2019-04-18 05:48:01
为什么研究人员正在绘制世界粪便肥料

农民依靠磷肥来丰富土壤并确保丰收,但世界上生产这种肥料的磷酸盐岩的可采储量是有限的,分布不均匀。史蒂文斯理工学院正率先开展国际努力,绘制全球磷流量图,其中大部分磷将被作物吸收,然后被动物和人类作为废物食用和排泄 - 并重新开始重新捕获和回收重要营养素。

在2019年4月出版的“地球未来”中,史蒂文斯研究所土木,环境和海洋工程系主任大卫·瓦卡里和他的团队首次在全球范围内绘制了这一过程,并找出了需求量巨大的区域“热点”用于肥料,以及从动物和人类废物中重新捕获磷的巨大潜力。

“理想情况下,每年4500万吨磷肥将被完全重复使用,我们将获得最大的支持粮食生产的潜力,”Vaccari说。 “这项工作是朝着理解如何达到这一点迈出的一步。”

Vaccari的团队,包括来自中国,澳大利亚,加拿大,瑞典和荷兰的研究人员,结合最近开发的数据集,绘制全球作物生产以及人类和牲畜种群水平。然后,他们将地球划分为一个10公里宽的区域网格,从而可以获得详尽的本地见解,并对全球磷流量进行前所未有的概述,从而将全球磷酸盐连接到当地的可操作层面。 “在缺乏完善的综合数据经常阻碍地方和区域规划的领域,这一全球地图是一个重要的突破,”Vaccari说。

该团队表明,回收磷有很多尚未开发的机会。附近有大量72%的农田具有显着的粪肥产量,附近有68%的农田拥有大量人口,这些地区严重依赖进口磷,包括印度和巴西等大型新兴经济体。该研究还确定了亚洲,欧洲和美国大部分地区富含磷的废物的大量盈余,这表明发展中经济体和发达经济体都可以从增加的再循环中受益。

“如果我们想要认真对待磷回收,那么这些地方我们将获得最大的收益,”Vaccari说。

结果还表明,动物粪便中含有的磷至少是人类废物的五倍,这表明畜牧业是回收利用的重要目标。世界上近一半的农田 - 约占地球陆地面积的12% - 与粪便丰富的牲畜作业位于同一地点,这表明在许多地区,粪便可直接施用于田地,或使用生物沼气池进行加工以提取磷和经济的农场运输。

华盛顿州立大学的研究人员史蒂芬·鲍尔斯(Steve Powers)正在设法研究从动物和人类废物中重新捕获多少磷,并确定其他更有效利用磷的机会。 “如果我们能够将更多本地可利用的废弃磷回收到农业中,我们就可以将其远离泄漏点,同时减少对未来化肥进口和采矿的依赖,”鲍尔斯说。

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