Gli agricoltori si affidano ai fertilizzanti al fosforo per arricchire il suolo e garantire raccolti abbondanti, ma le riserve recuperabili mondiali di rocce fosfatiche, da cui vengono prodotti tali fertilizzanti, sono finiti e distribuiti in modo non uniforme. Lo Stevens Institute of Technology sta guidando uno sforzo internazionale per mappare il flusso globale di fosforo, gran parte del quale sarà assorbito dalle colture, poi mangiato ed espulso come rifiuto da animali e persone, e avviare gli sforzi per riconquistare e riciclare il nutriente vitale.

Nel numero di aprile 2019 di Il futuro della terra , Davide Vaccari, direttore del dipartimento civile dello Stevens Institute, ingegneria ambientale e oceanica, e il suo team mappano questo processo a livello globale per la prima volta, e identificare "punti caldi" regionali dove c'è sia una domanda significativa di fertilizzanti, e un potenziale significativo per recuperare il fosforo dai rifiuti animali e umani.

"Idealmente, i 45 milioni di tonnellate di fertilizzanti al fosforo ogni anno sarebbero completamente riutilizzati, e raccoglieremo il loro massimo potenziale per sostenere la produzione alimentare, " ha detto Vaccari. "Questo lavoro è un passo per capire come arrivare a quel punto".

La squadra di Vaccari, compresi ricercatori dalla Cina, Australia, Canada, Svezia, e Paesi Bassi, ha combinato set di dati recentemente sviluppati per mappare la produzione agricola globale insieme ai livelli della popolazione umana e del bestiame. Hanno quindi diviso il pianeta in una griglia di blocchi larghi 10 chilometri, consentendo approfondimenti locali dettagliati con una panoramica senza precedenti dei flussi globali di fosforo che collega il globale al locale, livello perseguibile. "In un campo in cui la mancanza di dati ben integrati ha spesso ostacolato la pianificazione sia locale che regionale, questa mappa globale è una svolta chiave, ", ha detto Vaccari.

Il team mostra che ci sono significative opportunità non sfruttate per riciclare il fosforo. Circa il 72% dei terreni coltivati ​​con una significativa produzione di letame nelle vicinanze, e il 68% delle terre coltivate con una significativa popolazione umana nelle vicinanze, si trovano in regioni fortemente dipendenti dal fosforo importato, comprese vaste aree delle principali economie emergenti come India e Brasile. Lo studio identifica anche significative eccedenze di rifiuti ricchi di fosforo in gran parte dell'Asia, Europa, e gli Stati Uniti, suggerendo che sia le economie in via di sviluppo che quelle sviluppate potrebbero trarre vantaggio da un maggiore riciclaggio.

"Se vogliamo fare sul serio con il riciclaggio del fosforo, questi sono i posti dove otterremo il massimo dai nostri soldi, ", ha detto Vaccari.

I risultati mostrano anche che nel letame animale è contenuto almeno cinque volte più fosforo rispetto ai rifiuti umani, suggerendo che le operazioni di allevamento sono un obiettivo abbondante per gli sforzi di riciclaggio. Quasi la metà dei terreni agricoli del mondo, circa il 12% della massa continentale del pianeta, è situata insieme ad allevamenti ricchi di letame, suggerendo che in molte regioni il letame potrebbe essere applicato direttamente ai campi, o trasformati utilizzando bio-digestori per estrarre il fosforo per un trasporto efficiente ed economico alle aziende agricole.

Il primo autore Steve Powers, un ricercatore della Washington State University che ha ideato lo studio, sta ora cercando di capire esattamente quanto fosforo può essere recuperato dai rifiuti animali e umani, e identificare altre opportunità per un uso più efficiente del fosforo. "Se possiamo riciclare più di questo fosforo di scarto disponibile localmente in agricoltura, potremmo essere in grado di tenerlo lontano dai punti di perdita riducendo la nostra dipendenza dalle future importazioni di fertilizzanti e dall'estrazione mineraria, " ha detto Potenze.