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Artigo

A half-century of global phosphorus flows, stocks, production, consumption, recycling, and environmental impacts

Resumo

Muitos aspectos contemporâneos do ciclo global do fósforo foram avaliados nos últimos anos, mas ainda não foi apresentado um quadro abrangente ao longo do tempo. Neste trabalho, geramos um quadro quantitativo detalhado dos estoques e fluxos dinâmicos de fósforo, tanto para uso humano quanto animal, de 1961 a 2013. Durante esse meio século, o consumo total de fósforo quintuplicou, chegando a 31 milhões de toneladas métricas (31 Tg). No entanto, as perdas e os desvios da extração para o consumo final fazem com que apenas cerca de 22% do fósforo extraído seja de fato consumido como alimento humano. As práticas agrícolas também mudaram, com os resíduos das fazendas cedendo lugar aos fertilizantes manufaturados como a principal fonte de fósforo. Os usos não alimentares, como detergentes e revestimentos metálicos, eram cerca de cinco vezes maiores em 2013 do que em 1961, embora atualmente representem apenas cerca de um quarto de todo o uso de fósforo. Os fluxos de resíduos de fósforo para a água, dominados por operações agrícolas em 1961, agora foram superados pela perda da mineração de rocha fosfática. De modo geral, o ciclo do fósforo mostra um histórico de ineficiência e perda, mas também muitas oportunidades de melhorias que poderiam levar a uma situação muito mais sustentável no futuro.



Abstract

Many contemporary aspects of the global phosphorus cycle have been evaluated over the last several years, but a comprehensive picture over time has not yet been provided. In this work, we generate a detailed quantitative picture of dynamic phosphorus stocks and flows, for both human and animal uses, from 1961 to 2013. During that half-century, total phosphorus consumption has increased fivefold, to 31 million metric tons (31 Tg). However, losses and diversions from extraction to final consumption result in only about 22% of the extracted phosphorus being actually consumed as human food. Agricultural practices have changed as well, with on-farm wastes yielding to manufactured fertilizers as the primary source of phosphorus. Non-food uses such as detergents and metal coatings were about five times larger in 2013 than in 1961, though they currently account for only about a quarter of all phosphorus use. Waste phosphorus flows to water, dominated by agricultural operations in 1961, have now been overtaken by loss from phosphate rock mining. Overall, the phosphorus cycle shows a history of inefficiency and loss, but also many opportunities for improvements that could lead to a much more sustainable situation going forward.


M. Chen
T. E. Graedel

2016 - Global Environmental Change

Palavras-chave:

Fluxos, estoque, produção e consumo, reciclagem, impactos ambientais

Termos de indexação:

Ciclo do fósforo, extração de rocha fosfática, eficiência no uso de nutrientes, perdas de fósforo, fertilizantes fosfatados, resíduos agrícolas, segurança alimentar

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