美國國家科學(xué)基金會(huì)今天宣布，北卡羅來納州立大學(xué)將領(lǐng)導(dǎo)一項(xiàng)國家研究工作，以減少對(duì)開采磷酸鹽的依賴以及滲入土壤和水中的磷量。研究將側(cè)重于與糧食安全和環(huán)境質(zhì)量相關(guān)的問題。
NSF 科學(xué)與技術(shù)中心——磷可持續(xù)性科學(xué)與技術(shù) (STEPS)——將總部設(shè)在北卡羅來納州百年校園。這是北卡羅來納州與八個(gè)合作機(jī)構(gòu)的共同努力。該中心由最初五年的 2500 萬美元贈(zèng)款提供資金，該贈(zèng)款可再延長五年。
磷的可持續(xù)性是一個(gè)重要而緊迫的社會(huì)問題。磷是一種必不可少的化學(xué)元素，在食品系統(tǒng)中使用的肥料中起著至關(guān)重要的作用。但供應(yīng)方面存在問題——該行業(yè)依賴于可能很快就會(huì)枯竭的開采的不可再生磷酸鹽——以及系統(tǒng)效率低下和下游對(duì)環(huán)境的影響。
“北卡羅來納州有能力為需要大量跨學(xué)科工作和創(chuàng)新的社會(huì)挑戰(zhàn)提供有效的解決方案，我們很高興能夠領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)關(guān)鍵工作，”北卡羅來納州州長蘭迪伍德森說。“STEPS 有雄心勃勃的目標(biāo)，有可能在磷的可持續(xù)性方面產(chǎn)生巨大的影響。”
這些雄心勃勃的目標(biāo)包括在 25 年內(nèi)將人類對(duì)開采磷酸鹽的依賴減少 25%，并將磷對(duì)土壤和水資源的損失減少 25%，從而提高糧食系統(tǒng)的恢復(fù)能力并減少對(duì)環(huán)境的破壞。
當(dāng)前的糧食生產(chǎn)系統(tǒng)嚴(yán)重依賴磷肥，其中大部分來自在美國以外開采的不可再生磷酸鹽礦床。一旦進(jìn)入食品系統(tǒng)，由于多重系統(tǒng)損失和低效率，只有 20% 的輸入磷最終被納入人類飲食。“丟失”的磷會(huì)在土壤和淡水資源中積累。
“磷驅(qū)動(dòng)的藻華會(huì)損害安全的飲用水和海洋生物，并且磷向海洋的不斷增加也導(dǎo)致沿海死區(qū)擴(kuò)大，”北卡羅來納州植物和微生物生物學(xué)教授、中心合作者羅斯索扎尼說。 -副主任。“如果不進(jìn)行干預(yù)，隨著世界人口到 2050 年再增加 20 億，涉及磷的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)性問題將升級(jí)。”
“STEPS 開發(fā)材料、技術(shù)和最佳管理實(shí)踐來回收、回收和再利用磷，”該中心主任兼北卡羅來納州立大學(xué)材料科學(xué)與工程教授 Jacob Jones 說。“回收和再利用磷意味著開發(fā)技術(shù)和方法來捕獲土壤和地表水以及動(dòng)物和人類排泄物中‘丟失’的磷，然后將回收的磷重新用于肥料。”
“STEPS 的建立確實(shí)是一個(gè)分水嶺事件，”蒙大拿大學(xué)比爾曼生態(tài)學(xué)教授兼該項(xiàng)目的聯(lián)合首席研究員 Jim Elser 說。“在全球范圍內(nèi)，農(nóng)業(yè)造成的磷損失現(xiàn)在是湖泊和河流水質(zhì)惡化的主要驅(qū)動(dòng)因素。然而，在未來幾十年中，廣泛使用磷肥對(duì)于實(shí)現(xiàn)糧食安全仍然至關(guān)重要。將那個(gè)圓平方是 STEPS 將努力解決的“棘手問題”。這確實(shí)是一個(gè)令人興奮的發(fā)展，它將在 STEPS 團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)下將全球磷可持續(xù)性運(yùn)動(dòng)的重心轉(zhuǎn)移到美國。”
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