På kanten av en ny krise?

Menneskers sløsing med jordas ressurser og menneskeskapt forurensning til luft, vann og jord har vist seg å få mange og uante konsekvenser. Alle store kretsløp på kloden har endret seg, både karbonets kretsløp med klimakrisen som følge og nitrogenets kretsløp med forsuring og overgjødsling som følge. Men få kretsløp har endret seg så drastisk som fosforets kretsløp.

fosfor.jpg

Tekst: spesialetterforsker og biolog Solveig Ravnum /  Foto: Freeimages

Takket være menneskelig aktivitet er det i dag 400 % mer fosfor i omløp i verden enn det som er naturlig (se referanse 1, 6). Dette har resultert i at fosfor faktisk er en mangelvare i dag, på tross av at det pøses ut enorme mengder av både fosfor og nitrogen fra jordbruk, oppdrettsvirksomhet og kommunale avløp som forurenser og ødelegger vannforekomstene. Lufta består av 78 % nitrogen – et uendelig reservoar som heldigvis ikke lar seg påvirke så lett. Men fosfor er det verre med. Fosfor utvinnes nemlig fra en spesiell type stein (fosforitt) som det snart ikke er mer igjen av i verden. Hele 82 % av fosforet utvinnes for å produsere kunstgjødsel, fosfor er nemlig en av de viktigste komponentene i kunstgjødsel.  Matproduksjonen vår kan påvirkes skremmende raskt dersom fosforlagrene tar slutt. Per i dag har uregulert og uhemmet bruk av denne ikke-fornybare råvaren – en «bruk-og-kast»-mentalitet – ført til enveistransport av fosfor fra gruveutvinning til produksjon av kunstgjødsel, via planter gjennom mat og fôr til mennesker og dyr, og til slutt med kloakken rett til sjøs. I havet gjør fosforet mer skade enn å forårsake overgjødsling med giftig algeblomstring og skakkjørte økosystemer som følge. Fosforet som dumpes i havet er nemlig tatt ut av sin naturlige biogeokjemiske syklus; i havet blir fosforet såpass fortynnet at det blir utilgjengelig for videre menneskelig bruk i nærmeste fremtid, og det vil ta flere millioner år før dette fosforet sedimenterer på havets bunn og forflyttes ved geologiske prosesser til fosforstein på land som igjen kan brukes av mennesker.
Det spesielle med fosfor er at det er en ikke-fornybar ressurs uten noe mulig alternativ. Olje er også en ikke-fornybar ressurs, men den kan erstattes av andre energikilder. Fosfor kan bare erstattes av mer fosfor. Den eneste måten å løse den kommende fosformangelen på, er ved gjenvinning og gjenbruk av fosfor. Dessuten må overforbruk og feilbruk unngås: Med dagens metoder går hele 80 % av fosforet som er ment for kunstgjødsel, tapt på veien til matfatet!

Årsaker til fosforkrisen:

– et uerstattelig element
Fosfor er et grunnstoff som i likhet med karbon, hydrogen og oksygen er en livsnødvendig byggestein for alt liv på jorda. Både planter, sopp, dyr og bakterier trenger fosfor til cellemembran, arvestoff og stoffskifte. Et av de viktigste molekylene i alle cellers energiomsetning, ATP, bruker fosfor i form av små energipakker av fosfationer som leveres der det trengs i organismen. Med andre ord, livet på jorda ville ikke vært mulig uten fosfor.  
Mennesker og dyr får fosfor gjennom maten de spiser. Menneskekroppen inneholder 700–900 gram fosfor, det meste i knokler og tenner, og en daglig tilførsel av 600–750 milligram fosfor er nødvendig (2). Plantene får fosfor fra jorda, planterøttene suger til seg oppløst fosfor fra vannet i jorda. Dette fosforet kommer enten via naturlig tilførsel fra forvitret stein eller er tilsatt gjennom kunst- og husdyrgjødsel og planterester. Tidligere brukte bøndene lokale og fornybare fosforkilder som ulike typer gjødsel og matavfall. Men med den grønne revolusjonen etter 1945, som ble trigget av befolkningsvekst, sult og urbanisering, eksploderte utvinningen av fosfor til bruk i kunstgjødsel, og avlingene ble mangedoblet slik at man kun trengte ¼ av landjordarealet for å mette milliarder av mennesker (3). Men prisen på denne «quick fix-oppskriften» for å fø verdens voksende befolkning kan bli svært dyr.

– ujevn global fordeling
Fosfor utvinnes gjennom gruvedrift fra et mineral som kalles fosforitt, eller råfosfat. Fosforsteinen tilsettes sterke syrer slik at fosfationer løses ut. Denne fosforsteinen er en ikke-fornybar ressurs som har blitt både sjeldnere og dyrere de siste årene. Dessuten er fosfor veldig ujevnt fordelt både geografisk mellom ulike land og mellom brukerne, dvs. fattige og rike bønder (3).  Marokko sitter på 75 % av verdens gjenværende fosforlager, resten finnes i Vest-Sahara (okkupert av Marokko i dag), Kina, Sør-Afrika, Florida, Kolahalvøya, Canada, Jordan, Syria, Algerie og Irak. Dermed er de fleste bøndene i verden avhengige av én og samme kilde til fosfor som brukes i kunstgjødsel. Per i dag er det kun de rike landene som har råd til kunstgjødsel. I land der fosfor trengs mest, har bøndene ikke råd til kunstgjødsel. Dette gjelder 1/6 av verdens bønder, spesielt i Afrika der jorden er naturlig fattig på fosfor. Denne ubalansen i tilgangen på fosfor er dermed en kilde til geopolitiske spenninger i verden.
Foreløpig snakkes det lite om fosformangelen. Prisøkningen på fosforitt på 800 % i 2008 trigget en ny bevissthet om følgene av global fosformangel for verdens matlager. Noen forskere mener at verdens fosforlager tar slutt i løpet av 20–30 år, andre regner med 70–100 år, og de mest optimistiske sier vi har nok til flere hundre års forbruk, avhengig av hvilke modeller som blir benyttet, og hvilke antagelser som blir lagt til grunn (3). Den norske gjødselgiganten Yara, verdens tredje største kjøper av fosfor, er blant de som ikke er bekymret for klodens fosforreserver (4).

– misbruk og luksusforbruk
Fra naturens side er fosfor godt balansert og resirkulerer langsomt mellom litosfæren (sedimentære bergarter) og hydrosfæren (ferskvann og hav) (5). Men menneskene har endret fosforets naturlige biogeokjemiske syklus ved å forflytte fire ganger så mye fosfor som normalt fra fosforstein til miljøet (6). Overforbruk av fosfor er et stort problem i dag: Enorme mengder blir borte som svinn på veien mot matfatet – kun 1/5 av alt fosfor som utvinnes fra fosforstein, blir til slutt konsumert som mat (7). For øvrig bruker rike land betydelig mer kunstgjødsel enn de trenger slik at jorda blir overmettet med fosfor og ender opp i nærliggende vannforekomster og landområder (4, 8, 9). I Norge tilføres det for eksempel alt for mye kunstgjødsel og husdyrgjødsel til dyrkbar jord i Rogaland slik at jorden blir overmettet med fosfor, sammenliknet med Østfold der det er færre husdyr og mye mer dyrket mark enn i Rogaland (8).
90 % av alt fosfor brukes i dag hovedsakelig til mat- og fôrproduksjon (3), men også andre næringer benytter seg av stadig mer fosfor – paradoksalt nok også for å lette på klimakrisen og minske CO2-utslippet! Forbruket av fosforstein har nemlig økt til dyrking av biomasse (sukkerrør, mais, raps og soya) som brukes til produksjon av biodrivstoffene bioetanol og biodiesel (3, 10). Fosforsteinen brukes også til produksjon av elektriske biler: hele 60 kg fosfor går med til ett enkelt elbilbatteri (3, 11)! Det er forsvinnende lite fosfor i den store sammenhengen, men det er likevel viktig å se det totale bildet.

Løsninger på fosforkrisen:

– global samhandling og endret regelverk
Forskere i Norge og i resten av verden er stort sett enige om at verden vil oppleve mangel på fosfor innen overskuelig framtid, og at den eneste måten dette kan løses på, er bærekraftig bruk av denne livsviktige ressursen, både ved gjenbruk og resirkulering. For å oppnå dette kreves global samhandling og endringer i regelverket for forvaltning av fosforressursene (3, 12). Kvotehandel for bruk og utslipp av fosfor kan bli en del av framtiden (13, 14).
I Norge har ingen ansvar for fosforproblematikken siden fosfor både er en ressurs og et forurensingsproblem som dessuten er regulert i ulike lovverk (12). Den norske gjødselvareforskriften omhandler for eksempel bruk av husdyrgjødsel, men ikke kunstgjødsel, og det finnes ingen krav til geografisk spredning av gjødsel for å unngå sløsing eller noen krav til lagring av gjødsel for utnyttelse av biogass som dannes (12, 8, 15). Videre er jordbruket den største kilden til forurensende fosforutslipp til ferskvann og en av de viktigste årsakene til at vannforskriftens mål om god vannkvalitet ikke nås (12, 14, 16). Det er heller ingen krav i akvakulturloven om rensing eller utnyttelse av alt avfallet fra oppdrettsvirksomheten langs kysten, som tross alt er Norges største utslippskilde av fosfor (17, 12).
EU-kommisjonen har utarbeidet en rapport om bærekraftig bruk av fosfor (12, 18) og et forslag til sirkulær økonomi for å holde ulike ressurser lengre i omløp ved å involvere avfallssektoren og ved å revidere rammedirektivet for avfall. Regjeringen i Norge besluttet i 2015 at det skal utarbeides en nasjonal bioøkonomistrategi for bærekraftig utnyttelse av biomasse, men foreløpig finnes det ingen strategi for fosfor i Norge (12).

– bærekraftig bruk av fosfor & miljøvennlig energi på kjøpet!
Ifølge en undersøkelse gjort av norske forskere kan husdyrgjødsel og kloakkslam være nok til å nå behovet av fosfor i norsk jordbruk, dvs. vi kan klare oss helt uten kunstgjødsel (8)! Mye kan altså gjøres med litt endringsvilje, og flere gode forslag finnes innen både avløpsbransjen, jordbruket og fiskeoppdretten:

1. Norske avløpsanlegg renser og utnytter en del av fosforet ved gjødsling med avløpsslam, men 1440 tonn fosfor slippes likevel årlig ut i havet, og denne ressursen bør utnyttes (12, 20). Men avløpsslammet inneholder foreløpig fosfor som er lite plantetilgjengelig grunnet rester av aluminium og jern fra den kjemiske fellingen av fosforet. En løsning på dette er å bruke biologisk fosforfjerning (8, 22). Biogass fra lagring av kloakkslammet kan også utnyttes (23), og toaletter som kan skille ut fosforet fra urin til bruk for bønder, er også foreslått (9).
2. Husdyrgjødselen som årlig produseres i Norge, inneholder 11600 tonn fosfor, og alt brukes til gjødsling i jordbruket. Men det gjødsles i dag uten å ta hensyn til hvor i landet det virkelig trengs. Noen områder får for mye (Rogaland), og andre deler får for lite (Østfold). Derfor bør det innføres målinger av fosforinnholdet i jorden (8, 12).  Dessuten bør biogassen som dannes ved lagring av gjødsel, fanges opp og benyttes som biodrivstoff, deretter kan den ferdigfermenterte gjødselen med høyt fosforinnhold brukes til gjødsling (21).
3. Dyrkbar mark i Norge blir årlig tilført store mengder fosfor ved gjødsling: husdyrgjødsel bidrar med 11600 tonn, kunstgjødsel med 8400 tonn, organisk gjødsel med 2500 tonn og atmosfærisk deponering med 200 tonn (12). Kun 49 % av dette fosforet tas opp av plantene, 5 % renner av til vannressursene og 46 % blir værende i jorden som en potensiell ressurs som kan utnyttes (12).
4. Fiskeoppdrett er den største kilden til utslipp av fosfor i Norge i dag. 9000 tonn fosfor slippes årlig urenset rett ut i havet (12). Dette er store mengder fosfor som bør fanges opp og utnyttes, for eksempel i lukkede eller landbaserte oppdrettsanlegg der fosforet renses fra avløpsslammet (12). En annen og bedre mulighet er sammenslåing av fiskeoppdrett med taredyrking i nærheten (19). Taren vil ta hånd om fiskeavfallet og den samme taren kan deretter høstes og brukes til utvinning av bioetanol. Det er mye gunstigere å bruke sjøplanter enn landplanter til biodrivstoff, da store landarealer, kunstig vanning, forurensende insektgift og gjødsling blir overflødig. Restene av taren som ikke går til energiutvinning, kan bli brukt både som gjødsel og fiskefôr og dermed er sirkelen sluttet – fosforet er både gjenbrukt og resirkulert!

Sluttbemerkninger

Isaac Asimov varslet om fosformangel for mange tiår siden og omtalte fosfor som «livets flaskehals» (24). Til dags dato har vi bare økt bruken, eller snarere misbruken, av den stakkars steinen. Dag Hessens spøkefulle kommentar i hans seneste bok peker på en skummel side av fosforproblematikken: «Skulle jeg satt mine aksjer i gruvedrift, måtte det bli i Marokkos fosfatgruver» (1). Selv om vi ikke med sikkerhet kan si når fosforsteinen tar slutt, så burde uvissheten om fremtidens fosforlager og konsekvensene av uregulert fosforbruk i form av blant annet forurensede elver, innsjøer, hav og landjord, og ikke minst risikoen for matmangel, være grunn nok til å endre bruken av fosfor allerede i dag.


Sist oppdatert 16/06/2016