Fosfor, hranljivi sastojak u zemljištu neophodan za održavanje većine oblika života, sve više nestaje sa kopna jer se ispire u vodene tokove širom Sjedinjenih Država, prema novoj studiji koju su vodili istraživači iz Penn Stejta.
Studija, objavljena 18. novembra u časopisu PNAS, analizirala je podatke iz 430 reka širom SAD i otkrila da se gubitak fosfora iz poljoprivrednih površina povećao u poslednje četiri decenije, uprkos naporima da se on smanji. Ovaj gubitak fosfora potencijalno može dovesti do smanjenja prinosa useva, što bi moglo povećati cenu hrane, objasnili su istraživači.
„Videli smo iz nedavnih vremenskih događaja da količina vode, količina vode koju oluje i vodeni putevi nose, može dovesti do opasnih poplava i klizišta“, rekao je Li Li, profesor građevinskog i ekološkog inženjerstva u Penn State i odgovarajući autor na studija.
„Ono što smo želeli da razumemo je šta se dešava sa zemljom kada ove oluje povuku podzemnu površinu u reke i potoke. Ono što smo otkrili je alarmantan gubitak ovog konačnog elementa koji omogućava tlu da održi život.“
Fosfor igra suštinsku ulogu u različitim biološkim procesima, poput stvaranja strukture DNK i olakšavanja prenosa energije između ćelija, objasnio je Li. Ali za razliku od azota, drugog kritičnog hranljivog materija u zemljištu, fosfor je neobnovljiv resurs sa ograničenim geološkim naslagama, što znači da kada se preseli sa kopna u vodu, ne može se vratiti u zemlju.
„Ovo je problem iz mnogo razloga“, rekao je Li.
„Kada se izgubi sa poljoprivrednog zemljišta, može da smanji prinose useva, potencijalno da dovede do viših cena hrane. Zatim, kada fosfor uđe u naše vodene tokove, može da izazove štetno cvetanje algi koje može da učini vodu nebezbednom za plivanje i ribolov — i čak može da smanji nivo kiseonika u vodi i ubijaju ribu i druge vodene životinje, takođe poskupljuje tretman vode za piće, što znači veće račune za vodu za sve nas.
Studija je koristila sofisticirani model dubokog učenja za analizu četiri decenije podataka, od 1980. do 2019. godine, iz 430 reka širom susednih Sjedinjenih Država.
Otkrilo je da dok je 60% proučavanih reka pokazalo opadanje nivoa fosfora, ukupna količina fosfora koja teče u reke se povećala. Poljoprivredna područja najviše doprinose problemu, pri čemu se nivoi fosfora povećavaju u većini rijeka u blizini poljoprivrednih područja, čak i kada opadaju u rijekama u blizini urbanih područja.
„Ovo sugeriše da napori da se kontroliše zagađenje fosforom iz izvora poput poljoprivrednih oticanja nisu toliko efikasni kao što smo mislili“, rekao je Li.
„Ali opadajući nivoi fosfora, posebno u rekama koje teku kroz urbana područja, sugeriše da napori da se kontroliše zagađenje fosforom iz tačkastih izvora, kao što su postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda, funkcionišu.
Otkrijte najnovije u nauci, tehnologiji i prostoru sa preko 100.000 pretplatnika koji se oslanjaju na Phis.org za dnevne uvide.
Prijavite se za naš besplatni bilten i dobijajte novosti o otkrićima,
inovacije i istraživanja koja su važna – dnevno ili nedeljno.
Uprkos ovim ciljanim naporima, Li je rekao da je ukupna povećana količina fosfora koji teče u reke posledica povećane učestalosti ekstremnih vremenskih događaja koji dovode do obilnijih padavina i većih rečnih tokova – sa tim povećanim protokom dolazi i više fosfora.
„To znači da iako radimo bolji posao na ograničavanju zagađenja fosforom iz urbanih područja, problem se sve više pogoršava, zbog faktora koji su u velikoj meri van kontrole samo jednog regiona“, rekao je Li. „Ovo je problem koji je vezan za klimatske promene.
Ubuduće, autori studije kažu da je zagađenju fosforom iz poljoprivrede potrebna bolja prevencija i ublažavanje, što će biti izazov, posebno pošto vlažnije oluje izazivaju povećane padavine i rečne tokove. Rekli su da će to verovatno zahtevati kombinaciju novih tehnologija i promena poljoprivrednih praksi.
Jedna takva tehnologija je izmišljena u Penn State-u i trenutno dobija podršku sektora poljoprivredne tehnologije za rešavanje problema u velikim razmerama. Hunter Svisher, student Penn State iz 2016. godine, osnivač je i glavni izvršni direktor Phospholutions-a, đubriva formulisanog da poveća efikasnost fosfora u zemljištu.
Tehnologiju kompanije je razvio tokom dodiplomskih studija iz biljnih nauka u Penn State. Kompanija je nedavno objavila rezultate studije koja dokazuje da proizvod smanjuje potencijal oticanja za 78% u poređenju sa konvencionalnim fosfornim đubrivima. Fosfolucije se aktivno komercijalizuju širom Amerike, Evrope i Indije.
„Zalažemo se za više inovacija, više kreativnosti i više hitnosti“, rekao je Li. „Veza između vode i zemlje je od suštinskog značaja i ta ravnoteža postaje sve krhka.“
