University of Helsinki
Maailman fosforivarat ovat rajalliset ja sijaitsevat vain muutaman valtion alueella. Fosforin kysyntä on kuitenkin edelleen kasvussa, mikä johtuu eläintuotteiden kulutuksen lisääntymisestä ruokavalioissa. Eräiden arvioitsijoiden mukaan fosforintuotannon huippu, eli ”peak phosphorus” tultaneen saavuttamaan noin 2033, jonka jälkeen tuotanto alkaa supistua ”helppojen” raaka-ainelähteiden ehtymisen takia. Tällöin on pakko ottaa käyttöön heikompia raaka-ainelähteitä, jolloin myös fosforin louhinnan ja rikastamisen hinta kohoaa. Jo viimeisin ruokakriisi osoitti, että tällaisilla fosforilannoitteiden hinnannousulla on tuhoisat vaikutukset kehitysmaiden pienviljelijöiden talouteen.
Erittäin tehokas keino uusiutumattomien fosforivarojen säästämiseksi olisi kulutustottumusten muutos kohti vähemmän fosforia sisältävää kasvispainotteisempaa dieettiä. Kulutuksen muutokset ovat hitaita, mutta välttämättömiä. Tina Schmid Neset laski väitöskirjassaan, että eläintuotteiden kulutuksen puolittaminen vähentäisi lannoitefosforin tarvetta 25 %.
Fosforin kierrätykseen takaisin viljelymaahan on olemassa toimivia ratkaisuja. Tilatason ratkaisuja ovat luomutuotantoon siirtyminen, väkilannoituksen vähentäminen, satojätteiden kyntö takaisin peltoon ja karjanlannan tarkka käyttö sekä eroosioherkkien alueiden pitäminen kasvipeitteisinä.Yhdyskuntatekniikassa puolestaan tulisi suunnata voimavarat luonnontalouden kannalta kestävien ratkaisujen kokeiluun ja käyttöönottoon. Kaupunki- ja rakennussuunnittelussa tulisi arvioida uudelleen vesivessakulttuurin kestävyyttä ja kehittää kuivakäymälöihin perustuvia asuinalueita ja jätehuoltoratkaisuja.
Vaihtoehdot fosforin saostamiseksi puhdistamolietteestä
Puhdistamolietteessa oleva rauta- tai alumiinisulfaatilla saostettu fosfori on kasveille heikosti käyttökelpoista. Vaikka kokonaisfosforipitoisuus olisikin 2-3 % kuiva-aineesta, helppoliukoista fosforia kokonaisfosforista on vain kymmenesosa. Tutkimuksen kohteeksi on viime aikoina tullut menetelmien kehittäminen fosforipitoisen struviitin tai kalsiumfosfaatin erottamiseksi puhdistamolietteestä ja lietelannasta. Toisin kuin rauta- tai alumiinisulfaatilla saostettaessa, fosfori pysyy tässä menetelmässä viljelykasveille käyttökelpoisena kasvinravinteena: Menetelmässä vesiliukoinen fosfori saostetaan amorfisiksi kalsiumfosfaateiksi tai ammoniummagnesium-fosfaatiksi eli struviitiksi, joka on todettu erinomaiseksi lannoitteeksi. Jotta saostaminen onnistuisi, lietelannan pH nostetaan saostusvalmisteen avulla lähelle 8:aa.
Jäteveden ja ulosteiden lannoituskäyttö – hirvittääkö?
Vaikka jätevesien hygieniariskit ovat ilmeiset, eräissä Aasian maissa kaupunkialueilla asuvat viljelijät käyttävät nykyisin jätevettä vihannesten lannoitteena. Maailman Vesihuoltoinstituutti arvioi vähintään 200 miljoonan viljelijän hyödyntävän käsittelemättömiä tai käsiteltyjä jätevesiä viljelykasvien kasteluun. Maailman kalankasvattamoiden tuotannosta puolestaan 67 % on saatu aikaan jätevesiä hyödyntämällä. Maailman Terveysjärjestö WHO on hygieniariskien välttämiseksi julkaissut perusteelliset ohjeet turvallisesta jäteveden maatalouskäytöstä.
Jätevesien käyttö on turvallisempaa, kunhan ihmisulosteita ja muita jätevesiä ei sekoiteta keskenään. Teollisuudesta peräisin olevissa jätevesissä voi olla raskasmetalleja ja muita myrkyllisiä aineita. Virtsan erottelu kiinteistä ulosteista ja erillisvarastointi antaa mahdollisuuden sen turvalliseen lannoitekäyttöön. Virtsa on steriiliä ja sisältää kaksi kolmasosaa ulosteiden fosforista. Toimivia yhdyskuntamittakaavassa olevia ratkaisuja on rakennettu mm. Ruotsiin, Etelä-Afrikkaan ja Kiinaan.
Kuluttajien ja viljelijöiden vahvat epäluulot jätteiden käyttöön lannoitteena ovat vaikea este jätevesien ravinteiden uusiokäytölle. Ihmisulosteiden keräilyn ja käsittelyn avulla voitaisiin kuitenkin korvata viidennes nykyisestä väkilannoitefosforin kulutuksesta.
Fosforin hyväksikäytön tehostaminen
Maatalouden fosforin käytön tehokkuuden parantamiseksi on monia eri strategioita.. Kotieläintuotannossa on pystytty fytaasientsyymin lisäyksellä rehuihin parantamaan sikojen ja siipikarjan fosforinkäyttöä ja vähentämään lantaan päätyvän fosforin määrää. Kasvinjalostuksessa ei ole toistaiseksi saatu markkinoille tehokkaampia ravinteidenkäyttäjiä, mutta tutkimusaihe on ajankohtainen ympäri maailmaa.
Luomutuotannossa pyritään säätelemään kasvi-maaekosysteemin olosuhteita sellaisiksi, että kasvit pystyvät paremmin hyödyntämään mykorritsa-sienijuuren apua veden ja ravinteiden otossa. Maan multavuuden kasvattamisella ja rakenteen parantamisella aikaansaatu biologisen aktiivisuuden lisäys edistää orgaanisen fosforin hyväksikäyttöä. Matalat maan fosforipitoisuudet eivät ole este hyvien satojen saamiseen multavissa peltomaissa, joiden vesitalous ja rakenne ovat kunnossa.
Lannoiteteollisuus pyrkii entistä enemmän tehostamaan lannoitefosforin hyväksikäyttöastetta. Euroopan lannoitevalmistajien yhdistys totesi jo vuonna 2000, että länsimaissa peltomaan kriittinen fosforitaso on jo ylitetty, joten jatkossa tarvitaan enää lievää ylläpitolannoitusta.
Kulutuksen muutos
Vaclav Smil esitti vuonna 2007 ”älykkääseen kasvisruokavalioon” siirtymisen sekä liikasyönnin vähentämisen olevan edullisimmat ja tuottavimmat keinot vähentää maatalouden ulkoisia panoksia, eli vettä, energiaa, maata ja lannoitteita. Näiden keinojen avulla kyetään vähentämään myös kasvihuonekaasupäästöjä ja saastumista.
Ruokaan liittyvät mielihalut ovat tiiviimmin kytkeytyneet makuun, mainontaan ja hintaan kuin ravintosisältöön. Siksi muutoksen aikaansaamiseksi tarvittaisiin ennen kaikkea taloudellisia kannusteita elintarviketeollisuudelle ja kaupalle, sekä viestintä- ja markkinointistrategioita, jotka ohjaavat kulutusta vähän fosforia, vettä ja energiaa kuluttavien tuotteiden käyttöön.
Lue lisää:
Pietola, L. Alasuutari, S, & Palva, R. 2008. Lietelannan kemiallinen fraktiointi: fosforin saostaminen. Maataloustieteen päivät. www.smts.fi/mpol2008/index_tiedostot/Esitelmat/es049.pdf
Cordell, D. Drangert, J-O. & White, S. 2009. The story of phosphorus: Global food security and food for thought. Global Environmental Change https://doi:10.1016/j.gloenvcha.2008.10.009
Braun, J. von 2008. Poverty, Climate Change, Rising Food Prices, and the Small Farmers. Power point -esitys, jossa on esitetty hyvin lannoitteiden ja ruuan hintojen nousun syyt, ja tämän aiheuttama kehitysmaiden pienviljelijöiden elämäntilanteen kurjistuminen.
Kirjoittanut Jaana Väisänen