檢視磷峰值的原始碼

'''磷峰值'''描述人类为开采工业和商业[[原材料]]达到最高磷产率的时间点，这一说法受到[[石油峰值]]（哈伯特顶点）理论的启发。

在2010年左右，曾经有过关于磷峰值是否即将到来的讨论，但当美国地质调查局提高了可开采磷资源的预估量后，讨论才逐渐平息。

磷是在地球地壳和生物体中广泛分布的资源，但因其并非在地球上平均分布，故而集中率低，极为[[稀缺性|珍稀]]。开采磷矿中的[[磷灰石]]是目前唯一经济的产磷方案，然而只有[[摩洛哥]]、[[中华人民共和国|中国]]、[[阿尔及利亚]]和[[叙利亚]]等国拥有大量磷矿石。对未来产量的预估依数据模型的不同和可开采量的判断大相径庭。不可否认的是，在可以预见的将来，摩洛哥将显著影响今后的磷矿石产量。

因为磷的[[生物地球化学循环]]不包含气态，所以除了采矿外几乎没有其他适合的商业制磷方法。一些研究人员认为，地球上可供商业开采、成本低廉的磷资源预计将在50－100年后枯竭，磷峰值将会出现在2030年；另一些人员则相信地球的磷资源还可供开采几百年。正如对石油峰值的预估一样，磷峰值将何时出现的问题仍然没有准确的答案，而不同领域的学者们会定期发布磷矿石保有量的最新评估。

== 背景 ==
磷峰值的提出基于地球临界理论。这一理论为[[工业革命]]以来人类活动对自然的影响的9个方面划分了临界点，只要人类把活动控制在临界点内，人类就能“安全”地在地球上生存。磷峰值属于其中一个方面。

== 全球磷保有量的估算 ==
磷峰值究竟将于何时到来取决于全球可用的磷资源（尤其是磷灰石）保有量。保有量指的是以目前的市场价能够开采的设想量，而资源指的是合理期望下可经济实惠地提取的磷矿。

按质量计算，未经处理过的磷灰石中约含有1.7%－8.7%的磷（[[五氧化二磷]]含有4%－20%的磷）；比较起来，一般岩石中含有约0.1%的磷，而绿色植物含有0.03%－0.2%<ref>{{Cite web|url=http://www.seafriends.org.nz/oceano/abund.htm|title=Abundance of essential elements|accessdate=2018-09-23|last=Anthoni|first=Floor|work=www.seafriends.org.nz|archive-url=https://web.archive.org/web/20180309180635/http://www.seafriends.org.nz/oceano/abund.htm|archive-date=2018-03-09|dead-url=no}}</ref>。这意味着，尽管地壳含有大概<math>10^{15}</math>吨的磷<ref>{{Cite journal|title=Mass and Composition of the Continental Crust Estimated Using the CRUST2.0 Model|url=http://adsabs.harvard.edu/abs/2007AGUFM.V33A1161P|last=T.|first=Peterson, B.|last2=J.|first2=Depaolo, D.|date=2007-12|journal=AGU Fall Meeting Abstracts|language=en|access-date=2018-09-23|archive-date=2019-01-27|archive-url=https://web.archive.org/web/20190127015302/http://adsabs.harvard.edu/abs/2007AGUFM.V33A1161P|dead-url=no}}</ref>，但选择开采这些材料并不实惠。

美国地质调查局在2017年指出，全世界范围内可供经济开采的磷保有量为680亿吨，而2016年世界矿业产量仅为2亿6100万吨。假设保有量不再增长，现有的磷仍足够开采260年。这与国际肥料发展中心（IFDC）在2010年的报告内容大体吻合。

然而具体的数量仍然未知，且仍处于争议之中。科学新闻记者娜塔莎•吉尔伯特认为外部缺少对估计量的证实。2014年的一份评论总结IFDC的报告称，其“过高估计了磷的保有量——尤其是在摩洛哥的保有量，因为他们把那里假想的、推定的资源当成了实际存在的东西”。

磷灰石短缺会显著影响世界[[食品安全]]。许多农业系统依赖以磷灰石为原料的无机肥。在农业系统不改变的前提下，肥料供应就会不足，进而导致食物短缺。<ref>{{Cite book|url=https://www.worldcat.org/oclc/62290639|title=The omnivore's dilemma : a natural history of four meals|last=Michael,|first=Pollan,|date=2006|publisher=Penguin Press|year=|isbn=1594200823|location=New York|pages=|chapter=|oclc=62290639|access-date=2018-09-23|archive-url=https://web.archive.org/web/20091112214740/http://www.worldcat.org/oclc/62290639|archive-date=2009-11-12|dead-url=no}}</ref>经济学家认为，磷灰石的价格波动不一定暗示磷峰值何时到来，因为价格是随着供求双方的各种因素而随时改变的。<ref>{{Cite journal|title=Global availability of phosphorus and its implications for global food supply: An economic overview|author=Heckenmüller, M.; Narita, D.; Klepper, G.|url=http://www.econstor.eu/bitstream/10419/90630/1/776834355.pdf|journal=Kiel Working Paper|issue=1897|doi=|others=|year=2014|volume=|page=|pmid=|access-date=2018-09-23|archive-url=https://web.archive.org/web/20160304075003/http://www.econstor.eu/bitstream/10419/90630/1/776834355.pdf|archive-date=2016-03-04|dead-url=no}}</ref>

=== 鸟粪下的磷资源 ===
西班牙作家[[印卡•加西拉索•德拉維加|加西拉索]]在其著作《[[印卡王室述評|印卡王室述评]]》（1609）中描述了印加人在西班牙人前来殖民前的农业实践，如使用[[海鸟粪]]作肥料等。

19世纪早期，[[亚历山大•冯•洪堡]]在南美洲岛屿上发现鸟粪后将这种施肥方法带给欧洲。据报道，鸟粪被发现时已经在岛上积攒了30米深。[[莫切文化|莫切人]]发掘了这个鸟粪“矿”，并把鸟粪带回秘鲁。而真正意义上的鸟粪国际贸易于1840年才开始。

== 节约和回收磷 ==
如同其他元素，磷可以在食物网上沿着营养级流动，进入世界各地人们的消化系统。消化吸收完成后，人的室外排泄会让磷元素重归自然世界以被[[大豆]]等作物吸收，或是通过下水道、[[污水處理|污水处理]]厂进入江河湖海，加入[[生物圈]]的[[水循环]]。为了推迟磷峰值的到来，农业和卫生领域已有多种重复利用磷元素、减少磷排放的做法。英国的有机农业认证组织土地联盟在2010年发布了鼓励进一步回收利用磷资源的报告。<ref name=":4">{{Cite web|url=http://www.soilassociation.org/LinkClick.aspx?fileticket=eeGPQJORrkw%3D&tabid=57|title=soilassociation.org - A rock and a hard place, Peak phosphorus and the threat to our food security|accessdate=2018-09-18|author=|date=2010|publisher=|archiveurl=https://web.archive.org/web/20101223135324/http://soilassociation.org/LinkClick.aspx?fileticket=eeGPQJORrkw=&tabid=57|archivedate=2010-10-23}}</ref>有学者认为，解决磷资源短缺的有效方法之一就是加强回收人和动物的排泄物。

=== 农业生产 ===
减少土地流失和侵蚀能够降低农民施磷肥的频率。进行无耕作农业、使用[[梯田]]、种植[[防風林|防风林]]都是已知的降低磷流失的办法。这些办法仍然需要农民定期在田地里加入磷石才能发挥作用；而回收已经流失的磷资源的其他方案尚在建议阶段。如草地和森林等常青植物分布的土地，吸收磷的效率通常比耕地高，如果在草地和河流之间种植树林绿化带，就能加强防止磷元素和其他营养物质流失入水。<ref>{{Cite journal|title=Phosphorus and nitrogen losses in relation to forest, pasture and row-crop land use and precipitation distribution in the midwest usa|url=https://doi.org/10.7202/1006477ar|last=Udawatta|first=Ranjith P.|last2=Henderson|first2=Gray S.|date=2011|journal=Revue des sciences de l'eau|issue=3|doi=10.7202/1006477ar|volume=24|pages=269|language=en|issn=0992-7158|last3=Jones|first3=John R.|last4=Hammer|first4=David}}</ref>

=== 污水处理 ===
自2003年左右开始，瑞典和德国已经在研究从污水中提取出磷，但因为世界市场上磷的价格居高不下，目前的污水提纯技术成本仍然非常高。

== 參考文獻 == 
{{reflist}}
[[Category: 450 礦冶總論]]