867 doi 10 1098 rsta 2010 0327 englisch David A Vaccari Phosphorus Famine The Threat to Our Food Supply In Scientific American 3 Juni 2009 englisch scientificamerican com David A Vaccari Nikolay Strigul Extrapolating phosphorus production to estimate resource reserves In Chemosphere 7 Oktober 2010 doi 10 1016 j chemosphere 2011 01 052 englisch Carroll P Vance Symbiotic Nitrogen Fixation and Phosphorus Acquisition 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