פוספט
זַרְחָה או פוספט (Phosphate) הוא יון המכיל אטום זרחן אחד וארבעה אטומי חמצן: [math]\displaystyle{ \ \mathbf{PO_4^{-3}} }[/math]. מטענו החשמלי של היון הוא 3-.
זרחה הוא גם שמן של התרכובות המכילות יון זה. בשימוש יומיומי זהו בדרך-כלל פירוש המושג זרחה. בדרך-כלל מתייחס המושג למלחים של חומצה זרחתית, הנוצרים כשחומצה זו מגיבה באופן כימי עם בסיס או עם מתכת. המקור העיקרי לפוספטים המשמשים את הכלכלה האנושית הוא כרייה של פוספטים מסלעי מחצב, ולפיכך מדובר במשאב מתכלה. השימוש העיקרי בזרחה הוא לשם יצירת דשן כימי ויש לה חשיבות גדולה לעתידה של החקלאות התעשייתית.
חשיבות הזרחן לביולוגיה ולאקולוגיה
בגלל החשיבות הגבוהה של זרחה וזרחן במערכות ביולוגיות, הזרחה היא משאב חשוב במערכת אקולוגית ובחקלאות. לאחר השימוש בה היא לרוב גורם הזנה מגביל בסביבה הטבעית, והזמינות שלה עשויה לשלוט על קצב הגידול של יצורים חיים שונים. דבר זה מתרחש בדרך כלל במערכות אקולוגיות של מים מתוקים, בעוד שנתרן הוא בדרך כלל גורם ההזנה המגביל במערכות אקולוגיות ימיות של מים מלוחים.
שימושים בכלכלה
לזרחות תפקידים חשובים בחקלאות, בתעשייה הכימית, ובתעשיית המזון. ובשימושים אלה נהוג לכנות אותן בשם "פוספטים". הפוספטים משמשים לשם הכנת דשן כימי וכחומרים משמרים בתעשיית המזון.
שימוש בחקלאות
ערך מורחב – דשן כימי
מעל 90% מהזרחה משמשת לשם יצירת דשן כימי יחד עם חומרים מתכלים אחרים כמו אשלג, וגז טבעי המשמש לשם ייצור אמוניה. לפיכך עתיד הפקת הזרחה הוא במידה רבה גם עתידה של החקלאות התעשייתית- המסחרית, שתלויה כיום בדשן כימי זה. רוב שוק המזון העולמי כיום תלוי בתשומות מתמידות של חומרים אלה.
זרחה בתעשיות המזון
- ערך מורחב – בשר מעובד
יצרני מזון נוהגים להוסיף למזון זרחות. שם הן מגיבות עם מתכות המצויות שם בכמות זעירה ביותר, ובכך קושרות אותן בחוזקה ומונעות את פירוק המזון. הזרחות משמשות גם לקשירת המים למזון כדי שלא יתפרק ויתקלקל במהירות. בכך זרחות מסייעות להאריך את חיי המדף של מיני מזונות מעובדים, ובעיקר כאלה שהוספו להם מים, כגון מוצרי בשר מעובד (להם מוסיפים מים כדי לרככם, אך יש הטוענים כי גם במטרה להעלות את משקלם). זרחות מצויות גם בסלטים תעשייתיים שונים, המעובדים בין היתר גם כן עם מים.
בשנת 2015 הודיע ארגון הבריאות העולמי כי בשר מעובד הוא גורם מסרטן וודאי בבני אדם משום שנמצא קשר במאות מחקרים אפידמיולוגים בין צריכת בשר מעובד לבין סרטן המעי הגס[1] הארגון טען שלמרות קיום ברור בין הדברים, אין הבנה מלאה של הסיבות לקשר בין אכילת בשר מעובד לבין סרטן. אחת הסברות של מומחי תזונה היא כי הוספת פוספטים כחומרי שימור היא סיבה אפשרית. [1] בישראל נהוג להזריק מים לבשר מיובא בגלל אובדן מים בתהליך של הוספת מלח לשם כשרות. כדי שהמים יספגו בבשר מוסיפים להם חומרים נוספים וביניהם פוספט. ד"ר חיים סדובסקי, רופא נטורופת ומחבר הספר "בריאות ותוספים במזון", טוען כי פוספטים הם חומר מסרטן. [2] קבוצה של חוקרים מגרמניה בראשות Eberhard Ritz טענה בדו"ח משנת 2012 כי פוספטים המוספים למזונות פוגעים בבריאות וכי יש לסמן את הכמות שלהם כדי לאפשר לצרכנים להיזהר. הם טוענים כי בשנים האחרונות יש עליה בצריכת הפוספט הלא אורגני בגלל הגדלת השימוש בו במזון מהיר והגדלת הצריכה של מזונות אלה. [2] [3]
שוק הפוספט העולמי
כמות הזרחות שנכרות מהקרקע עלתה מ-3 מיליון טונות (נפח) בשנת 1900, לכ-10 מיליוני טונות בשנת 1945. החל משנה זו חל גידול תלול וכמעט מונוטוני בכמות הזרחות שנכרו ובשנת 2010 כרו 181 מיליוני טונות של זרחות.[4] זו כמות גדולה פי 10 יחסית לכמות הזרחן שמופק ממחזורים ביולוגים, בעיקר מגללים של בעלי חיים.
כמעט 90% מהעתודות העולמיות המוערכות נמצאות ב-5 מדינות: מרוקו, סין, דרום אפריקה, ירדן וארצות הברית. לשם השוואה, 12 המדינות החברות באופ"ק שולטות ב-75% מעתודות הנפט העולמיות. ריכוז בלתי שווה זה של עופרה יכול לעורר מתיחות בין מדינות. כך לדוגמה רוב המכרות של מרוקו נמצאים בסהרה המערבית, איזור עצמאי שנמצא במחלוקת, ויש מגבלות של האו"ם על ייצוא פוספטים וחומרי גלם אחרים משם.[3]
המפיקות הגדולות בעולם של סלעי זרחה נכון לשנת 2011 כוללות את סין (65 מיליון טונות), ארצות הברית (26 מיליוני טונות), מרוקו (26), רוסיה (10), טוניס (7.6), ירדן (6), ברזיל (5.5), מצרים (5) וישראל (3). סוריה, אוסטרליה, דרום אפריקה ואלג'יר מפיקות כל אחת 2-3 מיליוני טונות בשנה ושאר מדינות העולם ביחד מפיקות 9 מיליוני טונות בשנה. [5]
חברת OCP המרוקנית שולטת ב-70% מכושר הייצור בענף. בשנת 2012 הורידה החברה את מחירי הפוספט ב-50%,[6] וגרמה לקשיים לחברות המתחרות בה. עם זאת שנים מספר קודם לכן, ב-2008, זינק מחיר הפוספט בעולם -400 אחוז.
OCP, או Office Chérifien des Phosphates, היא היצואנית הגדולה בעולם של פוספט ושל מוצרי פוספט. מדובר בחברה ממשלתית שהוקמה בשנת 1920 והיא המפיקה היחידה של פוספט ממקורו וכן בחלק שנמצא בשליטת מרוקו בסהרה המערבית. החברה שולטת על המכרות Khouribga, Ben Guerir ו-Youssoufia שלפי הטענות מכילים 85 מיליארד טונות מטריות של מחצבי פוספט. זוהי הפירמה הגדולה ביותר במרוקו והיא מעסיקה 18 אלף עובדים. נכון לשנת 2010 הייצוא של החברה שעומד על סכום של כ-4.5 מיליארד דולר, מהווה רבע מהייצוא של מרוקו וכ-3.5% מהתמ"ג שלה.[7]
עתודות הזרחה
- ערך מורחב – שיא תפוקת הזרחן
המקור העיקרי לזרחן בכלכלה האנושית הוא כרייה של פוספטים, לפיכך מדובר במשאב מתכלה. מספר חוקרים טוענים כי מאגרי הזרחן יתכלו בתוך 50-100 שנה ויגיעו לשיא תפוקת הזרחן (Peak Phosphrus), השנה בה תפוקת הזרחן השנתית תהיה הגבוהה ביותר, כבר בשנת 2030. [4] לעומת זאת, טוען מרכז פיתוח הדשנים הבינלאומי, בדו"ח משנת 2010, כי מאגרי הזרחן יספיקו לכמה מאות שנים[5]
במהלך המאה ה-20 הפיקה ארצות הברית כמות כוללת של - 1.9 מיליארד טונות של סלעי זרחה, במשך תקופה זו היא הפיקה 30%-50% מסך סלעי הזרחה בעולם. ארצות הברית הגיעה לשיא הפקת זרחן בשנת 1980 שבה נכרו במדינה 54 מיליון טונות של סלעי זרחה, ונכון לשנת 2012 היא הפיקה על 30 מיליוני טונות סלעי פוספט לשנה, כמות נמוכה מזו שנכרתה בשנת 1966. [8] בנוסף ארצות הברית שהייתה אחת היצואניות הגדולות של סלעי זרחה בעולם, וייצא בשנת 14 מיליוני טונות בשנת 1980, הקטינה את ייצוא הסלעים. בשנת 2000 ייצאה ארצות הברית רק 0.3 מיליוני טונות, והחל משנת 2004 הפסיקה לחלוטין את ייצוא סלעי הזרחה מתחומה. זאת למרות שעל פי רישומי הסקר הגאולוגי של ארצות הברית, למדינה זו עוד עתודות גדולות של סלעי פוספט.
במקביל הגדילה ארצות הברית את ייבוא סלעי הפוספט, נכון לשנת 2012 הוא הגיע ל-3 מיליוני טונות, שהם כ-10% מסך ההפקה המקומית.[9]
בישראל קיימים מרבצי זרחה רבים, במיוחד באזור ים המלח, והמדינה מייצאת כמויות של כ-7.5 מיליון טונות זרחה בכל שנה, כמות שדומה בהקיפה לרבע מכלל התפוקה של ארצות הברית.
מדינת נאורו הקטנה שבאוקיינוס השקט היו קיימים כמה ממרבצי הזרחה הגדולים בעולם; רוב כלכלתה של מדינה זו נשענה על כריית הזרחה, עד שמרבצים אלה נגמרו, דבר שהביא להתמוטטות כלכלית וחברתית של האי.
השפעות סביבתיות של פוספטים
זיהום ימי עקב שפכים המכילים זרחן
הוספה של כמות גבוהה של פוספט לסביבה הטבעית ולמיקרו-סביבות שבהן היא בדרך כלל נדירה, היא בעלת השפעה סביבתית חזקה על מערכות אקולוגיות. לדוגמה יכול להתרחש גידול עצום באוכלוסייה של יצור חי אחד על חשבון שאר המינים, ואז קריסה של האוכלוסיות שנשללו מהן משאבים חיוניים כמו חמצן (ראו איטרופיקציה).
זיהום מכריית הזרחה
| מסרטן וודאי |
|
מרבצי פוספטים שנכרו מבטן האדמה יכולים להכיל כמויות גבוהות של מתכות כבדות. פעולות כרייה ועיבוד של סלעי זרחה עלולות להשאיר אחריהן ערימות פסולות גדולות עם ריכוזים גבוהים יחסית של קדמיום, עופרת, ניקל, נחושת, כרום ואורניום, מתוכם קדמיום עופרת ואורניום הם גורמים המוכרים כמסרטנים לבני אדם. בלי ניהול נכון, ערימות אלו עלולות לזלוג למי התהום ולהוביל לזיהום מים חמור. ספיגה של חומרים אלה על ידי צמחים, אצות או בעלי חיים ימיים יכולה להוביל להגדלת הריכוז של מתכות רעילות במעלה שרשרת המזון ומשם לגרום לזיהום במזון.
זרחות כאיום קיומי עולמי
הן כמות גדולה מידי של שימוש בזרחות והן מחסור בזרחות עלולים להוות פגיעה אנושה בכלכלה האנושית על ידי פגיעה במערכות אקולוגיות מחד, ופגיעה בחקלאות מאידך. היות וזרחה היא מוצר מתכלה, בחקלאות בת קיימא יש שאיפה להחליף כרייה שלה במעגלים סגורים המשלבים קומפוסט, וטכנולוגיות נוספות כדי לחקות את מחזור הזרחן הטבעי. מצד שני יש קושי לעבור במהירות לחקלאות נטולת כריית זרחות בגלל שהדבר עלול לפגוע בפריון החקלאי או להצריך להגדיל את התשומות הניתנות לגידולי חקלאות, ובכך לייקר את מחיר המזון.
מחסור בזרחות לחקלאות
איום קיומי אחד הקשור בזרחות הוא מחסור בדשן כימי או התייקרות חזקה מידי של הדשן הכימי בצורה שתשפיע לרעה על החקלאות העולמית. כאמור זרחן הוא מוצר חיוני למערכות ביולוגיות ולצמחים, אין לו חלופה בהיותו יסוד כימי. בעוד שזרחן הוא יסוד כימי נפוץ למדי בכרום כדור הארץ, ריכוזים גבוהים שלו הם נדירים למדי. ככל שמתקדם תהליך הכרייה מאגרים אלה מתכלים ומגיעים להפקת מאגרים פחות ופחות איכותיים, תוך צורך בהשקעת אנרגיה גבוהה יותר.
בעוד שרוב הגופים הדנים במחסור בזרחה מדברים על תאריך התכלות מרבצי הזרחה, שיא תפוקת הזרחה שאחריו יכולה להתרחש התייקרות מתמדת של המשאב, עלול להתרחש בתאריך מוקדם בהרבה. התייקרות כזו עלולה לגורר ייקור של ייצור המזון שמצד אחד עלול לפגוע בחקלאים קטנים ומצד שני ייקר את המזון לתושבים עניים, שני דברים אלה עלולים ליצור תסיסה חברתית.
שיבוש מחזורי הזרחן והרס האקולוגיה באוקיינוס
במאמר גבולות פלנטריים משנת 2009 קובעים אקולוגים כי מחזור הזרחן (יחד עם מחזור החנקן) הוא אחד מתשעה הגבולות הקריטיים להמשך קיומה של הכלכלה האנושית. בכלכלה בת קיימא זרם זרחן השנתי שנכנס לאוקיינוסים לא יעלה על פי 10 מכמות הבלייה הטבעית של זרחן.
קיימת טענה כי חציה של ערכי סף של זרימת זרחן אל האוקיינוסים היא גורם מכריע לאירועי אנוקסיה כלל עולמיים באוקיינוסים (Ocean anoxic events -OAE) שיכולים להסביר הכחדות המונית שהתרחשו בעבר של בעלי חיים בים. (Handoh and Lenton 2003). מאמינים כי לולאת משוב בין זרחן, אנוקסיה ויצרנות ימית משפיעה על מצב החמצן באוקיינוסים.
ראו גם
קישורים חיצוניים
- זרחה בוויקיפדיה האנגלית
- סלעי הפוספט, עבר גאולוגי, הווה כלכלי, ועתיד לא ברור, דוד סודרי, גליליאו, מרץ 2007
- דו"ח הוועדה הבינמשרדית לבחינת משק הפוספטים בישראל משרד התשתיות הלאומית, האנרגיה והמים, 2013
הערות שוליים
- ^ Q&A on the carcinogenicity of the consumption of red meat and processed meat, International Agency for Research on Cancer , 2015,ארגון הבריאות העולמי
- ^ כל הרעל שמסתתר בבשר שאנחנו אוכלים נטע אחיטוב, הארץ, 13.07.2012
- ^ peak_phosphorus JAMES ELSER, STUART WHITE, APRIL 20, 2010
- ^ Cordell, Dana; Drangert, Jan-Olof; White, Stuart (May 2009). "The story of phosphorus: Global food security and food for thought". Global Environmental Change (Elsevier) 19 (2): 292–305. doi:10.1016/j.gloenvcha.2008.10.009
- ^ ifdc.org - IFDC Report Indicates Adequate Phosphorus Resources, sep-2010
| חקלאות | |
|
רקע: ייצור ראשוני - מחזור הזרחן - מחזור החנקן - קרקע - ציידים לקטים - המהפכה החקלאית - המהפכה הירוקה - חקלאות תעשייתית - פריון חקלאי - שימושי קרקע - דשן - הומוס - צפיפות אוכלוסין פיזיולוגית - חקלאות בישראל |
 |
|
אתגרי קיימות בחקלאות: בליית קרקע - מדבור - משבר המים העולמי - התחממות עולמית - חומרי הדברה - דשן כימי - שיא תפוקת הנפט - שיא תפוקת הזרחן - חקלאות כרות והבער - הנדסה גנטית - השפעות סביבתיות של מזון מהחי - ביטחון תזונתי - נעילה טכנולוגית | |
|
חקלאות בת קיימא: חקלאות בת קיימא - אגרואקולוגיה - פרמקלצ'ר - ביו אינטנסיב - טכנולוגיה נאותה - קומפוסט - שמירת זרעים - גידולים משולבים - סיעוף - יערנות חקלאית - קציר מי נגר - מזון אורגני - מזון מקומי - גינה קהילתית - חקלאות נתמכת קהילה - הקרן לביטחון תזונתי - תוכנית אב לחקלאות בת קיימא | |
|
ספרים וסרטים: התמוטטות - רובים חיידקים ופלדה - גבולות לצמיחה - תכנית ב' - עולם מלא, צלחות ריקות - מהפיכת הקנה הבודד - הסיוט של דרווין - מלך התירס - עתיד המזון - כוחה של קהילה | |