Fosforia on käytettävä järkevästi

Jokainen solu tarvitsee fosforia, maakamaran yhdenneksitoista yleisintä alkuainetta. Maaperässä sitä on kuitenkin hyvin vähän kasveille helppokäyttöisessä muodossa. Fosforille ei maanviljelyksessä ole mitään korvaavaa ainetta. Mielenkiintoisessa artikkelissa (Keith Syers, ym.: UNEP: in vuosikirja 2011) analysoidaan nykytilannetta. Käyttämällä fosforia sisältäviä  kemiallisia lannoitteita voidaan edistää kasvien lisäkasvua ja lisätä ruoantuotantoa. Tällä tavalla on 1800-luvun lopusta lähtien kyseisten lannoitteiden käyttö myötävaikuttanut siihen, että miljardit ihmiset ovat saaneet riittävästi ruokaa.

Fosforilannoitteet valmistetaan fosfaattia sisältävistä kivilajeista ja ovat näin ollen rajalliseen resurssiin perustuvia, joita harvoissa maissa esiintyy  suurempina määrinä. Siksi niin fosforin valmistuksen kuin käytön on tapahduttava taloudellisesti ja ekologisesti kestävällä tavalla. Liian vähän fosforia maaperässä alentaa satotasoa, johtaen eroosion lisääntymiseen. Liian suuri käyttö taas aiheuttaa päästöjä vesistöön ja suurempaan rehevöitymiseen.

Joskin ylisuuren käytön seuraukset ovat tunnettuja, fosforivirtojen kulkemisesta ekosysteemeissä tiedetään liian vähän. Eräiden tutkijoiden arvioiden mukaan ihminen kuluttaa vain viidesosan globaalista, kallioperästä valmistetusta fosforista. Ei tiedetä tarkkaan, paljonko fosforia louhitaan, paljonko hyödynnetään maataloudessa, varastoituu maaperään, paljonko erittyy vesitöihin tai menetetään ruokajätteissä.

Marokko on suurin tuottaja

Aikaisemmin käytettiin maatalouden fosforilähteinä luujauhoa, eläinten (erityisesti lintujen) mutta myös ihmisen ulosteita. 1950-luvun keskivaiheelta lähtien on kallioperästä valmistettu fosfori ollut ylivoimaisena päälähteenä. Maanviljelijät ovat käyttämällä typpeä, kalia ja fosforia sisältäviä lannoitteita pystyneet tuntuvasti nostamaan satojaan. Näiden ansiosta on tuntuvasti voitu pienentää nälkää maailmassa, mutta samalla  kemikaalien ylisuuri käyttö johti vakaviin ympäristöongelmiin.

Tänään 35 maata valmistaa kallioperästä fosforia, mutta maailma on liian riippuvainen suurimmasta tuottajasta Marokosta. Tämän resurssit ovat erään amerikkalaisen  arvion mukaan 5 700 miljoonaa tonnia. Seuraavaksi  suurimpien tuottajien resurssit ovat pieniä; Kiina 3 700,  Etelä-Afrikka 1 500 ja USA 1 100 miljoonaa tonnia. Kyseisen selvityksen mukaan globaaliresurssit ovat yhteensä vain 16 000 milj. tonnia. Kansainvälisen lannoitetuotannon kehittämiskeskuksen mukaan globaalit resurssit ovat 60 000 milj. tonnia, josta Marokon osuus peräti 51 500 milj. tonnia.

Mikäli korkeampi arvio pitää paikkansa, fosforivarat riittäisivät nykykulutuksella 300 - 400 vuotta. Mutta koska fosforin käyttö vuosittain kasvaa 2-3 prosenttia, ehtyvät resurssit aikaisemmin. Suomessa sijaitsee Länsi-Europan ainoa apatiittikaivos, jonka toiminta alkoi vuonna 1979. Apatiitti on luonnossa yleisimmin esiintyvä fosforimineraali. Fosforin saantimme on siis pitkäksi ajaksi turvattu, muttei ikuisesti, koska  esiintymän apatiittisisältö on alhainen.

Fosforia liikaa ekosysteemeissä

Lähes 90 prosenttia globaalista fosfaatin valmistuksesta kuluu ruoan- ja rehuntuotantoon. Fosforilannoitteiden tarve kasvaa edelleen ennen kaikkea kehitysmaissa kun se teollisuusmaissa on tasaantunut. Jaksolla 1950 - 2000 kemiallisten lannoitteiden kulutus lisääntyi globaalisti 600 prosenttia. Itä- ja Kaakkois-Aasiassa käytetään jo yhtä paljon kemiallisia lannoitteita hehtaaria kohden kuin teollisuusmaissa. Afrikassa sen sijaan niiden käyttö on edelleen tasolla 10-15 kiloa/hehtaaria ja vaatisi kohennusta.

Globaalisti on korkea aika siirtyä säästeliäämpään käyttöön, mutta samanaikaisesti olisi  tärkeätä ryhtyä  tehokkaammin hyödyntämään orgaanisia lähteitä; ihmisen ja eläinten ulosteita, kasvi- ja ruokajätteitä, kompostia, jne. Viimeisen 50 vuoden aikana ekosysteemien fosforin pitoisuus ekosysteemeissä lisääntyi ainakin 75 prosenttia. Virtaus maasta mereen on lisäntynyt 22 miljoonaan tonniin vuosittain. Tämä ylittää maatalouden fosforilannoitteiden kokonaiskäytön. Osa maaekosysteemeihin varastoituvasta fosforista voi mahdollisesti tulla kasvien käyttöön. Sen sijaan on käytännössä  mahdotonta saada talteen meriekosysteemeihin menetettyä fosforia.

Meressä fosforin ylijäämä aiheuttaa voimakasta  plankton- ja leväkasvua sekä vaikuttaa kielteisesti biodiversiteettiin, kalakantoihin ja turismiin. Pitemmällä aikavälillä on vaarana, että ekosysteemit romahtavat kokonaan.

Mihin lietteen fosfori joutuu?

Yksinomaan USA:assa arvioidaan vesistöjen rehevöitymisen kustannukseksi vuosittain 22 miljardia dollaria. USA:ssa ongelma on paha isoissa kaupungeissa, joissa veden puhdistaminen on puutteellista ja ulosteiden ja pesuaineiden sisältämä fosfori väkevöityy jätevirroissa. Vielä huonompi on tilanne kehitysmaiassa, joissa 75 prosenttia kaupunkien jätevedestä ei puhdisteta lainkaan.

Suomessa insinööri Paul Lillqvist on kiinnittänyt huomiota siihen, että ympäristöviranomaiset ilmeisesti virheellisesti kirjaavat lietekäsittelyn fosforipäästöjä maatalouden tilille. Hän toteaa, että lietteen ravintoaineista vain muutama prosentti palautuu maatalouteen, lopun päätyessä vääriin  paikkoihin (puistoihin, rinteisiin, ym.) ja sieltä vesistöihin. Tällainen toiminta on ekologisesti kestämätön ja vaatii korjausta.

Tänään ympäristön läpi virtaa neljä kertaa enemmän fosforia verrattuna aikaan, jolloin fosforilannoitteita ei käytetty Meidän on siis tehtävä paljon enemmän  estääksemme fosforipäästöt vesistöihin.  Tämä koskee niin maataloutta kuin kaupunkeja. Maataloudessa on pyrittävä voimakkaasti vähentämään eroosiota ylläpitämällä kasvipeitettä, kyntämällä ääriviivojen mukaan, käyttämällä peitekasveja ja kompostia, jne.

Myös fosfaatin louhinnassa  ja tuotannossa voidaan tehdä paljon eroosion ja päästöjen estämiseksi. Kotieläinpidossa on tehostettava lannan käsittelyä ja  eläinten kykyä käyttää  hyväksi rehun sisältämää fosforia. Näihin toimenpiteisiin on jo ryhdytty.

Kirjoittaja on kehitys- ja ympäristökysymyksiin erikoistunut prfessori