**是世界第二大磷矿生产国磷矿耗竭会有危机吗

M D 2024-05-25 13:57:54

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开采磷矿来制造肥料，等于以地质循环补充速度的三倍来消耗这种矿物。在数十年内，美国会消耗掉所有本土可开采的磷矿资源，而其它磷矿丰富的**并不多，这些矿藏也可能在一世纪内开采完毕。水里的磷含量太高会造成藻华，消耗鱼类所需要的氧气，形成“死区”。降低土壤侵蚀，并回收农地废弃物、人类排泄物里的磷，才可使粮食生产永续发展，并防止藻华。生命的化学也许很复杂，但是让植物生长茂盛的条件却可以精简成三个数字：19-12-5，这是氮、磷、钾的比例，清楚印在每包肥料的包装袋上。这三种养份提高了农作物的产量，20世纪的世界人口因此成长了六倍以上，但它们的来源是什么？我们可从空气中得到氮，却必须从土地开采磷和钾。全世界的钾存量足以再使用几个世纪，但磷就完全不同了，全球易于开采的磷矿，在本世纪结束前会慢慢枯竭，届时人口数量可能也将达到高峰，有些人甚至认为，地球根本无法永续负担这么多的人口。况且，问题发生的速度可能更快。正如2008年的油价波动一样，市场在资源尚未耗尽前就会吃紧，更令人担忧的是，磷矿资源的分布比原油还不平均。美国是全世界第二大磷矿生产国(仅次于**)，约占全球总产量的19%，其中有65%全采自弗罗里达州坦帕市附近的矿坑，这里的矿藏只够再开采数十年。目前，全球的磷矿有将近40%蕴藏在摩洛哥，它的地位就像产原油的沙特**伯一样重要。虽然摩洛哥的**稳定，跟美国的关系也很好，但从地缘战略的角度来看，矿藏分布不均仍是颗**。此外，肥料也给环境带来负担。现代的农业耕作方式让土壤里的磷元素消耗速度增为自然速率的三倍，过量的径流排入水道以后，滋养水中的藻类而造成难以控制的藻华(algae bloom)，水中生态系因此恶化。磷向来不像碳、氮等其它元素一样受到注意，但它确实是当代重要的永续议题之一。像一艘宇宙飞船我们的星球也像一艘宇宙飞船，地球上的每一种元素都有固定的含量。在自然循环中，风化作用将岩石里的磷释放出来，进入土壤，被植物吸收后，再进入食物链，并在万物之间循环。这些磷的化学型态通常是磷酸根离子(po43-)，是生命不可或缺的成份。磷是构成dna和细胞膜的骨干，更是三磷酸腺(atp)分子的重要组成，atp是细胞储存能量的主要方式。人体平均含有650克以上的磷，大部份都存在骨骼里。磷在陆地生态的自然循环中会不断重复使用，平均可达46次，之后经过风化、径流作用进入海洋，在海洋生物体内循环约800次，再进入沉积物，数千万年之后，地壳抬升，磷又回到陆地上。我们在收成农作物时，就是移除了陆地上的磷，打断磷的自然循环。农业**之前，我们使用人类和动物的排泄物来当作肥料，因此养份回到土壤里的速度，大约等于被移除的速度；然而，现代社会的粮食生产和消耗是分开的，养份回到土地里的比率减少了，我们只用它一次就冲入下水道。农业活动也加速土壤侵蚀，因为犁田和整地时会翻动土壤，让深层土壤暴露在空气里，使更多的磷被径流带走。防洪措施也会打断磷的自然循环，河川通常会把富含磷的冲积物带到下游，让生态系能够取用，但防洪措施干扰了这个过程，水坝拦住沉积物、堤防把泥沙留在河里，最后磷只能以冲刷的方式直接进入海洋。来自土壤侵蚀的磷、人类和动物排泄物里的磷，流入湖泊和海水之后，会造成藻类和蓝绿菌(就是俗称的蓝绿藻)大量繁殖，它们死后沉到水底，分解并消耗氧气，其它生物能用的氧气就不够了，因此形成“死区”，并让渔业耗竭。目前磷在全球的流通量每年大概有3700万吨，其中2200万吨是从采矿而来。地球有不少富含磷(具有经济开采价值)的矿物，可是大部份不容易取得。1987年，国际地质校正计划(igcp)估算，全球大概有1630亿吨的磷矿石，相当于可萃取出130亿吨的磷，看起来够我们用上1000年了。不过igcp把碳酸盐含量很高的矿物也计算进去了，目前并没有便宜的技术可从这种矿物萃取出磷，所以我们没办法利用它。而有些磷矿沉积物是无法取得的，它们不是位置太深，就是距离陆地太远，而且可能位在未开发地区、开采时会破坏环境，或是里面有镉、铬、砷、铅、**等污染物，不是有毒就是有放射性。成本合理、能够开采的磷矿，根据估计大概有150亿吨的储藏量，以目前的使用速度来看，还能用上90年。不过，各种因素都会增加磷的消耗量，包括世界人口增加、开发**家的人民想过更好的生活等，特别是肉品消耗，动物吃的食物比它们能生产的食物还多，会带给土地更大的压力。磷矿的地理分布很集中，美国、**、南非、摩洛哥这四个**，以及西撒哈拉地区，磷矿总储藏量占世界的83%，年产量则占2/3。美国大部份的矿藏都在弗罗里达州的波恩谷，来自大西洋1200万年前的化石沉积。根据美国地质调查所(usgs)的报告，全美国的磷矿储藏量大约有12亿吨，每年的开采量约为3000万吨，假设开采速度不变的话，大约可以维持40年。不过，美国本土目前开采的磷矿量，已经不够供应肥料制造业的需求了，导致必须进口磷矿石，而制成的肥料大部份又输出到其它**。**的磷矿质量很好，但并不输出，美国进口的磷矿大部份出产自摩洛哥。就像原油市场一样，美国跟全球大部份**需要的重要资源，都依赖某一个**的出口。有些地质学家怀疑磷的危机究竟存不存在，他们认为储藏量跟开采年限都会变动，因为当磷的价格增加，本来开采成本太高的沉积物，会重新被当作可开采的矿藏。资源短缺或价格上涨不只能促进资源保护，也可能改进开采技术。当资源只够使用数十年时，采矿公司才有进行探勘的诱因，而旧磷矿的耗竭也会促使更多的探勘行动，并拓展已知的储藏量。例如，地质学家谢尔登(r. p. sheldon)在20年前说，20世纪发现新矿藏的速度十分稳定，他也指出，我们对含有深层土壤的热带地区探勘还不够多，毕竟这些地方占了地球表面积的22%，而已知的磷矿只占2%。到目前为止，大部份的新磷矿都在摩洛哥(西撒哈拉地区)与美国的北卡罗来纳州这两个地方发现，但开发北卡州的矿藏会破坏环境，大部份都不能开采。总而言之，目前已知的磷矿分布实在太不平均了，无法消除我们对未来资源供给的疑虑，社会应该面对即将到来的磷矿耗竭危机，并积极采取行动来节省资源。 20210311

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