Os agricultores contam com fertilizantes de fósforo para enriquecer o solo e garantir colheitas abundantes, mas as reservas recuperáveis ​​de rochas de fosfato do mundo, a partir da qual esses fertilizantes são produzidos, são finitos e desigualmente distribuídos. O Stevens Institute of Technology está liderando um esforço internacional para mapear o fluxo global de fósforo, muito do que será absorvido pelas colheitas, em seguida, comido e excretado como resíduos por animais e pessoas - e impulsionar os esforços para recapturar e reciclar o nutriente vital.

Na edição de abril de 2019 de Futuro da terra , David Vaccari, diretor do departamento civil do Stevens Institute, engenharia ambiental e oceânica, e sua equipe mapeia esse processo globalmente pela primeira vez, e identificar "pontos quentes" regionais onde há uma demanda significativa por fertilizantes, e potencial significativo para recapturar fósforo de resíduos animais e humanos.

"Idealmente, os 45 milhões de toneladas métricas de fertilizantes de fósforo a cada ano seriam totalmente reutilizados, e colheríamos seu potencial máximo para apoiar a produção de alimentos, "disse Vaccari." Este trabalho é um passo para entender como chegar a esse ponto. "

Equipe do Vaccari, incluindo pesquisadores da China, Austrália, Canadá, Suécia, e Holanda, conjuntos de dados combinados recentemente desenvolvidos para mapear a produção agrícola global juntamente com os níveis de população humana e pecuária. Eles então dividiram o planeta em uma grade de blocos de 10 quilômetros de largura, permitindo percepções locais detalhadas com uma visão geral sem precedentes dos fluxos globais de fósforo que ligam o global ao local, nível acionável. "Em um campo onde a falta de dados bem integrados muitas vezes impede o planejamento local e regional, este mapa global é um grande avanço, "disse Vaccari.

A equipe mostra que existem oportunidades significativas inexploradas para reciclar fósforo. Cerca de 72 por cento das terras agrícolas com produção significativa de estrume nas proximidades, e 68 por cento das terras agrícolas com populações humanas significativas nas proximidades, estão em regiões que são fortemente dependentes de fósforo importado, incluindo grande parte das principais economias emergentes, como Índia e Brasil. O estudo também identifica excedentes significativos de resíduos ricos em fósforo em grande parte da Ásia, Europa, e os Estados Unidos, sugerindo que tanto as economias em desenvolvimento quanto as desenvolvidas poderiam se beneficiar com o aumento da reciclagem.

"Se quisermos levar a sério a reciclagem de fósforo, esses são os lugares onde vamos conseguir o melhor retorno do nosso investimento, "disse Vaccari.

Os resultados também mostram que pelo menos cinco vezes mais fósforo está contido no estrume animal do que nos resíduos humanos, sugerindo que a pecuária é um alvo abundante para os esforços de reciclagem. Quase metade das terras agrícolas do mundo - cerca de 12 por cento da massa terrestre do planeta - estão localizadas junto a operações pecuárias ricas em esterco, sugerindo que em muitas regiões o estrume pode ser aplicado diretamente nos campos, ou processado usando biodigestores para extrair fósforo para transporte eficiente e econômico para as fazendas.

Steve Powers, primeiro autor, um pesquisador da Washington State University que concebeu o estudo, agora está tentando descobrir quanto fósforo pode ser recuperado de resíduos animais e humanos, e identificar outras oportunidades para um uso mais eficiente do fósforo. "Se pudermos reciclar mais desse fósforo residual disponível localmente de volta para a agricultura, podemos ser capazes de mantê-lo longe de pontos de vazamento e, ao mesmo tempo, reduzir nossa dependência de futuras importações de fertilizantes e mineração, "disse Powers.