晚安! (登入) 常見問題我的信箱PChome
免費測!你的英文行不行? 神準!我有創業命嗎? MOU簽了!台股該賣了嗎? 顏行書登陸,加盟上海男籃
磷礦耗竭的危機
科學人雜誌 │ 2009-07-01 撰文∕維卡利(David A. Vaccari) 翻譯∕林筱雯
 
 
我們的星球也像一艘太空船,地球上的每一種元素都有固定的含量。在自然循環中,風化作用將岩石裡的磷釋放出來,進入土壤,被植物吸收後,再進入食物鏈,並在萬物之間循環。這些磷的化學型態通常是磷酸根離子(PO43-),是生命不可或缺的成份。磷是構成DNA和細胞膜的骨幹,更是三磷酸腺(ATP)分子的重要組成,ATP是細胞儲存能量的主要方式。人體平均含有650公克以上的磷,大部份都存在骨骼裡。

磷在陸地生態的自然循環中會不斷重複使用,平均可達46次,之後經過風化、逕流作用進入海洋,在海洋生物體內循環約800次,再進入沉積物,數千萬年之後,地殼抬升,磷又回到陸地上。

我們在收成農作物時,就是移除了陸地上的磷,打斷磷的自然循環。農業革命之前,我們使用人類和動物的排泄物來當做肥料,因此養份回到土壤裡的速度,大約等於被移除的速度;然而,現代社會的糧食生產和消耗是分開的,養份回到土地裡的比率減少了,我們只用它一次就沖入下水道。

農業活動也加速土壤侵蝕,因為犁田和整地時會翻動土壤,讓深層土壤暴露在空氣裡,使更多的磷被逕流帶走。防洪措施也會打斷磷的自然循環,河川通常會把富含磷的沖積物帶到下游,讓生態系能夠取用,但防洪措施干擾了這個過程,水壩攔住沉積物、堤防把泥沙留在河裡,最後磷只能以沖刷的方式直接進入海洋。
來自土壤侵蝕的磷、人類和動物排泄物裡的磷,流入湖泊和海水之後,會造成藻類和藍綠菌(就是俗稱的藍綠藻)大量繁殖,它們死後沉到水底,分解並消耗氧氣,其他生物能用的氧氣就不夠了,因此形成「死區」,並讓漁業耗竭。

目前磷在全球的流通量每年大概有3700萬公噸,其中2200萬公噸是從採礦而來。地球有不少富含磷(具有經濟開採價值)的礦物,可是大部份不容易取得。1987年,國際地質校正計畫(IGCP)估算,全球大概有1630億公噸的磷礦石,相當於可萃取出130億公噸的磷,看起來夠我們用上1000年了。不過IGCP把碳酸鹽含量很高的礦物也計算進去了,目前並沒有便宜的技術可從這種礦物萃取出磷,所以我們沒辦法利用它。而有些磷礦沉積物是無法取得的,它們不是位置太深,就是距離陸地太遠,而且可能位在未開發地區、開採時會破壞環境,或是裡面有鎘、鉻、砷、鉛、鈾等污染物,不是有毒就是有放射性。

成本合理、能夠開採的磷礦,根據估計大概有150億公噸的儲藏量,以目前的使用速度來看,還能用上90年。不過,各種因素都會增加磷的消耗量,包括世界人口增加、開發中國家的人民想過更好的生活等,特別是肉品消耗,動物吃的食物比牠們能生產的食物還多,會帶給土地更大的壓力。

磷礦的地理分佈很集中,美國、中國、南非、摩洛哥這四個國家,以及西撒哈拉地區,磷礦總儲藏量佔世界的83%,年產量則佔2/3。美國大部份的礦藏都在弗羅里達州的波恩谷,來自大西洋1200萬年前的化石沉積。根據美國地質調查所(USGS)的報告,全美國的磷礦儲藏量大約有12億公噸,每年的開採量約為3000萬公噸,假設開採速度不變的話,大約可以維持40年。
看更多雜誌 »
本期其他文章  
前期其他文章
熱門: 暮光之城   疫苗   陳佳惠   王建民   聯發科  
雜誌人氣文章  
玩酷PC大絕配搶好康  
農民的田邊好幫手!  
只要1元,美琪讓你洗4次 
這棵樹該留下來嗎? 
填問卷,好禮等您拿   
活動快訊
合作媒體