Fosfór og hringrás hans á Íslandi

Snjólaug Tinna Hansdóttir

Jarðvísindadeild

Háskóli Íslands

2014

Fosfór og hringrás hans á Íslandi

Snjólaug Tinna Hansdóttir

10 eininga ritgerð sem er hluti af

Baccalaureus Scientiarum gráðu í jarðfræði

Leiðbeinendur Kristín Vala Ragnarsdóttir

Utra Mankasingh

Jarðvísindadeild

Verkfræði- og náttúruvísindasvið Háskóli Íslands

Reykjavík, Júní 2014

Fosfór og hringrás hans á Íslandi

10 eininga ritgerð sem er hluti af Baccalaureus Scientiarum gráðu í jarðfræði

Höfundarréttur © 2014 Snjólaug Tinna Hansdóttir

Öll réttindi áskilin

Jarðvísindadeild

Verkfræði- og náttúruvísindasvið

Háskóli Íslands

Sturlugata 7

101 Reykjavík

Sími: 525 4600

Skráningarupplýsingar:

Snjólaug Tinna Hansdóttir, 2014, Fosfór og hringrás hans á Íslandi, BS ritgerð,

Jarðvísindadeild, Háskóli Íslands, 51 bls.

Prentun: Háskólaprent

Reykjavík, maí 2014

Yfirlýsing höfundar

Hér með lýsi ég því yfir að ritgerð þessi er samin af mér og að hún hefur hvorki að hluta né

heild verið lögð fram áður til hærri prófgráðu.

____________________________________

Snjólaug Tinna Hansdóttir

kt. 290891-2569

maí 2014

Útdráttur

Náttúruleg hringrás fosfórs í heiminum og þar með talið á Íslandi hefur verið rofin. Með

aukinni vinnslu á fosfór úr bergi til áburðarframleiðslu, flæðir fosfór á mun meiri hraða til

sjávar en hann gerði í sinni náttúrulegu hringrás. Á Íslandi er fosfór fluttur inn í formi

matvæla, fóðurs og áburðar um 155 tonn árlega. Að auki innihalda kjötvörur, fiskmeti,

ávextir og grænmeti, sem framleitt er og ræktað hérlendis, um 1.355 tonn af fosfór. Það

fosfórmagn sem er útflutt eða er skilað til sjávar er þó 2.269 tonn og því mun meira en allt

það sem innflutt er eða framleitt hér á landi. Eins og fram kemur í ritgerðinni eru ýmsir

möguleikar á að laga núverandi stöðu fosfórhringrásarinnar. Það er nauðsynlegt að bæta

hringrás og endurvinnslu, þar sem ekkert annað efni getur komið í stað fosfórs sem er

nauðsynlegur öllu lífi. Hægt er að minnka það magn skólps sem fer til sjávar með því að

taka upp aðra kosti en vatnssalerni og endurvinna og nýta úrgang sem áburð. Náttúrulegt

samlífi plantna og sveppa er kjörið til að auka fosfórupptöku plantna í stað þess að nota

tilbúinn áburð og auka endurvinnslu á þeim fosfór sem unninn er. Þetta er aðeins hluti af

þeim hugmyndum sem uppi eru til að minnka það magn fosfórs sem fer til spillis í

fosfórhringrásinni. Það eru því ýmsir möguleikar fyrir hendi, við þurfum bara að

framkvæma.

Abstract

The phosphorus cycle has been broken. By mining phosphorus from phosphorus-rich rock

to make fertilizer we have changed the natural phosphorus cycle. Now phosphorus flows

much faster from land to sea. The amount that is imported to Iceland in the form of food

and fertilizer is around 155 tonnes every year. The production of meat, fish, fruit and

vegetables is estimated to be 1.355 tonnes of phosphorus. The amount that is exported as

products and emitted to the sea as waste is 2.269 tonnes. By looking at these numbers we

can see that there is more of phosphorus that is put to sea than is imported and produced in

Iceland. There are many possibilities to help fix the cycle that human kind has opened. It is

important to improve the cycle of phosphorus since there is no replacement for this

essential element for life. It is possible to reduce the amount of sewage that goes to the sea

by using composting toilets and recycle the waste for fertilizer. Also natural mychorriza of

plants and mushrooms are good to increase the phosphorus uptake of plants instead of

using fertilizer. Also it is important to increase recycling of the phosphorus that has already

been mined. The ideas introduced in this paper are only a fraction of the ideas that are

aldready being modified and put into motion. So it is possible to reduce the amount of

phosphorus that goes to waste in the phosphorus cycle, we just have to do it.

v

Efnisyfirlit

Myndir ................................................................................................................................. vi

Töflur .................................................................................................................................. vii

Þakkir ................................................................................................................................ viii

Inngangur ............................................................................................................................. 1

1 Fosfór í náttúrunni .......................................................................................................... 3 1.1 Náttúruleg hringrás .................................................................................................. 3

1.2 Fosfórgeymar náttúrunnar ....................................................................................... 4 1.3 Breytingar frá náttúrulegri hringrás ......................................................................... 6

2 Fosfórnýting lífvera ........................................................................................................ 7 2.1 Nýting plantna ......................................................................................................... 7 2.2 Nýting dýra og manna ............................................................................................. 7

3 Fosfórvinnsla og notkun ................................................................................................. 9 3.1 Vinnsla úr bergi ....................................................................................................... 9 3.2 Vinnsla úr öðru en bergi ........................................................................................ 10

3.3 Áburðarnotkun....................................................................................................... 10 3.3.1 Náttúrulegur áburður .................................................................................... 10

3.3.2 Tilbúinn áburður .......................................................................................... 11 3.4 Úrgangur ................................................................................................................ 11

3.5 Ofauðgun ............................................................................................................... 12

4 Fosfór á Íslandi .............................................................................................................. 15 4.1 Aðferðir við útreikninga ........................................................................................ 15 4.2 Ferli kjötvöru ......................................................................................................... 16

4.3 Ferli fiskmetis ........................................................................................................ 18 4.4 Ferli grænmetis ...................................................................................................... 19 4.5 Hringrás fosfórs á Íslandi ...................................................................................... 20

5 Heimsskortur ................................................................................................................. 23

6 Sjálfbær þróun .............................................................................................................. 27 6.1 Möguleg skref til að loka fosfórhringrásinni ......................................................... 27

7 Niðurstöður .................................................................................................................... 31

Heimildir ............................................................................................................................ 33

Viðauki A ............................................................................................................................ 39

vi

Myndir

Mynd 1 Hringrás fosfórs í náttúrunni (unnið út frá Ruttenberg, 2003). Geymar eru

táknaðir með kassa og númerin merkja hina fjóra aðal ferla

fosfórhringrásarinnar. ......................................................................................... 4

Mynd 2 Myndun apatíts á landgrunni (unnið út frá upplýsingum frá Kristínu Völu

Ragnarsdóttur, 2014). ......................................................................................... 5

Mynd 3 Hlutverk fosfats í erfðaefninu DNA. Kjarnsýrur eru byggðar upp af kirnum

sem innihalda sykru, fosfat og niturbasa (unnið út frá Parker, 2007). ............... 8

Mynd 4 Lífssnauð svæði á jörðinni. Rauðir hringir sýna staðsetningu og stærð

lífssnauðra svæði, svartir punktar sýna hvar lífssnauð svæði hafa verið

uppgötvuð en stærðin er óþekkt (Simmon og Allen, 2010). ............................ 14

Mynd 5 Notkun fosfóráburðar á Íslandi 1977-2012 (Hagstofa Íslands 2013). ................... 15

Mynd 6. Ferli kjötvöru á Íslandi .......................................................................................... 17

Mynd 7 Ferli fiskmetis á Íslandi. ........................................................................................ 19

Mynd 8 Ferli grænmetis á Íslandi. ...................................................................................... 20

Mynd 9 Hringrás fosfórs á Íslandi....................................................................................... 22

Mynd 10 Ferill fosfór framleiðslu (Heimild: Cordell, Dragert and White, 2009) .............. 24

Mynd 11 Hámarksframleiðsla auðlinda a) Upphaflegur Hubbert ferill fyrir olíu

(Sverdrup o.fl., 2012) b) Heimsframleiðsla á fosfat bergi eftir gæðum,

production 1: góð gæði, production 2: miðlungs gæði, production 3: lítil

gæði (Sverdrup o.fl., 2013) c) Magn af plægðum jarðvegi í heiminum

(Sverdrup o.fl., 2013) d) Fiskveiðar í heiminum (Sverdrup o.fl., 2013). ......... 24

Mynd 12 Áburðarverð í Bandaríkjunum 1970-2010. Grænu súlurnar sýna verð fyrir

fosfór áburð (Heimild: United States Department of Agriculture, 2011). ....... 25

vii

Töflur

Tafla 1 Fosfórgeymar jarðarinnar, magn og dvalartími fosfórs í hverjum þeirra.

(Ruttenberg, 2003) (Richey, 1983). .................................................................... 5

Tafla 2 Flæði milli fosfór geyma í náttúrunni (Richey, 1983). ............................................ 6

Tafla 3 Útreikningar fyrir ferli kjötvöru á Íslandi (mælieining: tonn). .............................. 17

Tafla 4 Útreikningar fyrir ferli fiskmetis á Íslandi (mælieining: tonn). ............................. 18

Tafla 5 Útreikningar fyrir ferli grænmetis og ávaxta á Íslandi (mælieining: tonn). ............ 19

Tafla 6 Heildarútreikningar fyrir fosfórhringrás (mælieining: tonn). Neikvæðar

stærðir tákna magn sem tapast úr hringrás á Íslandi. ........................................ 21

Tafla 7 Spár um hvenær skortur á fosfór muni verða, miðað við hlutfall

endurvinnslu.. ................................................................................................... 29

viii

Þakkir

Ég vil þakka leiðbeinendum mínum þeim Kristínu Völu Ragnarsdóttur og Utru

Mankasingh sérstaklega fyrir góða aðstoð í gegnum allt ferlið. Góðar hugmyndir að nálgun

á efninu og aðstoð við grunnskilning á fosfór.

Harald U. Sverdrup fær einnig góðar þakkir fyrir aðstoð við grunnteikningar á hringrás

fosfór og ferli framleiðslu á Íslandi. Það hjálpaði mikið að sjá þetta á myndrænu formi og

jók það skilning á helstu ferlum.

Foreldrar mínir Snjólaug Elín Bjarnadóttir og Hans Kristjánsson eiga líka þakkir skilið

fyrir að halda mér við efnið og lesa yfir síðasta yfirlestur.

Að lokum vil ég þakka Braga Þorsteinssyni fyrir að hafa þolinmæði í að hlusta á mig tala

um fosfór daginn út og inn. Síðast en ekki síst vil ég þakka Lilju Björgu Magnúsdóttur,

Ingibjörgu Kristínu Jónsdóttur, Elínborgu Ellenardóttur og Berglindi Friðriksdóttur sem

gerðu mér þann greiða að lesa yfir ritgerðina og sjá hvort hún væri skiljanleg.°

1

Inngangur

Fosfór er lífsnauðsynlegt frumefni og þar með þurfa allar lífverur fosfór til að lifa. Fosfór

er undirstaðan í landbúnaði heimsins í dag þar sem áburður sem borinn er á

landbúnaðarsvæði inniheldur fosfór. Stærstur hluti áburðarins er unnin úr fosfórríku

setbergi sem myndast hefur á sjávarbotni. Í kjölfar aukinnar fólksfjölgunar hefur

fæðuframleiðsla aukist og þar með nýting á fosfór í landbúnaði. Nú er mannkynið komið á

þann stað að við höfum farið fram yfir hámarksframleiðslu fosfórs og hefur framleiðslan

farið minnkandi eftir að það gerðist. Það kemur sér ekki vel þar sem jarðarbúum fjölgar

með hverju árinu og ef við ætlum að viðhalda fæðuöryggi fyrir allt þetta fólk þurfum við

að breyta lífstíl okkar. Það er mikilvægt því að við þurfum fosfór til að lifa og það er ekkert

annað efni sem getur komið í staðinn fyrir hann. Vegna auðlindaskorts hefur heimsverð á

fosfór hækkað umtalsvert og áburðarnotkun í mörgun löndum minnkað í kjölfarið. Á

meðal þessara landa er Ísland en áburðarnotkun hefur hefur minnkað töluvert frá 1977.

Samkvæmt tölum frá hagstofunni er minnkunin frá um það bil 3500 tonnum af fosfór á ári

og niður í um það bil 1500 tonn árið 2012. Í þessu verkefni er fosfór og sérstaða hans

könnuð til hlítar og hringrás hans í náttúrunni skoðuð. Nýtingu hans er lýst, hvernig hann

er unnin til áburðarnotkunar og áhrif ofnotkunar. Tekin er saman tölfræði um hringrás

fosfórs á Íslandi, þ.e. hvaðan Íslendingar fá sinn fosfór og hvað verður um hann. Til að

skoða hvar fosfór finnst á Íslandi og hvernig hann er nýttur voru gerðir útreikningar út frá

gildum sem til eru um magn framleiðsluvara á Íslandi og meðalmagn fosfórs í ýmis konar

matvöru. Með því að íhuga þessi atriði er hægt að skoða eins konar fosfór hringrás fyrir

Ísland. Þetta eru dæmi um atriði sem þarf að rannsaka og skoða með tilliti til fosfórskorts á

jörðinni og fæðuöryggis framtíðarinnar. Mögulegar lausnir þessu tengt ígrundaðar tengdar

þessu og spurningunni um hvort unnt sé að loka fosfórhringrásinni á Íslandi svarað.

3

1 Fosfór í náttúrunni

Fosfór er frumefni sem hefur sætirstöluna 15 í lotukerfinu og atómmassann 30.97 g/mól.

Fosfór er ólíkt mörgum öðrum frumefnum. Það finnst ekki í náttúrunni sem frjálst efni

heldur aðeins í samböndum við önnur efni, vegna hvarfgirni þess (Ashley, Cordell og

Mavinic, 2011). Fosfór er nauðsynlegt næringarefni fyrir allt líf, tekur þátt í

lífefnafræðilegum efnahvörfum í erfðaefni og orkuflutning í lífverum (Ruttenberg, 2003).

1.1 Náttúruleg hringrás

Hringrás fosfórs á jörðinni hefur fjóra aðal ferla. Í fyrsta lagi er það tektonísk upplyfting og

afhjúpun fosfórríks setbergs fyrir veðrunaröflum. Í öðru lagi er það veðrunaröflin, bæði

aflveðrun og efnaveðrun, sem veðra bergbrot úr bergi og mynda jarðveg. Einnig sjá

veðrunaröflin um að útvega ám fosfór agnir og uppleystan fosfór. Í þriðja lagi er svo um að

ræða flutning fosfórs með vatnsstraumum til stöðuvatna og til sjávar. Síðasti efnisþátturinn

veldur setmyndun á hafsbotni þar sem bæði lífrænt og ólífrænt fosfat er grafið í seti.

Hringrásin byrjar svo að nýju við upplyftingu þessa fosfórríka sets (Ruttenberg, 2003). Á

mynd 1 er náttúruleg hringrás fosfórs með helstu fosfór geymum og ferlum.

Plöntur fá þann fosfór sem þær þurfa úr jarðveginum. Hann kemur að mestu leyti frá bergi

með fosfórríku apatíti ((Ca5(PO4)3)(F,Cl,H)) sem hefur verið lengi að myndast (Ashley o.fl.,

2000). Upphaflega var apatítið leifar vatnalífvera eins og t.d. þörunga, skelja og kóralla.

Leifarnar grófust á sjávarbotni og fluttust til yfirborðs á milljónum ára. Þessi flutningur

varð vegna landriss í kjölfar hreyfinga jarðskorpuflekanna. Eftir að bergið var komið á

uppá yfirborð veðrast það svo niður af vindi og regni (Ashley o.fl., 2011). Fosfór berst

þannig frá veðruðu berginu til áa. Ár eru aðal flutningsleið fosfór frá landi til sjávar.

Efnafræðilegt form fosfórs í ám er svo mismunandi eftir jarðfræði hvers vatnasviðs fyrir

sig, umfangi rofs á undirlag straumsins og eðli árinnar sjálfrar. Vegna mikillar hvarfgirni

fosfór agna er stærstur hluti fosfórs í ám tengdur efnisögnum í vatninu, þ.e. fosfór agnir

verða samloðnar við annars konar agnir í ánum. Aukið magn næringarefna í ám, vötnum

og á strandsvæðum getur leitt til óhóflegrar uppsöfnunar á ljóstillífandi lífmassa og

vistkerfið getur þá breyst í óæskilegt þörungakerfi. Þegar svona óhófleg uppsöfnun verður

örvast virkni í botnseti sem nýtir súrefni sem leiðir stundum til þróunar á súrefnissnauðu

seti og botnvatni (Ruttenberg, 2003).

Þegar út í sjó er komið fylgir hringrás fosfórs öðrum næringarhringrásum eins og

hringrásum kolefnis og köfnunarefnis. Hringrásir næringarefnanna í gegnum ljóstillífun

plöntusvifs leggur grunninn að fæðukeðjum sjávar (Ruttenberg, 2003). Í úthöfunum er

stærstur hluti fosfórs tengdur lífrænum efnum sem eru endurunnin í yfirborðssjó. Lífræna

efnið sekkur svo til botns ásamt rykögnum úr andrúmsloftinu. Botnset sjávar inniheldur

bæði ólífræn og lífræn efni sem hafa verið flutt til sjávar með ám. Eina leiðin fyrir fosfór til

að losna úr sjónum er greftrun með sjávarseti. Það form sem fosfórinn grefst á hefur áhrif á

hversu mikið setið veðrast þegar það kemst upp á yfirborðið við landlyftingu (Ruttenberg,

2003). Með þessi ferli í huga má því segja að hringrás fosfórs á jörðinni er líf-

jarðefnafræðileg hringrás því að bæði lífefnafræðileg og jarðefnafræðileg hvörf og ferli

eiga sér stað innan hennar (Ruttenberg, 2003).

4

Mynd 1 Hringrás fosfórs í náttúrunni (unnið út frá Ruttenberg, 2003). Geymar eru

táknaðir með kassa og númerin merkja hina fjóra aðal ferla fosfórhringrásarinnar.

1.2 Fosfórgeymar náttúrunnar

Þar sem fosfór er mjög hvarfgjarnt efni finnst það ekki eitt og sér heldur aðeins í

efnasamböndum við önnur efni (Ruttenberg, 2003). Eins og nefnt var í síðasta undirkafla

kemur fosfór í hringrásinni frá bergi sem inniheldur þetta mikilvæga frumefni. Bergið

byrjar að myndast sem set á landgrunninu. Apatít verður til þar sem uppstreymi er á

köldum fosfatríkum djúpsjó. Þetta á sér stað þegar vindar blása yfirborðssjó í burtu og

djúpsjór rís upp til að koma í stað hans (NOAA, á.á). Þessi kaldi næringarríki djúpsjór sem

rís upp flæðir svo yfir grunnsævið og mætir hlýju kalsíum ríku árvatni, efnahvörf eiga sér

stað og út fellur apatít (sjá mynd 2). Einnig getur apatít myndast við blöndun kaldra og

hlýrra sjávarstrauma. Fosfórríkar steindir eru torleystar í basísku vatni. Basískt vatn verður

þess vegna oft yfirmettað af kalsíum fosfati sem fellur svo út vatninu þegar til sjávar er

komið. Sjávarlífverur eins og þörungar, svif, skelfiskur og hryggdýr taka svo upp

fosfórblönduð næringarefnin. Stoðgrindur og leifar þessara sjávarlífvera ásamt ólífrænum

apatítútfellingum mynda stór og þykk svæði fosfatssets. Ef uppstreymi djúpsjávar

viðheldur sér geta þessi setlög orðið mjög þykk og víðfeðm. Strandstraumar færa svo setið

til og yfir á dýpri svæði sjávar (Guilberg og Park, 1986). Apatít er aðal fosfórsteindin í

bergi. Það hefur rúma kristalgrind og efnasamsetningin getur því verið breytileg.

Umhverfisaðstæður þurfa að vera sérstakar svo að apatít geti safnast upp. Víðáttumikil

apatítsvæði finnast þó við austurjaðra úthafa þar sem vinddrifið uppstreymi næringarríks

djúpsjávar viðheldur líffræðilegu samfélagi í yfirborðssjó sem síðar sekkur til botns og

myndar botnset (Ruttenberg, 2003).

5

Mynd 2 Myndun apatíts á landgrunni (unnið út frá upplýsingum frá Kristínu Völu

Ragnarsdóttur, 2014).

Eftir að fosfórít bergið kemst uppá yfirborðið vegna tektónískra afla er bergið nýtt í

námuvinnslu fyrir fosfóráburð. Við veðrun bergs leysist apatít upp og plöntur geta þá tekið

upp fosfórinn. Veðrun bergs er því aðal uppruni fosfórs í jarðvegi sem er undirstaða

gróðurs á landi. Fosfór er svo skilað aftur í jarðveginn við rotnun plantna (Ruttenberg,

2003). Lífmassi á landi inniheldur miklu minna magn fosfórs en berg og jarðvegur en

mestan lífmassa er að finna í skógum Norður Ameríku, fyrrum Sovétríkjunum, Suður-

Ameríku og í regnskógum Afríku þar sem mikið er af plöntum. Þrátt fyrir að mikið magn

uppleysts fosfórs sé í sjónum er lítill hluti þess í lífmassa hafsins. Þetta er vegna þess að

stór hluti fosfórsins er fyrir neðan hið virka lag sjávar, þar sem ljóstillífandi lífverur geta

ekki þrifist (Richey, 1983). Hluti fosfór agna í jarðvegi flyst þaðan til straumvatna en

einnig flyst lítill hluti til andrúmsloftsins, með vindi, en þar er dvalartími fosfórs mjög

stuttur. Fosfór hringrásin hefur því ekki mikilvægan gasfasa í andrúmsloftinu líkt og

hringrásir kolefnis og köfnunarefnis hafa (Richey, 1983).

Við athugun á fosfór magni í náttúrulegum geymum voru athugaðar tvær mismunandi

töflur sem gáfu sömu stærðargráður á fosfórmagninu. Meðaltal var tekið á þessum töflum.

Einnig fengust upplýsingar um grófan dvalartíma fosfórs í hverjum þessara geyma frá

Ruttenberg (2003). Það þarf að hafa hugfast að við útreikninga á stærð fosfórgeyma og

flæðis milli þeirra getur verið töluverð óvissa. Upplýsingar um fosfór magn í hinum ýmsu

geymum ásamt dvalartíma má finna í töflu 1.

Tafla 1 Fosfórgeymar jarðarinnar, magn og dvalartími fosfórs í hverjum þeirra.

(Ruttenberg, 2003) (Richey, 1983).

Geymir Magn fosfór (tonn) Dvalartími

Setlög 1,64*1015

42-201 milljón ár

Jarðvegur 2,38*1011

425-2311 ár

Lífmassi á landi 2,70*109 13-48 ár

Yfirborðssjór 0-300 m (uppleystur P) 2,71*109 2,46-4,39 ár

Djúpsjór 300-3300 m (uppleystur P) 8,70*1010

1502 ár

Lífríki í sjó 8,94*107 16-89 dagar

Fosfór sem hægt er að vinna 8,50*107 718-1654 ár

Fosfór í andrúmslofti 2,75*104 80 klst

6

1.3 Breytingar frá náttúrulegri hringrás

Áhrifa manna gætir í hringrás fosfórs á jörðinni í dag. Námuvinnsla á fosfórít bergi til

nýtingar í landbúnaðaráburð hefur aukist til að bregðast við aukinni fæðuþörf jarðarbúa.

Auk þess hefur skógarhögg, aukin ræktun og úrgangur frá þéttbýli og iðnaði allt haft áhrif

á hringrásina með því að auka flutning fosfórs frá geymum á landi til geyma í sjónum.

Vegna þessa flutnings hefur t.d. orðið hækkun á fosfór styrk í ám og hann svo fluttst til

vatna og strandsvæða og valdið ofauðgun (nánar útskýrt í undirkafla 3.5). Aukið rof sem

hefur orðið vegna skógarhöggs og útbreiðslu ræktunarlands hefur aukið styrk svifefna í ám

og þar með aukið flutning á fosfór ögnum. Mannvirki eins og stíflur geta hins vegar

minnkað magn sets í ám og þar með minnkað fosfórflutning til sjávar. En þrátt fyrir minni

flutning er aukið rof fyrir neðan stíflurnar og fosfór í setlögum sem eru föst aftan við stíflur

jafna áhrifin út (Ruttenberg, 2003). Sú langa og hnattræna fæðukeðja sem er við lýði á

jörðinni í dag hefur leitt til þess að á mörgum stöðum fellur fosfór úr keðjunni eða er ekki

nýttur nógu vel. Affall er það mikið í fæðukeðjunni að aðeins einn fimmti alls fosfórs sem

er unninn nær til matarins sem við borðum (Cordell, Drangert og White, 2009).

Afgangurinn glatast, annað hvort til frambúðar eða um stundarsakir, við námuvinnslu,

áburðargerð, áburðargjöf og uppskeru, búfénaðareldi, matvinnslu og sölu. Að lokum einnig

við neyslu og losun (Ashley ofl., 2011). Áður hringlaga sjálfbær hringrás hefur verið

opnuð og fosfórsameindir færast nú í beinni línu, frá námum til sjávar á miklu meiri hraða

en lífefnafræðilegar hringrásir sem taka tugi milljónir ára (Ashley ofl., 2011). Eftir

iðnbyltingu jókst mikið það magn fosfórs sem fluttist frá landi til sjávar. Í töflu 2 má sjá

hvernig flæði milli geyma er í náttúrulegri hringrás fosfórs. Tölurnar segja til um flutning

frá Geymi 1 til Geymis 2.

Tafla 2 Flæði milli fosfór geyma í náttúrunni (Richey, 1983).

Geymir 1 Geymir 2 Flæði (milljón tonn P /ár)

Andrúmsloft Land 3,2

Andrúmsloft Sjór 1,4

Land Andrúmsloft 4,3

Sjór Andrúmsloft 0,3

Uppleyst í sjó Lífmassi í sjó 800

Bergbrot í sjó Set 7,5

Lífmassi á landi Jarðvegur 200

Berg Jarðvegur 14

Jarðvegur Ferskvatn 5,5

Uppleyst í ferskvatni Sjór 2,75

Agnir í ferskvatni Sjór 17

7

2 Fosfórnýting lífvera

Fosfór er mikilvægur fyrir allt líf. Ekkert efni getur komið í stað fosfórs í öllu lífi, þar með

í nytjaplöntum og þar af leiðandi í fæðuframleiðslu heimsins. Fosfór finnst í öllum

lífverum í mismiklu magni. Plöntur og dýr nýta fosfór til ýmissa verka eins og að byggja

upp líkama, framleiða orku og fjölga sér.

2.1 Nýting plantna

Ljóstillífandi lífverur nýta uppleystan fosfór, kolefni og önnur nauðsynleg næringarefni til

að byggja upp vefi (Ruttenberg, 2003). Aðal hlutverk fosfórs í plöntum er sem

byggingarefni í próteinum, ensímum, kjarnsýrum og erfðaefni. Þessi efni eru mikilvæg

vexti plantnanna, til æxlunar og fjölgunar. Fosfór hjálpar til við framleiðslu sykra og

sterkju við ljóstillífun ásamt orkuframleiðslu við öndun (Spectrum Analytic Inc, 2012).

Líffræðileg framleiðsla er háð framboði á fosfór til þeirra lífvera sem mynda grunn

fæðukeðjunnar bæði á landi og í vatni. Plöntur fá þann fosfór sem þær nýta úr

jarðveginum. Til að plöntur geti nýtt hann þarf hann að vera á formi fosfats PO43-

.

(Spectrum Analyctic, 2012). Umbreyting yfir í fosfat verður með jarðefnafræðilegum og

lífefnafræðilegum efnahvörfum á mismunandi stigum fosfór hringrásarinnar (Ruttenberg,

2003). Þó svo að fosfór sé í litlu magni í plöntum er hann þeim nauðsynlegur (Manahan,

1993). Plöntur þurfa fosfór við frumuvöxt, myndun ávaxta og fræja og þroskun þeirra

(Cordell o.fl., 2009). Þar af leiðandi getur fosfórskortur hindrað vöxt þessara mikilvægu

hluta plantnanna og þar með minnkað afrakstur uppskeru (crop yield) (Ashley ofl. 2011). Í

plöntum er fosfór í vaxtarendum greina og róta þar sem frumuskipting á sér stað. Með því

að bera fosfór áburð á jarðveginn eykst þykkt frumuveggja og þar með styrkur plöntustilka.

Sterkari frumuveggir auka einnig það þol sem planta hefur gegn sjúkdómum (Barker,

2010)

2.2 Nýting dýra og manna

Í lífhvelinu fá dýr fosfór úr fæðu sinni; plöntum og dýrum sem eru lægra í fæðukeðjunni.

Dýr og menn geta nýtt bæði lífrænt og ólífrænt form fosfórs. Í líkama fullorðins

einstaklings eru um það bil 0,7 kg af fosfór (Ashley, o.fl., 2011). Stærsti hlutinn finnst í

beinum og tönnum sem hydroxylapatít (Ca5(PO4)3(OH)) (Science Learning Hub, 2010).

Einnig finnst fosfór í frumum og vefjum mannslíkamans, hann hjálpar til við filtrun í

nýrum og gegnir mikilvægu hlutverki í því hvernig líkaminn geymir og nýtir orku (Ehrlich,

2011). Erfðaefni mannsins, DNA (deoxýríbósakjarnsýra) og RNA (ríbósakjarnsýra),

samanstendur af kjarnsýrum sem eru settar saman úr kirnum. Hvert kirni inniheldur svo

sykru (deoxýríbósa í DNA og ríbósa í RNA), fosfat og niturbasa. Fjórar gerðir niturbasa

finnast í DNA; adenín, gúanín, cýtósín og týmín. DNA í mönnum kemur oftast fyrir sem

tvær paraðar keðjur sem passa þannig saman að adenín kirni parast við týmín kirni og

gúanín kirni við cýtósín kirni. Í RNA eru það sömu niturbasar sem byggja upp sameindina

nema í stað týmíns, sem er í DNA, kemur úrasíl (Guðmundur Eggertsson, 2000). Á mynd 3

má sjá DNA sameind. Adenósín þrífosfat eða ATP eru aðalupptök efnaorku í frumum

(Ashley ofl., 2011). Orka myndast við færslu fosfathópa frá orkumyndandi ferlum til

8

orkukrefjandi ferla og við ljóstillífun og frumuöndun (Barker, 2010). Fosfór getur svo

einnig hjálpað til við að minnka verk í vöðvum eftir líkamsrækt og aðstoðar við að

viðhalda jafnvægi og notkun á vítamínum og steinefnum (Ehrlich, 2011). Fosfór tekur þátt

í prótein smíði og er til staðar í kolvetnum, lípíðum og ensímum (Barker, 2010). Ráðlagður

dagskammtur af fosfór fyrir fullorðinn einstakling er 600 mg (Embætti Landlæknis, 2013).

Flestir fá nægt magn fosfór úr fæðunni einna helst úr mjólk, korni og próteinríkum

fæðutegundum eins og kjöti og fiski. Heilsukvillar eins og sykursýki, átröskun og

alkóhólismi geta valdið fosfór falli í líkamanum. Dæmi um einkenni fosfór skorts er minni

matarlyst, óreglulegur andardráttur, beinverkir, stíf liðamót, þreyta og þyngdarbreytingar.

Fosfór skortur hjá börnum getur valdið hægari vexti og hægari beina- og tannþroska.

Algengara er að fólk hafi of mikið fosfór í líkamanum (Ehrlich, 2011). Líkaminn skilar frá

sér umfram fosfór með þvagi og saur (Barker, 2010) og því er of mikill fosfór í líkamanum

oft vegna nýrnasjúkdóma. Einnig getur fosfór safnast upp í líkamanum ef mataræðið er of

fosfórríkt á móti of litlu af kalsíumríku fæði. Þessi tvö efni þurfa að vera í réttum

hlutföllum fyrir heilbrigða beinþéttni og eru góð forvörn gegn beinþynningu. Of mikill

fosfór getur aukið hættu á hjarta- og æðasjúkdómum (Ehrlich, 2011).

Mynd 3 Hlutverk fosfats í erfðaefninu DNA. Kjarnsýrur eru byggðar upp af kirnum sem

innihalda sykru, fosfat og niturbasa (unnið út frá Parker, 2007).

9

3 Fosfórvinnsla og notkun

Fosfór er unninn úr náttúrulegum fosfórgeymum og að mestu leyti notaður í

landbúnaðaráburð. Áður fyrr var einnig mikið magn nýtt í hreinsi- og

þvottaefnaframleiðslu. Það magn hefur verið minnkað í kjölfar vitundavakningar á

ofauðgun í ám, vötnum og strandsjó (Hubbard, 2012). Fosfórríkt efni er af margvíslegum

uppruna og hægt er að vinna það úr náttúrunni á mismunandi vegu (Van Kauwenbergh,

Stewart og Mikkelsen, 2013). Einnig er hægt að nýta fosfór sem aukaefni í eldsneyti, í

sumt plast og í eldvarnarefni (Simandl, Paradis og Fajber, 2012). Árið 2010 var um 20% af

fosfórframleiðslu heimsins úr storkubergi aðallega tengdum innskotum. Um það bil 80% af

framleiðslunni var úr setbergi aðallega af sjávaruppruna (Van Kauwenbergh o.fl., 2013).

Árið 1993 var 5% af heildarmagni fosfórs unnið úr sjávarfuglagúanó en sá forði er

uppurinn í dag. Á þessu má sjá að berg er aðaluppspretta fosfórs til áburðarframleiðslu og

hefur aukist fram til dagsins í dag (Manahan, 1993). Nú á tímum er heimsforði fosfórs um

60 milljarða tonna. Forðinn er skilgreindur þannig að um sé að ræða fosfat berg sem hægt

er að hagnýta með þeirri tækni sem til er. Flestar námurnar eru í Morokkó en þær innihalda

um 75% af fosfór forða heimsins (USGS, 2013).

3.1 Vinnsla úr bergi

Langstærstur hluti fosfórs er unninn úr fosfatríku efnaseti sem myndaðist upphaflega á

sjávarbotni. Fosfatríkt setberg nefnist fosfórít (Ruttenberg, 2003) og er hugtakið notað yfir

bæði óunnið berg og það sem unnið er og nýtt. Fosfatið sem unnið er úr berginu er á formi

apatíts sem er ekki tiltækt fyrir plöntur. Fosfat berg er því oftast meðhöndlað til þess að

breyta apatítinu yfir í fosfat sem er það form sem plöntur geta tekið upp (Spectrum

Analyctic Inc., 2012). Stærstur hluti (um 75%) af því bergi sem er unnið í heiminum fer í

framleiðslu á fosfór sýru sem er mikilvægt skref við áburðargerð. Það berg sem er

eftirsóknarverðast er það sem inniheldur greinilegar fosfat agnir sem hægt er að greina frá

öðrum óþarfa steindum (Van Kauwenbergh o.fl., 2013). Mestur hluti bergs er unnið í

opnum námum á yfirborði þó við sérstakar aðstæður er hágæða fosfat unnið neðanjarðar

(Simandl o.fl., 2012).

Einnig er hægt að fara aðrar leiðir við vinnslu á fosfór úr bergi. Vinnsla á svokölluðu

kvoðubergsfosfati (colloidal rock phosphate) fer fram þegar hluti fosfat námu hefur verið

nýttur eða aðstæður til vinnslu á bergfosfati hafa verið óhagstæðar. Þá hefur frekar verið

horft til vinnslu á kvoðubergsfosfati. Það er eins konar samlímingur fosfatgruggs og leirs

sem myndast þegar bergfosfat er unnið í vatni til að fjarlægja sand og leir. Sandurinn er

skolaður í burt með vatni svo eftir er fosfatgrugg og leir. Fínar fosfat agnirnar límast í

leirinn og nefnist þessi blanda kvoðubergsfosfat eða mjúkt bergfosfat (Barker, 2010).

Superfosfat (Ca(H2PO4)2) er vinsæl gerð fosfóráburðar og er í raun aðaláburðurinn sem er

framleiddur. Framleiðslan fer þannig fram að bergfosfatið er meðhöndlað með sýrum.

Sýrumeðferðin býr til efnasambönd þar sem fosfór er aðgengilegri fyrir plöntur en í

bergfosfati, þó ekki endilega í hærri styrk. Sama gerist í náttúrunni með brennisteinssýru í

súrum jarðvegi og á safnhaugum en þar gengur ferlið mun hægar fyrir sig og er miklu

einfaldara. Þar teldist það til náttúrulegs áburðar en þar sem bergfosfatið er meðhöndlað

efnafræðilega með sýrum er superfosfat ekki talið náttúrulegt (Barker, 2010).

10

3.2 Vinnsla úr öðru en bergi

Fosfór áburður er einnig unninn úr öðru en bergi. Fosfatgjall (basic slag) er hliðarafurð

steypujárns- og stál framleiðslu úr járngrýti þar sem fosfór er til staðar. Þar er fosfórinn

fjarlægður við bræðslu á járninu til að styrkja málmana sem verið er að vinna. Járngrýti og

kalksteinn er svo brætt saman, kalksteinninn hvarfast við fosfórinn og flýtur ofan á

blöndunni vegna léttari eðlismassa. Efnisblandan er svo tekin, kæld og mulin í fínt duft

sem er notað til framleiðslu áburðar. Þessi gjalláburður er alkalískt efni og ef honum er

blandað við lífrænt efni eykst aðgengileiki fosfórsins frá gjallinu sem gerir þessa blöndu að

góðum áburði. Þar sem bein eru byggð af stórum hluta úr apatíti (Rey, Combes, Drouet og

Glimcherer, 2009) er beinmjöl einnig góður áburður. Beinmjöl er framleitt með því að

sjóða hrá bein, frá sláturhúsum, fjarlægja þannig fitur og mala þau svo. Beinmjöl er sett á

jarðveginn en lífrænt efni hjálpar einnig við aðgengileika fosfórsins í mjölinu (Barker,

2010). Sjófuglar éta aðallega fæðu af strand- og sjávasvæðum og því er fugladrit eða gúanó

eins og það er kallað mjög fosfórríkt. Gúanó var nýtt í fosfóráburð og var að mestum hluta

unnið frá eyjum á Kyrrahafi (Guilberg og Park, 1986). Í byrjun 20.aldar var næstum allt

gúanó uppurið og kom framleiðsla superfosfats í stað nýtingu gúanós. Í dag er hægt að

kaupa leðurblökuguanó frá Indónesíu og nýta sem áburð (Archipelago Bat Guano, 2014).

3.3 Áburðarnotkun

Fosfór, ásamt köfnunarefni og kalíum, er eitt af aðal áburðarefnunum í

landbúnaðarframleiðslu í heiminum í dag. Áburður inniheldur efni sem eru notuð til að

bera plöntunæringarefni í jarðveg (Barker, 2010). Algengir skammtar þessara næringarefna á

tún eru rúmlega 100 kg af köfnunarefni, 20-30 kg af fosfór og um það bil 60 kg af kalíum á

hvern hektara (10.000 m2) lands (Ríkarð Brynjólfsson, 2003). Áburður getur verið misgóður

en í 70% tilvika eykst uppskera eftir að jarðvegur er bættur með köfnunarefni en þó aðeins

í um 40-50% tilfella eykst uppskera eftir að fosfór og kalíum er bætt í jarðveginn.

Líffræðileg ferli þarf til að leysa upp næringarefni úr lífrænu efni í jarðveginn (Barker,

2010). Styrkur fosfórs í áburði er allt frá 1% til yfir 50% í formi fosfór pentaoxíðs (P2O5).

Efni sem innihalda minna en 1% P2O5 eru með of lágan styrk til að teljast áburður og ekki

er þess virði að dreifa þeim á jarðveg (Barker, 2010). Hægt er að skipta áburði í tvo flokka

eftir uppruna; náttúrulegan áburð sem er að mestu úr lífrænum úrgangi og tilbúinn áburð

sem unninn og meðhöndlaður með efnum áður en hann er seldur og borinn á jarðveg

(Barker, 2010).

3.3.1 Náttúrulegur áburður

Náttúrulegur áburður eru efni af líffræðilegum eða steindafræðilegum uppruna (Barker,

2010). Sem dæmi um náttúrulegan áburð má nefna hrossatað og kúamykju. Náttúrulegi

fosfórinn í þessum áburði er hluti af stórum sameindum eins og próteinum. Það þarf að

brjóta þessar stóru sameindir niður í einföld fosföt áður svo plöntur geti nýtt næringuna.

Stærstur hluti þessa niðurbrots er framkvæmdur af gerlum og öðrum jarvegslífverum.

Niðurbrotshraða efnasambandanna er aðallega stjórnað af hitastigi og raka jarðvegsins.

Vegna þessa er á því ári sem áburðurinn er borinn á land, lítið af fosfór aðgengilegur um

vor og snemma sumars. Annað vandamál við náttúrulegan fosfór er það að niðurbrotið

heldur áfram um haustið og eftir að uppskerunni hefur verið safnað (Spectrum Analyctic

Inc., 2012). Umfram magn af fosfór eftir að uppskera hefur verið tekin hefur áhrif á magn

ólífræns fosfórs í jarðveginum (Sigurður Þór Guðmundsson, 2007). Þessi seinnitíma fosfór

11

leysni fer í jarðveginn, byggist upp og getur leitt til umhverfisvandamála ef mikil

uppsöfnun verður. Magn fosfórs í taði og mykju er mjög mismunandi, bæði eftir upptökum

og árstíð. Eina leiðin til að vera viss um nákvæmt næringargildi er með greiningu á

rannsóknarstofu (Spectrum Analytic Inc, 2012). Á Íslandi nýta um 3000 bændur með búfé

eigin búfjáráburð á túnin sín. Það er meðal annars gert til þess að spara fjármagn þar sem

aðkeyptur áburður er dýr. Svo eru einnig um 30 bú hérlendis með lífræna vottun sem nota

aðeins lífrænan áburð og þá mest búfjáráburð en tvö bú nýta úrgang frá fiskverkun. Molta

er svo önnur gerð náttúrulegs áburðar sem heimili geta framleitt með því að safna saman

matarleifum og afgöngum og láta rotna í sérstökum tunnum eða ílátum. Þessi gerð áburðar

er oft nýtt í matjurtagarða eða á tún í görðum íbúanna (Ólafur R. Dýrmundsson,

Bændasamtökin, tölvupóstur 5.maí, 2014). Þetta hefur víða gefið góða raun, þar á meðal á

heimili mínu í Garðabæ.

3.3.2 Tilbúinn áburður

Munurinn á náttúrulegum og tilbúnum áburði er ekki þau efni sem eru í áburðinum heldur

með hvaða hraða þau verða tiltæk fyrir plönturnar. Náttúrulegur áburður leysir

næringarefnin frekar hægt og fer það eftir umhverfislegum þáttum eins og jarðvegsraka,

hita og bakteríum í jarðveginum. Hins vegar í tilbúnum áburði leysast efnin fljótt og eru

ekki eins háð umhverfisþáttum öðrum en vatnsforða og jafnvel hitastigi (Barker, 2010). Þó

svo að fosfat úr bergi sé upprunalega náttúrulegt áburðarefni verður það að tilbúnum

áburði eftir að það er meðhöndlað með sýrum. Hreinsun og efnafræðileg ferli auka

venjulega styrk eða leysni næringarefna í áburði (Barker, 2010). Þess vegna eru þessar

aðferðir nýttar við áburðarframleiðslu. Á Íslandi er ekki framleiddur fosfóráburður heldur

er hann keyptur erlendis frá. Meðal fyrirtækja sem flytja inn fosfóráburð eru Fóðurblandan

og Skeljungur. Fosfórinn sem þau flytja til landsins er frá Kólaskaga í Rússlandi og birgjar

í Bretlandi flytja hann inn þaðan til blöndunar áður en hann er sendur til Íslands. Á

Kólaskaga eru mjög stórar apatít námur þar sem fosfór er numinn og síðar unninn með

sýrum. Því er um superfosfat að ræða (nefnt að framan). (Pétur Pétursson, Fóðurblandan

hf., tölvupóstur 28.apríl, 2014). Þessi áburður er með lágu kadmíum magni í samræmi við

íslensk lög (Aron Baldursson, Skeljungur, tölvupóstur 29.apríl, 2014). Kadmíum er

óæskilegur þungamálmur sem finnst í einhverju magni í fosfatbergi og þar með oft í

tilbúnum áburði (Ríkarð Brynjólfsson, 2003). Matvælastofnun hefur eftirlit með þeim

áburði sem seldur er á Íslandi. Árið 2011 voru margar tegundir áburðar sem innihéldu of

mikið magn af þungamálminum kadmíum. Magnið má ekki fara yfir 50 mg/ kg P en árið

2011 var magnið oft tvisvar til þrisvar sinnum of mikið (RÚV, 2012). Eftir að þetta

uppgötvaðist hefur eftirlit verið hert.

3.4 Úrgangur

Það umfram magn af fosfór sem dreift er í formi áburðar og nýtist ekki plöntum telst til

úrgangs ásamt úrgangi frá dýrum og mönnum. Upptökum úrgangsfosfórs, sem finnur sér

leiðir í vötn eða ár, er hægt að skipta í tvo flokka. Í öðrum flokknum eru upptök frá einum

stað sem eru vel afmarkaðir losunarstaðir frá verksmiðjum eða afrennsli fráveitukerfa. Í

hinum flokknum eru útbreidd upptök sem eru meðal annars afrennsli frá dreifbýli og

þéttbýli (Barker, 2010).

Stærstur hluti fosfórlosunar er uppruninn í þéttbýli og losnar fosfórinn sem afrennslisvatn

frá skólpi. Í þessu vatni kemur fosfórinn m.a. frá tilbúnum sápum, þvottaefnum og

12

hreinsiefnum sem innihalda samþjappað fosfat sem myndar límkennda botnfellingu. Þessi

hreinsiefni innihalda 5-50% P2O5 af þyngd sinni. Einnig kemur fosfór í afrennslivatni frá

úrgangi manna. Saur inniheldur um það bil 25% lífrænt efni en afgangurinn er aðallega

vatn. Meðalmanneskja framleiðir um það bil 100g af saur á dag og hann inniheldur um það

bil 0,03% köfnunarefni og 0,005% fosfór. Hins vegar framleiðum við 1200g af þvagi á dag

sem inniheldur 0,5% lífrænt kolefni, 1% köfnunarefni og 0,03% fosfór. Þetta fosfór magn

er fljótt að safnast upp og ef dæmi er tekið framleiðir 100.000 manna byggð, sem er

tæplega íbúafjöldi Reykjavíkurborgar, 36,5 kg af fosfór daglega. Magn skólps er þó

mismunandi eftir árstíðum, tíma dags og hvernig viðrar (Van Loon og Duffy, 2011).

Meðhöndlun úrgangs er nauðsynleg svo fosfórinn renni ekki með afrennslisvatni beint út í

næstu á eða stöðuvatn þar sem hann getur stuðlað að ofauðgun. Þó er alltaf einhver hluti

fosfórsins sem endar í ám og vötnum en hægt væri að stjórna því magni með því að þróa

betri meðhöndlunaraðferðir (Van Loon og Duffy, 2011).

Um 73% skólps á Íslandi er hreinsað. Hreinsun er mismikil eftir þeim svæðum þar sem

skólpi er sleppt út í náttúruna. Til dæmis þarf aðeins eins þreps hreinsun fyrir úrgang sem

sleppa á í strandsjó og árósa. Slík hreinsun felst í að ná burt föstum ögnum með síun eða

fellingu. Skólpi sem er veitt í aðra viðtaka en sjó og árósa þarf að hreinsa með tveggja

þrepa hreinsun þar sem líffræðileg ferli eru notuð til að ná burt uppleystum lífrænum

efnum. Þar sem viðkvæmir viðtakar taka við skólpinu eins og t.d. stöðuvötn þarf eitt

hreinsiþrep í viðbót sem felst í enn meiri minnkun á fosfór, köfnunarefni eða

saurbakteríum. Það efni sem er hreinsað burt er mismunandi eftir viðtaka og fyrir hvaða

efnum hann er viðkvæmur fyrir (Tryggvi Þórðarson, ráðgjafi Umhverfisstofnun,

tölvupóstur 15.maí, 2014). Það sem síað er úr skólpi er svo þvegið þangað til hlutfall

lífræns efnis er minna en 6%. Þá er Sorpu heimilt að taka við því til urðunar þar sem það

nýtist svo til gasgerðar á sama hátt og annar lífrænn úrgangur frá íslenskum heimilum og

fyrirtækjum (Erla Hlín Helgadóttir, Umhverfis-og fræðslufulltrúi hjá Sorpu, tölvupóstur,

16.maí 2014). Fosfórinnihald þéttbýlisskólps er mismunandi eftir því fosfórmagni sem

þéttbýlið leggur til. Á síðustu árum var fosfór innihald seyru mun hærra en það er í dag því

flest hreinsiefni innihéldu fosfór en það er ekki svo í dag. Hins vegar er ennþá einhver hluti

fosfórs sem endar í þéttbýlisskólpi. Þar verður hann raunhæf upptök fosfórs fyrir

þörungavöxt og mengun (Spectrum Analytic Inc, 2012).

3.5 Ofauðgun

Eins og áður sagði er fosfór mjög mikilvægt næringarefni fyrir bæði plöntur og örverur. Þó

svo að næringarefnin séu mikilvæg fyrir plönturnar geta þau þó einnig verið mengandi.

Algengust þessara mengandi næringarefna eru fosfór, köfnunarefni og kalíum. Þessi efni

verða mengunarvaldar þegar mikið magn þeirra safnast upp í vötnum. Þetta getur leitt til

aukinnar frumframleiðni og er þá sagt að vatnið sé ofauðgað. Efnin auka verulega vöxt

þörunga og á meðan á vextinum stendur á sér stað ljóstillífun og framleiðsla á súrefni

(hvarf gengur til hægri). Hins vegar þegar lífverurnar deyja og rotna þarf súrefni við

sundrunina og þá losnar koltvíoxíð út í vatnið og býr til loftfirrðar og frekar súrar aðstæður

(hvarf gengur til vinstri) (Van Loon og Duffy, 2011).

ljóstillífun

CO2 + H2O CH2O + O2

öndun

13

Í ferskvatnskerfum kemur fosfór fyrir sem ólífrænn fosfór, lífrænar fosfór agnir og sem

uppleystur lífrænn fosfór. Vatnsþörungar og plöntur nýta ólífrænt form fosfór sem

næringarefni. Í flestum vötnum og ám er fosfór það næringarefni sem er takmarkandi fyrir

vöxt. Óhóflegt magn fosfórs í ferskvatnskerfum eykur því vöxt plantna og þörunga. Þetta

getur leitt til breytinga á fjölda plantna og dýra og breytingu á tegundum. Dýr stækka,

meiri óróleiki verður í vatninu, meira magn lífræns efnis fellur til botns (dauðar plöntur og

dýr) og tap verður á súrefni í vatninu. Súrefnissnauðar aðstæður vatnakerfa geta leitt til

dauða fiska og annarra vatnadýra. Þegar ekkert súrefni er við botn losnar fosfór, sem áður

var fastur í seti, aftur út í vatnið. Þetta eykur við framleiðslu vatnsins á ný. Sumir þörungar,

sem þrífast vel í vötnum þar sem mikill fosfór er til staðar, framleiða eiturefni sem geta

drepið búfénað og villt dýr sem drekka vatnið (Environment Canada, 2005). Ofauðgun

lýsir sér oft sem dökkgrænn litur þörungablóma eða þykku lagi plantna sem vaxa við

yfirborð grunnra vatna (Van Loon og Duffy, 2011). Mengandi næringarefni koma oft frá

áburði sem er dreift á landbúnaðarsvæði, skólpi frá iðnaði og þéttbýli eða jafnvel úr

frjósömum jarðvegi. Mögulega eru einhvers staðar vötn eða ár á Íslandi þar sem er

ofauðgun en það væri þá aðeins á fáum og mjög afmörkuðum svæðum. Ofauðgun hér á

landi getur orðið við það að næringarefni berast með jarðvegi sem hefur losnað vegna

jarðvegseyðingar (Magnús Óskarsson, 1993). Þetta er sú tegund ofauðgunar sem við

þyrftum að hafa mestar áhyggjur af á Íslandi vegna þess mikla rofs sem hér á sér stað

(Ríkharð Brynjólfsson, 2003). Einnig getur áburður skolast út í ár og vötn en landið er svo

strjálbýlt að ekki er mikil hætta á því að mikið magn næringarefnanna safnist á sama stað.

Frárennsli frá salernum er mest á Reykjavíkursvæðinu en þó er ekki talið að hætta sé á

ofauðgun vegna þess (Magnús Óskarsson, 1993). Skýrsla sem European Environment

Agency gaf út 2013 fjallar um berskjölduð svæði sem eru í áhættuhópi fyrir ofauðgun. Þar

kemur fram spá um hlutfall svæða sem eiga á hættu ofauðgun árið 2020 miðað við

núverandi löggjöf. Á Íslandi eru engin svæði í þessum hópi (European Environment

Agency, 2013).

Þó svo að ofauðgun sé einnig náttúrulegt ferli sem á sér stað á jarðfræðilegum tímaskala

hafa menn áhyggjur af því hversu hratt ferlið gengur fyrir sig vegna umsvifa mannsins.

(Van Loon og Duffy, 2011). Þetta hefur leitt til lífssnauðra svæða á strandsvæðum víða á

jörðinni eins og sést á mynd 4. Sérstaklega má sjá að Eystrasalt og austurströnd

Bandaríkjanna hafa orðið illa úti.

14

Mynd 4 Lífssnauð svæði á jörðinni. Rauðir hringir sýna staðsetningu og stærð lífssnauðra

svæði, svartir punktar sýna hvar lífssnauð svæði hafa verið uppgötvuð en stærðin er óþekkt

(Simmon og Allen, 2010).

15

4 Fosfór á Íslandi

Fosfór er nýttur í landbúnað á Íslandi eins og í flestum öðrum iðnríkjum. Upplýsingar frá

Hagstofunni sýna notkun fosfór áburðar frá 1977 til ársins 2012. Á mynd 5 sést hvernig

notkun hefur minnkað gífurlega, eða um rúmlega 2000 tonn síðan árið 1977. Ekkert

fosfórít berg finnst á Íslandi því landið er að mestu leyti úr storkubergi sem er upprunið í

eldgosum. Þar með er hér engin framleiðsla á tilbúnum fosfór áburði svo Íslendingar þurfa

að flytja inn þann tilbúna fosfór áburð sem þeir nýta í landbúnað.

Mynd 5 Notkun fosfóráburðar á Íslandi 1977-2012 (Hagstofa Íslands 2013).

4.1 Aðferðir við útreikninga

Við útreikninga á fosfórmagni í hinum ýmsu fosfór geymum á Íslandi voru nýttar

upplýsingar frá Hagstofu Íslands. Miðað var við tölur frá árinu 2012 þar sem ekki allir

flokkar voru með nýrri upplýsingar. Þetta var gert til að geta gert sér sem best grein fyrir

hringrás fosfórs á einu ári. Upplýsingar um magn t.d. heildar fiskafla, fiskútflutnings,

innflutts nautakjöts o.s.frv. voru fengnar frá Hagstofu Íslands og svo var meðalmagn fosfór

innihalds fengið úr matvælagagnagrunni hjá Landbúnaðarrannsóknastofnun

Bandaríkjanna. Út frá upplýsingum frá þessum gagnagrunnum var hægt að reikna

heildarfosfór magn einstakra geyma ( sjá má dæmi um útreikninga í viðauka A).

Taka þarf tillit til þess að til einföldunar voru drykkir voru ekki teknir með í útreikninga.

Þetta veldur ákveðinni skekkju í niðurstöðum þar sem mikið magn fosfór er í þvagi sem

skolast til sjávar með skólpi en það vantar þá hluta af þeim matvælum sem framleiða þetta

þvag (drykkirnir).

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

1977 1982 1987 1992 1997 2002 2007 2012

Mag

n f

osf

ór

Ártal

Notkun fosfóráburðar

Tonn P

16

Til að gera betri grein fyrir hinum ýmsu geymum fosfórs á Íslandi var fosfór uppruna skipt

eftir aðalfæðutegundum sem eru framleidd á Íslandi; kjöti, fiski og grænmeti. Eins og áður

sagði var ákveðið að sleppa drykkjum í útreikningum til einföldunar en það þarf þó að taka

fram að það er líka fosfór í drykkjum eins og mat. Upplýsingar um útflutning og

innflutning kjötvöru, fiskmetis og grænmetis og ávaxta árið 2012 fengust í riti

Hagstofunnar, Landshagir 2013. Þar var skoðaður kaflinn Utanríkisverslun þar sem

innflutningur og útflutningur vöru, eftir vörudeildum staðlaðs flokkunarkerfis

alþjóðaviðskipta 2012 (SITC), er skráður. Upplýsingar um neysluvenjur Íslendinga fengust

frá könnun á matarvenjum Íslendinga 2010-2011. Gert er ráð fyrir í þessari

tölfræðirannsókn að neysluvenjur árið 2012 hafi verið þær sömu en þær hafa haldist

svipaðar síðastliðin ár. Þó var árleg kjötneysla Íslendinga gefin upp í skýrslu Landshaga

sem 80,3 kg/ár og þar með 0,22 kg á dag. Reiknað var með þessum tölum í útreikningum í

kaflanum „Ferli kjötvöru“. Við útreikninga á fosfór magni í úrgangi er miðað við sama

magn og í matvælunum t.d. fyrir fiskiúrgang er miðað við 250 mg P/ 100 g úrgangur

Mannfjöldi á Íslandi var 321.857 manns 1.janúar 2013 og það er mannfjöldinn sem notaður

er við útreikninga á neyslu árið 2012. Útreikningarnir og skýringarmyndir voru gerðar til

að auðvelda skilning á því magni fosfórs sem er gegnum gangandi í matvöru á Íslandi og

hversu mikið tapast með útflutningi eða úrgangi. Einnig þurfti að taka inn í reikninga þann

fjölda ferðamanna sem heimsótti landið árið 2012. Þar bætast við fleiri munnar sem þarf að

fæða og meira magn úrgangs sem tapast úr kerfinu. Árið 2012 heimsóttu 672.900

ferðamenn landið samkvæmt Ferðamálastofu. Dvalarlengd ferðamanna á Íslandi var að

jafnaði 10,2 nætur að sumri til og 6,6 nætur að vetri. Meðallengd dvalar fyrir árið 2012 er

því um það bil 8 nætur (Oddný Þóra Óladóttir, 2013) og því er gert ráð fyrir í útreikningum

7 heilum sólarhringum á Íslandi þar sem íslenskrar matvöru er neytt. Einhver skekkja gæti

þó verið á útreikningum ef ferðamenn sem koma hingað til lands hafa með sér sinn eigin

mat. Í útreikningum er gert ráð fyrir að ferðamenn borði kjöt 4 daga og fisk 3 daga á

meðan á dvöl þeirra stendur ásamt því að neyta grænmetis og ávaxta daglega.

Að lokum er fosfór innihald í flestum þeim áburðartegundum sem fluttar eru til landsins

2-7% P af heildarmassa áburðar og fer það eftir gerð áburðar og fyrir hvers konar ræktun

hann hentar. Ákveðið var að nota meðalgildið 4,5 % P magn við útreikninga á því magni

fosfórs sem flutt er inn til landsins á formi áburðar.

4.2 Ferli kjötvöru

Íslendingar neyta mikið af kjötvörum á ári hverju og mætti segja að kjöt sé uppistaða í

mataræði þjóðarinnar. Á ári hverju borðar hver Íslendingur að meðaltali 80,3 kg af kjöti

eða 0,22 kg á dag. Að meðaltali er magn fosfórs í kjötvöru 200 mg P/100g. Kjötið er

lambakjöt, svínakjöt, nautakjöt, hrossakjöt og alifuglakjöt. Mest er neytt af alifuglakjöti en

minnst af hrossakjöti. Tafla 3 gefur upplýsingar um magn kjötvöru á Íslandi og fosfór

magn.

Búfénaður étur gras og hey í haga sem inniheldur fosfór sem hefur verið tekinn upp úr

jarðveginum. Á mörg tún hefur svo verið dreift innfluttum fosfóráburði til að auka sprettu.

Mestur hluti fosfórsins fer í bein og tennur og losnar því úr kerfinu við slátrun. Með því að

gera ráð fyrir að á 500 kg skepnu sé helmingurinn kjöt (250 kg) (Harald Sverdrup, samtal

10. janúar 2014). Kjötið sem inniheldur þá 0,5 kg af fosfór. Bein innihalda um það bil 17%

17

fosfór af massa sínum og ef 100 kg beinagrind er fargað eru það 17 kg af fosfór sem tapast

(Obrant og Odselius, 1986).

Frá sláturhúsum fer kjötið á almennan markað eða til veitingahúsa. Íslendingar og sumir

ferðamenn kaupa svo sitt kjöt á mörkuðum en margir ferðamenn borða sitt kjöt á

veitingahúsum. Það sem selst svo ekki á markaði og verður útrunnið fer í ruslið. Sama

gerist í heimahúsum. Það sem ekki er borðað fer í ruslatunnuna og það sem borðað er fer í

skólp og þaðan út í sjó. Ferli kjötvöru er sýnt á mynd 6.

Svipað ferli er fyrir það magn villtra dýra sem Íslendingar veiða, fyrir utan vinnslu í

sláturhúsum. Hreindýr, rjúpur, endur, gæsir og svartfuglar er vinsæll kostur á matarborðum

Íslendinga við ýmis tilefni. Tæplega 1000 hreindýr voru veidd árið 2012 ásamt tæplega

200 þúsund fuglum. Ef miðað er við að helmingur af þyngd hreindýra sé kjöt, líkt og hjá

kúm, er um að ræða 65 tonn af kjöti og þar með tæplega 140 kg af fosfór. Sama má gera

ráð fyrir hjá fuglum því að þó svo að bein þeirra séu hol að innan eru þau samt þung

(University of Massachusetts, 2010). Meðalmagn fosfórs í villifuglakjöt er 250 mg P/ 100g

og er því fosfórmagnið um 800 kg af fosfór miðað við rúmlega 300 tonn af fuglakjöti.

Þetta magn er þó það lítið að það breytir litlu við útreikninga.

Á Suðurlandi hefur kjötmjöl verið framleitt til áburðar en takmarkanir eru á notkun þess

vegna sjúkdómahættu. (Ólafur R Dýrmundsson)

Tafla 3 Útreikningar fyrir ferli kjötvöru á Íslandi (mælieining: tonn).

Selt á Íslandi

Útflutt

Innflutt

Neysla á Íslandi

Slátur-

úrgangur

Kjöt 24.775 6101 1289 26.000 19.000

Fosfórmagn 50 12 2,6 54 38

Mynd 6. Ferli kjötvöru á Íslandi

18

4.3 Ferli fiskmetis

Önnur uppistaða í mataræði Íslendinga er fiskur og fiskafurðir. Margar fjölskyldur halda

ennþá fast í þá hefð að borða fisk í kvöldmat tvisvar sinnum í viku. Einnig er heitur matur í

hádeginu í mörgum skólum er fiskur víða á boðstólnum. Yngra fólk neytir þó töluvert

minna magns af fiski en eldra fólk. Fiskur er fosfórrík fæðutegund og í útreikningum var

miðað við 250 mg P/100g. Neysla Íslendinga að meðaltali er 0,046 kg/dag eða tæplega 17

kg á ári.

Fiskur fær fosfór úr fæðu sinni í sjónum. Heildarafli íslenskra togara árið 2012 var um

1.500.000 tonn (Hagstofan, 2013). Stærsti hluti aflans sem er veiddur er verkaður á landi

en hluti á sjó í frystitogurum. Árið 2012 voru 26 frystitogarar skráðir á Íslandi og var

heildarafli þeirra 153.350 tonn af fiski eða 383 tonn af fosfór (Gísli Reynisson, 2013). Um

borð í þess konar togurum er fiskurinn flakaður um borð og stórum hluta úrgangs er kastað

í sjóinn aftur. Undanfarið hefur orðið mikil vitundavakning á verðmætum þessa úrgangs

svo í dag er t.d. roð nýtt í fatnað, skó og veski og lifur soðin niður eða reykt. Mismunandi

er eftir fisktegundum hve mikið magn er hirt og hversu mikið úrgangurinn nýtist (Jón

Ágúst Björnsson, vélstjóri, tölvupóstur 19.maí 2014). Það er því nokkuð magn fosfórs sem

fer beint í sjóinn eða um 192 tonn ef gert er ráð fyrir að helmingur af þyngd fisksins sé

kastað og það þarf því að bæta því við tölur um fiskiúrgang á landi.

Á landi er fiskiúrgangur meðal annars nýttur í fiskimjöl og áburð. Samkvæmt

Umhverfisstofnun hafa 8 fiskimjölsverksmiðjur leyfi til að framleiða fiskimjöl og lýsi úr

fiski og úrgangi. Í starfsleyfum fyrirtækjanna má sjá að þau hafa leyfi til að framleiða

fiskimjöl og lýsi úr fyrirfram ákveðnu magni hráefnis á sólarhring. Ef tekið er meðaltal

þessa magns fæst að fiskimjölsverksmiðjur á Íslandi mega nýta hráefni sem jafngildir

rúmlega 900 tonnum af hráefni. Sem dæmi má nefna fyrirtækið Skinney-Þinganes á Höfn í

Hornafirði sem er með 900 tonna heimild á sólarhring. Árið 2010 framleiddi verksmiðjan

3.005 tonn af fiskimjöli og 1.178 tonn af lýsi (Umhverfisstofnun, á.á). Í 3000 tonnum af

fiskimjöli er hægt að gera ráð fyrir að sé um 7,5 tonn af fosfór. Það breytir þó ekki miklu í

heildarútreikningum við ferli fiskmetis.

Eftir að fiskur er verkaður fer hann á veitingahús eða almennan markað þar sem

Íslendingar og ferðamenn kaupa hann til matar og elda. Hluti fisks á markaði endar í

ruslinu sem og afgangar frá heimilum og veitingahúsum. Eftir að næring hefur verið tekin

úr fisknum endar afgangurinn í salernum landsmanna og flyst svo þaðan út í sjó. Eins og

sjá má í töflu 4 er mjög mikill úrgangur sem kemur frá fiskvinnslu og einnig má sjá ferli

fiskmetis á Íslandi á mynd 7. Við það magn sem veitt er úr sjó bætist við lax sem veiddur

er í ám landsins en árið 2012 voru 105 tonn af laxi veidd samkvæmt tölum frá Hagstofu

Íslands. Þetta magn er þó lítið með tilliti til heildarafla íslenskra fiskveiðiskipa.

Tafla 4 Útreikningar fyrir ferli fiskmetis á Íslandi (mælieining: tonn).

Selt á Íslandi Útflutt Innflutt Neysla á Íslandi Fiski-

úrgangur

Fiskur 519.000 749.000 29.000 5.500 181.000

Fosfórmagn 1298 1873 72 13,6 451

19

Mynd 7 Ferli fiskmetis á Íslandi.

4.4 Ferli grænmetis

Grænmeti og ávextir eru vinsælt meðlæti og millimál. Mismunandi magn fosfór er í

þessum holla kosti en bilið var 8-38 mg P /100g svo ákveðið var að notast við gildið 20 mg

P/100g í útreikningum. Dagskammtur meðal Íslendings er 0,239 kg af grænmeti og

ávöxtum á dag (Hólmfríður Þorgeirsdóttir o.fl., 2012). Gert er ráð fyrir að ferðamenn neyti

sama magns alla þá 7 daga sem þeir dvelja á Íslandi.

Hluti grænmetis á Íslandi er ræktaður í gróðurhúsum. Við ræktun í gróðurhúsum er nýtt

tækni sem nefnist vökvaræktun (hydrophonics). Með þessari tækni eru plöntur ræktaðar í

næringarríkum vökva í stað jarðvegs og er fosfór meðal efna í þessum vökvum (Jones,

2005). Fosfór áburður er borinn á stóran hluta þess jarðvegs sem nýttur er við ræktun

utanhúss til að auka það magn sem fæst við ræktunina. Frá ræktunarstað fer varan í pökkun

þar sem hluti fellur af vegna skemmmda eða annarra ástæðna. Þaðan liggur leiðin á

markaði og veitingahús og á borð landsmanna þar sem alltaf fellur eitthvað af og í

ruslatunnurnar. Að lokum lýkur leiðinni í sjónum. Þó er minna magn af ávöxtum og

grænmeti sem fer í almennt heimilissorp þar sem sumir hafa tekið upp þann sið að safna

lífrænum úrgangi í safnhaug til moltugerðar.

Ekki fundust tölur um selt grænmeti hér á landi svo að gert er ráð fyrir að sá hluti

heildarframleiðslu sem fer ekki í útflutning sé seldur í matvörubúðum landsins. Á töflu 5

má sjá skiptingu heildarframleiðslu grænmetis og ávaxta, innflutning, neyslu og úrgang frá

landbúnaði og görðum ásamt lífrænum matarúrgangi. Til útskýringar má líta á mynd 8.

Tafla 5 Útreikningar fyrir ferli grænmetis og ávaxta á Íslandi (mælieining: tonn).

Heildarframleiðsla

Íslands

Útflutt Innflutt Neysla á Íslandi Úrgangur

Grænmeti

og ávextir

32.800 90 52.400 29.000 5000

Fosfórmagn 6,6 0,018 10,5 5,8 1

20

Mynd 8 Ferli grænmetis á Íslandi.

4.5 Hringrás fosfórs á Íslandi

Ef hugsað er um geymana í fyrsta kafla þá er ekki vinnanlegt magn fosfórs í bergi á

Íslandi. Landið er aðallega úr basísku storkubergi sem nefnist basalt. Það inniheldur um

0,35% af P2O5 í efnasamsetningu sinni en stærsti hlutinn eru sameindir sem innihalda kísil

(SiO2), ál (Al2O3) og járn (FeO) (LeMaitre, 1976). Við efnagreiningu á einu tonni af basalti

væru þá um 3,5 kg P2O5. Lífmassi á landi samanstendur af plöntuflóru landsins og

dýrafánu. Jarðvegurinn á Íslandi er svokallaður Andosoljarðvegur og er álitinn

fosfórsnauður og þarf því að bera á hann mikið magn fosfórs til að ræktun takist (Sigurður

Þór Guðmundsson, 2007). Nokkrir þættir hafa áhrif á jarðveginn hér á landi. Tíð eldvirkni,

kalt úthafsloftslagið sem hér ríkir ásamt mjög virku jarðvegsrofi vegna vinda, vatns og

þyngdarafla (Ólafur Arnalds & Kimble, 2001). Plöntur fá þann fosfór sem þær þurfa úr

jarðveginum. Styrkur fosfórs í jarðvegslausn er vanalega um 0,3 mg/L. Ef styrkurinn er

0,03 mg/L eða lægri getur jarðvegurinn ekki útvegð nægt magn fosfórs til plantna og

einkenni skorts verða sjáanleg (Schørring, 1999; vitnað í grein í Sigurður Þór

Guðmundsson, 2007). Styrkur fosfórs í efstu lögum jarðvegs fylgir því magni áburðar sem

borið er á hann. Eftir því sem neðar dregur minnka áhrif áburðarins (Sigurður Þór

Guðmundsson, 2007). Í niðurstöðum rannsóknar Sigurðar Þórs kom fram að með því að

bera fosfór áburð á jarðveg eykst rúmþyngd jarðvegs vegna aukins niðurbrots á lífrænu

efni. Með því að bera 39 kg af fosfór á hvern hektara lands í yfir 50 ár eykst fosfór mettun

jarðvegs í 27% á efstu 5 cm jarðvegsins. Þetta leiðir til forða af auleysanlegum fosfór eða

yfir 380 kg fosfór á hvern hektara lands (Sigurður Þór Guðmundsson, 2007). Með auknum

ábornum fosfór eykst því auðleystur fosfór.

Búfénaður étur plönturnar og fær þannig sinn skammt af fosfór. Með vinnslu á kjötvöru fer

fosfórinn inná íslenskan markað eða er fluttur út á erlendan markað. Að sama skapi kemur

inn á íslenskan markað erlend matvara og þar með fosfór. Stærstur hluti matvöru á markaði

fer inná heimili þar sem stærstum hluta er neytt en einnig er hluta hent. Á ráðstefnu sem fór

fram á Degi Umhverfisins þann 25.apríl síðastliðinn kom fram að um 1,3 milljón tonn af

mat fara til spillis árlega í heiminum. Í nýlegri breskri rannsókn kemur fram að Bretar

hendi um þriðjungi þeirra matvæla sem þeir framleiða. Hægt er að gera ráð fyrir að það

sama eigi við um Ísland. Vegna lélegra aðferða við uppskeru, geymslu og flutning ásamt

sóun á markaði og hjá neytendum er gert ráð fyrir að 30-50% af öllum matvælum sem

framleidd eru nái aldrei til maga manns. Einnig þarf að taka í reikninginn staðreyndina að

stór hluti lands, orku, áburðar og vatns hafa einnig glatast við framleiðslu matvæla sem svo

21

enda í ruslinu. Til að minnka núverandi magn sóunar þarf að bæta öll ferli í keðju

framleiðslu, dreifingar og geymslu frá framleiðanda/bónda og inn á heimili neytanda (Fox,

2013). Þar sem Íslendingar henda um þriðjungi matvæla (kjötvöru, fiskmetis, ávaxta og

grænmetis) var tekið meðaltal á fosfórmagni þessara vara (150 mg P/ 100g) til að finna

fosfórmagn í úrgangi matvara á heimilum.

Sá hluti fosfórs sem ekki er nýttur í líkamanum losum við okkur við með úrgangi. Fosfór

ferðast þá til sjávar með afrennslisvatni úr salernum landsmanna. Í útreikningum er gert ráð

fyrir að 18.945 börn á aldrinum 0-3 ára noti bleyju, og úrgangur fer þá ekki með

frárennslisvatni út í sjó heldur í almennt heimilissorp. Þá eru eftir 302.912 manns eldri en 3

ára sem nýta sér salerni og skólphreinsikerfi. 143.700 tonn af skólpi fer árlega út í vatn/sjó

eða rúmlega 40 tonn af fosfór. Úrgangur Íslendinga er því rétt rúmlega helmingur af þeim

85 tonnum af fosfór sem flutt eru inn til Íslands í formi kjöts, fisks, grænmetis og ávaxta.

Langflestir ferðamenn eyða gistinóttum sínum á hóteli, gistiheimili eða tjaldstæði. Á öllum

þessum stöðum eru vatnsskólpleiðslur sem leiða skólp út í ár eða sjó. Stærstur hluti

ferðamanna er eldri en 3 ára og gerir því þarfir sínar í salerni. Þetta fosfór magn bætist svo

við heildarmagn fosfórs í úrgangi. Í töflu 6 má sjá magn helstu geyma fosfórhringrásar

Íslands ásamt fosfórmagni þeirra. Það má glöggt sjá að mun meira magn fosfór er útfluttur

eða fer til sjávar sem skólp helduren en er fluttur inn eða framleiddur hér á landi. Mynd 9

sýnir svo einfaldaða mynd þessarar hringrásar.

Tafla 6 Heildarútreikningar fyrir fosfórhringrás (mælieining: tonn). Neikvæðar stærðir

tákna magn sem tapast úr hringrás á Íslandi.

Vara Fosfórmagn

Innfluttur fosfóráburður 1.600 70

Innflutt matvara 82.700 85

Matvöruframleiðsla á Íslandi 576.600 1.355

Útflutt matvara -755.200 -1.885

Úrgangur við vinnslu matvöru

Úrgangur matvöru á heimilum

Skólp manna

-144.400

-20.200

-149.800

-300

-30

-54

Samtals -408.700 -759

22

Mynd 9 Hringrás fosfórs á Íslandi.

23

5 Heimsskortur

Eins og áður sagði er fosfór óendurnýjanleg auðlind og því er svo mikilvægt að endurnýta

það sem við vinnum af honum. Dæmi um aðrar óendurnýjanlegar auðlindir eru olía, kol og

jarðgas. Óendurnýjanlegar auðlindir eru þær sem endurnýja sig ekki sjálfar, nema á

milljónum ára, og klárast því á endanum þegar nýting er miklu meiri en endurnýjun. Við

búum þannig séð á einni endanlegri jörð (Meadows, Meadows, Randers og Behrens,

1972;1992;2004). Skortur á þessum auðlindum getur leitt til hámarksframleiðslu auðlindar

nema gripið sé til kerfisbundinna aðgerða. Hámarksframleiðsla eða betur þekkt sem „peak

production“ er fyrirbæri sem lýsir stöðu auðlinda. Hámark auðlinda gefur til kynna að

auðlindin sem um ræðir fer í gegnum hámark og eftir það minnkar framleiðslan þar til hún

verður óveruleg (Sverdrup, Koca og Ragnarsdóttir, 2013). Margar rannsóknir eru í gangi í

dag þar sem magn þessara auðlinda er skoðað. Niðurstöður þess konar rannsókna eru

mikilvægt verkfæri við mat á endanlegu magni þeirra auðlinda sem eru hagnýttar. Skortur

leiðir til þess að efni og tækni sem styðja nútíma samfélög muni vera ófáanleg fyrir

vöruframleiðslu á heimsvísu (Sverdrup o.fl., 2013). Búinn var til svokallaður „Hubbert

ferill“ sem lýsti og spáði fyrir um líftíma olíulinda. Með því að nota upplýsingar um

námuvinnslu auðlinda var hægt að sjá allar óendurnýjanlegar auðlindir fylgja greinilegu

mynstri Hubbert ferilsins (mynd 11a), þar á meðal fosfór. Yfirfærsla ársframleiðslu yfir á

Hubbert ferilinn gerir svo kleift að reikna út hvenær hámarksframleiðsla (peak) á sér stað

og hvenær skortur fer að segja til sín (Sverdrup o.fl., 2012).

Á mynd 10 má sjá graf fyrir framleiðslu fosfór og hámark hennar kringum 2030 ,eins og

talið var árið 2009 (Cordell o.fl., 2009). Með betri rannsóknum og bættum upplýsingum

hafa verið gerðar nýjar skýrslur og gröf. Eins og sjá má á mynd 11b er nú talið að

hámarksframleiðsla fosfórs hafi verið árið 2000 og eftir það minnkaði framleiðslan. Einnig

má sjá að um árið 2050 er línan alveg orðin bein en hún lýsir snarpri lækkun þangað til

algjör fosfór skortur verður. Eins og áður var nefnt kemur fosfór í jarðvegi frá veðruðu

bergi og þannig fylgir jarðvegur einnig því ferli sem fosfór hefur gengið í gegnum. Þetta

má sjá á mynd 11c þar sem heimsforði plægðs jarðvegs virðist hafa verið í hámarki árið

2005. Þetta þarf að túlka sem mjög ósjálfbært heimsferli og gæti mögulega verið stærsta

ógn við afkomu siðmenningar á jörðinni þar sem jarðvegur myndast mjög hægt, aðeins

nokkra millimetra á 100 árum (Brantley, Goldhaber og Ragnarsdottir, 2007). Ekki er unnt

að bæta fosfór í fæði jarðarbúa með fiskveiðum því eins og sjá má á mynd 11d fylgir

hámark fiskveiða einnig Hubbert ferlinum (Sverdrup o.fl., 2013).

24

Mynd 10 Ferill fosfór framleiðslu (Heimild: Cordell, Dragert and White, 2009).

Mynd 11 Hámarksframleiðsla auðlinda a) Upphaflegur Hubbert ferill fyrir olíu (Sverdrup

o.fl., 2012) b) Heimsframleiðsla á fosfat bergi eftir gæðum, production 1: góð gæði,

production 2: miðlungs gæði, production 3: lítil gæði (Sverdrup o.fl., 2013) c) Magn af

plægðum jarðvegi í heiminum (Sverdrup o.fl., 2013) d) Fiskveiðar í heiminum (Sverdrup

o.fl., 2013).

25

Aukin neysla og fólksfjöldi eru tveir aðal þættirnir sem auka auðlindaeftirspurn í

heiminum. Aukning í fólksfjölda drífur neysluna, gengur á markaði, hækkar verð og eykur

framboð frá framleiðslu til markaðar. Þetta leyfir áframhaldandi neyslu að aukast sem og

aukinni auðlinda notkun. Aukinn hraði á nýtingu auðlinda og þar með aukið magn úrgangs

leiðir til umhverfishnignunar (Ragnarsdóttir, Sverdrup og Koca, 2011; Sverdrup og

Ragnarsdóttir; Sverdrup og Ragnarsdóttir, 2011). Samfara skorti á fosfór í heiminum

hækkar áburðarverð í samanburði. Áburðarverð er reiknað úr frá verði á massa af N, P2O5

eða K2O (Barker, 2010). Eins og sjá má á mynd 12 hefur verð á áburði og þar með einnig

verð á fosfat bergi farið markvisst hækkandi frá 1970 til dagsins í dag. Myndin sýnir

verðaukningu í Bandaríkjunum en fyrir allan heiminn væri myndin mjög svipuð. Grænu

súlurnar sýna fosfóráburð sérstaklega. Sem dæmi má taka að frá júní 2007 til desember

sama ár hækkaði verð á fosfat bergi frá Norður-Afríku úr um það bil 44$ og upp í rúmlega

70$ fyrir tonnið. Milli janúar og júní 2008 var verðið 150-400$/tonn en svo var verð

lækkað 2010 og fékkst þá tonn af fosfat bergi fyrir 105-110$ sem jafngildir í dag um 12

þúsund íslenskum krónum (Van Kauwenbergh o.fl., 2013). Í dag má þó nefna að hjá SS

kostar tonn af áburði, sem inniheldur fosfór, á bilinu 75-112 þúsund krónur en það er

verðlækkun frá árinu áður sem getur (Sláturfélag Suðurlands, 2014). Fleiri

áburðarseljendur fylgdu svo á eftir. Ástæðan fyrir nýlegri verðlækkun er lækkun á hráefni

og styrking íslensku krónunnar (Bændablaðið, 2014).

Mynd 12 Áburðarverð í Bandaríkjunum 1970-2010. Grænu súlurnar sýna verð fyrir fosfór

áburð (Heimild: United States Department of Agriculture, 2011).

27

6 Sjálfbær þróun

IISD (International Institute for Sustainable Development) er alþjóðleg stofnun í Kanada

um sjálfbæra þróun; þeir lýsa hugtakinu svo: Sjálfbær þróun er þróun sem kemur til móts

við þarfir nútímans án þess að stefna í hættu möguleikum komandi kynslóða til að mæta

þeirra eigin þörfum (WCED, 1987).

Lausnir á auknum áhyggjum af umhverfismálum í byrjun sjötta áratugar síðustu aldar voru

svo kallaðar „End of pipe solutions“. Þá voru skólphreinsistöðvar byggðar í stað þess að

afrennsli frá iðnaði væri hleypt út í ár og í staðinn fyrir að hættulegum lofttegundum væri

hleypt út í andrúmsloftið voru byggðar meðferðareiningar. Um 1990 var efnahagslegt gildi

náttúruauðlinda og úrgangs uppgötvað og í kjölfarið fylgdi hreinni framleiðsla og

mengunarvarnir til þess að auka skilvirkni í framleiðsluferlum og þar með minnka notkun á

náttúruauðlindum, myndun úrgangs og gass í andrúmsloftinu. (Sverdrup o.fl., 2013).

Framtíðarframboð á auðlindum er ósjálfbært á meðan auðlindanotkun heldur áfram eins og

hún er í dag (Sverdrup o.fl, 2013). Síðasta áratug hefur aðaláherslan verið á sjálfbæra

neyslu- og framleiðsluhegðun. Í dag þurfum við að spyrja okkur sjálf hvernig við getum

breytt okkar lífstíl til að minnka eftirspurn eftir vörum og hvernig á að draga úr neyslu.

Einnig þurfum við að huga að endurvinnslu og endurnýtingu auðlinda jarðar en

endurvinnsla er leið til að auka magn í hringrásinni án þess þó að tæma náttúruauðlindir.

Þetta gæti að lokum leitt til minnkunar neyslu á auðlindum heimsins, minnkað

umhverfishnignun og leitt okkur öll á veg í átt til sjálfbærni (Sverdrup o.fl., 2013).

Markmiðið með sjálfbærri fosfórnotkun er að vera viss um að allir bændur heimsins hafi

nógu góðan aðgang að fosfór, til að rækta nóg af mat sem fæðir mannfjölda heimsins, og á

meðan draga úr óhagstæðum umhverfis og samfélags áhrifum (Cordell, 2010). Þetta mikla

magn úrgangs getur ekki haldið áfram ef við eigum að ná að mæta framtíð okkar á

sjálfbæran hátt og fullnægja fæðuöryggi þróunarlanda heimsins (Fox, 2013).

6.1 Möguleg skref til að loka fosfórhringrásinni

Í dag getum við ekkert gert í því sem er búið og gert. Hins vegar eru til margar lausnir sem

geta hjálpað til við að loka fosfórhringrásinni. Í þessum kafla verða lagðar til nokkrar

mögulegar lausnir sem geta hjálpað til við lokun hringrásarinnar. Fyrsta skref við lausnum

á vandamálum er vitundavakning. Þegar fólk veit af vandanum er hægt að takast á við

hann. Fyrir marga málma og efni eins og fosfór, sem eru unnin úr jarðskorpunni og af

yfirborði jarðar, tekur endurnýjunarferlið milljónir ára svo þessar auðlindir eru svo til

óendurnýjanlegar (Ragnarsdóttir o.fl., 2011; Ragnarsdóttir o.fl., 2012; Sverdrup og

Ragnarsdóttir, 2011; Sverdrup o.fl., 2013). Þess vegna er nauðsynlegt að vitundavakning

verði á mikilvægi auðlindanna og nauðsyn þess að vinna þær á sjálfbæran hátt. Eins og

fram kemur í Ragnarsdóttir, Sverdrup og Koca (2012) er einungis 16% af fosfór nú í

hringrás á heimsvísu. Þetta hlutfall verður að aukast með aukinni vitundarvakningu um

takmarkaðar auðlindir.

Á Íslandi eru margar leiðir mögulegar til að minnka fosfórnotkun og flæði úrgangs til

sjávar. Við nánari athugun er nú þegar ýmislegt í gangi sem stuðlar að umhverfisvænni og

28

sjálfbærari lifnaðarháttum bæði hér á landi og erlendis. Hér að neðan verða tekin nokkur

dæmi um þær fjölmörgu mögulegu lausnir sem til eru fyrir heimili og landbúnaðarbú.

Heimili geta minnkað það magn skólps sem fer til sjávar með því að taka upp svo kallað

safnhaugssalerni. Grundvallarhugmyndin á bak við þessa gerð salernis er að þvagi og saur

er safnað í stór ílát. Þegar ílátin fyllast er þeim lokað og þau geymd. Göt eru gerð á botn

þeirra svo vökvi getur lekið úr og súrefni hefur greiða leið að innihaldinu. Með tímanum

rotnar svo þessi lífræni úrgangur og myndar moltu (Composting Toilet World, 2010).

Mannaúrgangur er kjörinn sem áburður og er talinn mjög frjósamur og hefur verið nýttur

gegnum aldirnar (Barker, 2010). Annar kostur við safnhaugssalerni er sá að með notkun

þess sparast mikið magn vatns sem annars færi í að sturta niður úrgangnum og leiða út í

sjó. Þannig kemur þessi gerð salerna til móts við aukinn vatnsskort í heiminum. Með

aukinni umhverfisvitund og hönnun í ljósi hennar rísa nú ný hús sem innihalda

safnhaugssalerni í stað vatnssalerna, þau eru einnig að finna í svokölluðum vistbyggðum

þar sem vistvænir kostir eru hafðir í fyrirrúmi.

Sambýli jarðvegssvepps og plönturóta er lausn sem hægt væri að nýta til þess að minnka

það fosfórmagn sem dreift er á landbúnaðartún. Þræðir sveppsins tengjast plönturótunum

og framlengir þær í jarðveginn og niður í bergið fyrir neðan. Þessi rótarframlenging hjálpar

plöntunum við að taka upp næringarefni og flytja þau. Við þetta eykst fosfór upptaka

plantnanna. Sveppurinn fær í staðinn sykrur sem plantan framleiðir (Spectrum Analytic

Inc, 2012). Líffræðingurinn Mohamed Hijri segir, í fyrirlestri, að þessi sveppur sé einföld

lausn á komandi fosfór kreppu. Hann segir að hægt sé að auka það magn fosfór sem fer til

plöntunnar og minnka þar með það sem fer út í jarðveginn og endar í ám og vötnum. Þetta

er lausn sem hefur verið til í langan tíma og er mjög einfalt ferli. Ef sveppurinn er í

jarðveginum er hægt að minnka magn fosfór áburðar um helming eða meira og samt fá

betri uppskeru (Mohamed Hijri, 2013).

Annar möguleiki er að reyna að nýta betur þau matvæli sem við ræktum og kaupum í stað

þess að henda þeim. Í fréttum Ríkissjónvarpsins þann 23. apríl 2014 var frétt um fyrirtækið

Búr ehf. sem flytur inn til landsins og dreifir grænmeti og ávöxtum. Þar kom fram að um

400 tonn af úrgangi koma frá fyrirtækinu á hverju ári. Vegna þess hve dýrt það er að flytja

úrganginn á sorphauga var leitað að betri kosti. Í dag sækir bóndi í nágrenninu grænmeti og

ávexti sem eru komin á tíma og gefur nautgripum. Þeir éta næstum alla afgangana og kjósa

þá frekar en nýtt hey. Þetta er dæmi um vistvæna aðferð við að losna við úrgang og margir

gætu tekið sér þetta til fyrirmyndar (Ríkissjónvarpið, 2014). Einnig er hægt að nýta

matvæli betur. Við framleiðslu mjólkurvara fellur mikið til af mysu (Íslandus, 2013). Mysa

er mjög næringarrík og inniheldur 70mg P/ 100g (Mjólkursamsalan, 2014). Með því að

nýta mysu í stað þess að henda henni er hægt að koma í veg fyrir ofauðgun og önnur

umhverfisvandamál. Miðað við skyrframleiðslu á Íslandi jafngildir mengun frá affallsmysu

mengun frá árlegu heimilisskólpi 100.000 manns. Þetta er aðeins eitt dæmi um hvernig

hægt að er að nýta matvæli betur með því hugsa um umhverfið (Íslandus, 2013).

Nú þegar áburðarframleiðsla úr fosfat bergi hefur minnkað þurfa framleiðendur að leita

annað. Undan ströndum Namibíu er í bígerð fyrsta sjávarfosfat námuvinnslan. Staðbundin

vinnsla á fosfatinu á að hjálpa til við að tryggja landbúnaðarframleiðslu og fæðuöryggi í

Namibíu og nágrannasvæðum (Namibian Marine Phosphate, 2014). Sú staðsetning þar sem

þessi vinnsla er áætluð er þó á ríkum veiðisvæðum í Suður-Atlantshafi og hafa talsmenn

fiskiðnaðar á svæðinu nú þegar lýst yfir áhyggjum af því að námavinnsla geta eyðilagt

29

botnumhverfi svæðisins. Einnig hafa þeir áhyggjur af að það set sem mun myndast vegna

vinnslunnar geti minnkað súrefnismagn í vatninu og útrýmt að stórum hluta stofnum

verðmætra fisktegunda. Auk þess er fólk hrætt við þau hættulegu efni sem fylgja

námuvinnslunni og telja að þau muni hafa áhrif á náttúrulíf svæðisins. Umhverfismat á

umræddum strandsvæðum fer nú fram en áætlanir um vinnslu á þessu svæði nema fimm

milljónum tonna af sjávarfosfati á ári í tuttugu ár. Það er alls ekki sjálfbær vinnsla (World

Future Council, 2014).

Mikilvægur hluti þess að loka fosfór hringrásinni er að endurvinna þann fosfór sem við

vinnum til áburðarnota. Ekkert efni getur komið í stað fosfór og engir aðrir valkostir eru

því til. Mjög lítið magn fosfórs, aðeins um 16%, er endurunnið í dag og sama má segja um

málma sem unnir eru úr jörðu. Það ætti að vera möguleiki að fæða og klæða um það bil

2,5-3 milljarða fólks á jörðinni ef við endurvinnum stærstan hluta auðlindanna. Markmiðið

væri þá um 90-95% endurvinnsla og ætti það að halda nógu miklu af auðlindinni í

hringrásinni ásamt því að huga að breyttum neysluvenjum og þar með minni sóun. Tafla 7

sýnir nýtingu fosfórs og hvernig, með aukinni endurvinnslu, tíminn eykst þangað til

auðlindin verður uppurin (Ragnarsdóttir o.fl., 2012).

Tafla 7 Spár um hvenær skortur á fosfór muni verða, miðað við hlutfall endurvinnslu.

Dálkur 1: Nýting eins oghún er í dag, dálkur 2: 50% endurvinnsla, dálkur 3: 90%

endurvinnsla, dálkur 4: 95% endurvinnsla, dálkur 5: 95% endurvinnsla og 3 milljarðar

manna á jörðinni og að lokum dálkur 6: 95% endurvinnsla og 3 milljarðar manna og

helmingi minni nýting er í dag (Ragnarsdóttir o.fl., 2012).

Efni 1 2 3 4 5 6

Fosfór 160 258 1.303 6.527 15.200 30.460

31

7 Niðurstöður

Umsvif mannanna hafa gert það að verkum að áður sjálfbær hringrás náttúrunnar hefur

verið opnuð. Í stað þess að fosfór ferðist frá landi til sjávar og svo aftur til lands með

upplyftingu á tugum milljónum ára ferðast hann miklu hraðar frá fosfór námum til sjávar

og safnast þar fyrir. Fosfórgeymar jarðarinnar innihalda því mismikið magn og á meðan

það magn sem er í fjöllum er að klárast safnast fosfór fyrir í sjónum og veldur skaðlegum

umhverfisáhrifum. Aukin fosfór vinnsla leiðir að lokum til heimsskorts á fosfór sem mun

þá leiða til fæðuskorts. Það mun leiða til fólksfækkunar vegna hungursneyðar þar sem

enginn staðgengill er fyrir fosfór á jörðinni. Þar sem fosfór er nauðsynlegt næringarefni í

öllum lífverum jarðar er mikilvægt að breyta hugarfari heimsbyggðarinnar sem fyrst svo að

niðurstaðan verði ekki algjör skortur. Með því að skoða eins konar hringrás fosfórs á

Íslandi er hægt að gera sér grein fyrir því hvaðan fosfórinn kemur og hvar hann endar.

Þetta væri svo hægt að yfirfæra á smærri samfélög eða önnur lönd. Þar sem Ísland er lítil

úthafseyja kemur stór hluti okkar matvæla erlendis frá. Einnig þurfum við innfluttan fosfór

til að bera á jarðveg til að auka eigin matvælaframleiðslu. Með útreikningum var fundið út

að stór hluti þess fosfórs sem er á Íslandi endar í sjónum með skólpi. Nemur magn þess

fosfórs sem influttur er hér á landi aðeins um 70% af því magni sem er útflutt eða flokkað

sem úrgangur. Ísland getur því ekki talist sjálfbært hvað varðar nýtingu á þeim fosfór sem

fluttur er inn til landsins þar sem stórum hluta þess er hleypt til sjávar þar sem við getum

ekki nýtt hann aftur. En til þess að halda fosfórnum lengur í hringrásinni á landinu sjálfu

eru ýmsar mögulegar lausnir eins og farið er yfir í undirkafla 6.3 hér að ofan. Má sem

dæmi nefna að nýta matvæli betur, finna aðrar leiðir í landbúnaði og endurvinna meira.

Heimsskortur á fosfór er ekki vandamál sem ein þjóð á að hafa áhyggjur af heldur allar

þjóðir heimsins. Við þurfum að breyta venjum okkar við framleiðslu og nýtingu á fosfór til

að tryggja fæðuöryggi heimsins um komandi framtíð.

Eins og Dennis Meadows vísindamaður og kerfisfræðingur sagði í fyrirlestri 27. nóvember

2013 í Hátíðarsal Háskóla Íslands:

‘‘We develope habits. Most habits work very well but sometimes we need to change habits.

It is not comfortable at first but after a while it is fine.“

Sem á íslensku myndi hljóma ,,Við þróum með okkur venjur. Flestar venjur virka mjög vel

en stundum þurfum við að breyta venjum. Það er ekki þægilegt í fyrstu en eftir nokkurn

tíma er það í lagi.“

33

Heimildir

Agricultural Research Service (2013). National Nutrient Database for Standard Reference.

Skoðað 1.maí 2014 á http://ndb.nal.usda.gov/ndb/search/list

Archipelago Bat Guano (2014). Products. Skoðað 19.maí 2014 á

http://www.archipelagobatguano.com/index.shtml

Ashley, K., Cordell, D. og Mavinic, D. (2011). A brief history of phosphorus: From the

philosopher‘s stone to nutrient recovery and reuse. Chemosphere 84 (6), 727-746.

Barker, A.V. (2010). Science ond Technology of Organic Farming. Florida. CRC Press-

Taylor & Francis Group.

Brantley S.A., Goldhaber M. og Ragnarsdottir K.V. (2007). Crossing disciplines and

scales to understand the critical zone. Elements 3 (5), 307-314.

Bændablaðið (2014). Fóðurblandan lækkar áburðarverð. Skoðað 26. Maí 2014 á

http://www.bbl.is/index.aspx?groupid=38&TabId=46&ModulesTabsId=191&NewsIte

mID=7812

Composting Toilet World (2010). What is a composting toilet? Skoðað 16.maí, 2014 á

http://compostingtoilet.org/

Cordell, D., Drangert, J.O. og White, S. (2009). The story of phosphorus: Global food

security and food for thought. Global Environmental Change 19 (2), 292-305.

Ehrlich, S.D. (2011). Phosphorus. Skoðað 28.apríl 2014 á vef University of Maryland

Medical Center: http://umm.edu/health/medical/altmed/supplement/phosphorus

Hólmfríður Þorgeirsdóttir, Hrund Valgeirsdóttir, Ingibjörg Gunnarsdóttir, Elva Gísladóttir,

Bryndís Elfa Gunnarsdóttir, Inga Þórsdóttir, Jónína Stefánsdóttir og Laufey

Steingrímsdóttir (2012). Hvað borða Íslendingar? Könnun á mataræði Íslendinga 2010-

2011- helstu niðurstöður. Reykjavík. Embætti Landlæknis, Matvælastofnun og

Rannsóknarstofa í næringarfræði við Háskóla Íslands og Landspítala-háskólasjúkrahúss.

Embætti Landlæknis (2013). Ráðlagðir dagskammtar (RDS) af ýmsum steinefnum 2013.

Reykjavík: Embætti Landlæknis.

Environment Canada. (2005). Canadian Water Quality Guidelines- Phosphorus. Ottawa:

National Guidelines and Standards Office, Environment Canada.

European Environment Agency (2013). Exposure of ecosystems to acidification,

eutrophication and ozone (CSI 005). Kaupmannahöfn: European Environment Agency

(EEA).

34

Gísli Reynisson (2013). Frystitogarar árið 2012. Skoðað á 18.maí 2014 á vef Aflafrétta:

http://www.aflafrettir.is/Blog/Cat/2503/

Guðmundur Eggertsson (2000). Hvað er DNA og RNA og hvert er hlutverk þeirra? Skoðað

17.maí 2014 á vef Vísindavefs Háskóla Íslands: http://visindavefur.is/?id=175

Guilberg, J.M. og Park, Jr.C.F (1986). The Geology of Ore deposits. New York: W.H.

Freeman and Company.

Hagstofa Íslands (á.á.) Afli eftir fisktegund, kvótaflokki skipa og veiðarfærum janúar 2000-

2014. Skoðað 26.maí 2014 á

http://www.hagstofa.is/?PageID=2596&src=https://rannsokn.hagstofa.is/pxis/Dialog/var

val.asp?ma=SJA01102%26ti=Afli+eftir+fisktegund%2C+kv%F3taflokki+skipa+og+vei

%F0arf%E6rum+jan%FAar+2000+%2D+apr%EDl+2014%26path=../Database/sjavarut

vegur/afli/%26lang=3%26units=Kg

Hagstofa Íslands (á.á.) Árleg kjötneysla á íbúa frá 1983. Skoðað 26.maí 2014 á

http://www.hagstofa.is/?PageID=2596&src=https://rannsokn.hagstofa.is/pxis/Dialog/var

val.asp?ma=SJA10202%26ti=%C1rleg+kj%F6tneysla+%E1+%EDb%FAa+fr%E1+198

3+++%26path=../Database/sjavarutvegur/landframleidsla/%26lang=3%26units=K%EDl

%F3gramm

Hagstofa Íslands (á.á.) Dýra- og fuglaveiðar eftir tegundum 1995-2012. Skoðað 26.maí

2014 á

http://www.hagstofa.is/?PageID=2596&src=/temp/Dialog/varval.asp?ma=SJA10303%2

6ti=D%FDra%2D+og+fuglavei%F0ar+eftir+tegundum+1995%2D2012+%26path=../Da

tabase/sjavarutvegur/landveidi/%26lang=3%26units=Fj%F6ldi

Hagstofa Íslands (á.á.) Kjötframleiðsla eftir tegundum frá 1983. Skoðað 26.maí 2014 á

http://www.hagstofa.is/?PageID=2596&src=https://rannsokn.hagstofa.is/pxis/Dialog/var

val.asp?ma=SJA10201%26ti=Kj%F6tframlei%F0sla+eftir+tegundum+fr%E1+1983+++

++%26path=../Database/sjavarutvegur/landframleidsla/%26lang=3%26units=Tonn/fj%

F6ldi

Hagstofa Íslands (á.á.) Laxveiði eftir veiðiaðferð 1974-2012. Skoðað 26.maí 2014 á

http://www.hagstofa.is/?PageID=2596&src=/temp/Dialog/varval.asp?ma=SJA10302%2

6ti=Laxvei%F0i+eftir+vei%F0ia%F0fer%F0+1974%2D2012+%26path=../Database/sja

varutvegur/landveidi/%26lang=3%26units=Fj%F6ldi

Hagstofa Íslands (á.á.) Lykiltölur mannfjöldans 1703-2014. Skoðað 26.maí 2014 á

http://www.hagstofa.is/?PageID=2593&src=https://rannsokn.hagstofa.is/pxis/Dialog/var

val.asp?ma=MAN00000%26ti=Lykilt%F6lur+mannfj%F6ldans+1703%2D2014+++++

++%26path=../Database/mannfjoldi/Yfirlit/%26lang=3%26units=Fj%F6ldi

Hagstofa Íslands (á.á.) Magn úrgangs eftir uppruna 1995-2011. Skoðað 26.maí 2014 á

http://www.hagstofa.is/?PageID=621&src=https://rannsokn.hagstofa.is/pxis/Dialog/varv

al.asp?ma=UMH04101%26ti=Magn+%FArgangs+eftir+uppruna+1995%2D2011%26p

ath=../Database/land/urgangur/%26lang=3%26units=1.000%20tonn

Hagstofa Íslands (á.á.) Notkun tilbúins áburðar frá 1977. Skoðað 26.maí 2014 á

http://www.hagstofa.is/?PageID=2596&src=https://rannsokn.hagstofa.is/pxis/Dialog/var

35

val.asp?ma=SJA10001%26ti=Notkun+tilb%FAins+%E1bur%F0ar+fr%E1+1977+%26

path=../Database/sjavarutvegur/landaburdur/%26lang=3%26units=Tonn

Hagstofa Íslands (2013). Landshagir 2013. Reykjavík: Hagstofa Íslands.

Hijri, M. (2013). A simple solution to the coming phosphorus crisis. TED talks. Skoðað

16.maí 2014 á

http://www.ted.com/talks/mohamed_hijri_a_simple_solution_to_the_coming_phosphor

us_crisis

Hubbard, B. (2012). How green is your washing powder? Skoðað 25.maí 2014 á vef

Ecologist:

http://www.theecologist.org/green_green_living/home/1222057/how_green_is_your_w

ashing_powder.html

Institution of Mechanical Engineers (2013). Global food: Waste not, want not. London:

Institution of Mechanical Engineers.

Íslandus (2013). Umhverfismál. Skoðað 16.maí 2014 á:

http://islanduskruss.is/umhverfismal/

Jones Jr., J.B. (2005). Hydroponics. A Practical Guide for the Soilless Grower (2.útg.).

Boca Raton: CRC Press.

LeMaitre, R.W. (1976). The Chemical Variability of some Common Igneous Rocks. Journal

of Petrology 17 (4), 589-598.

Manahan, S.E. (1993). Foundamentals of Environmental Chemistry. Michigan: Lewis

Publishers.

Magnús Óskarsson (1993). Umhverfisvæn jarðarækt. Skoðað 29.apríl 2014 á vef

Rannsóknastofnunar landbúnaðarins:

http://saga.bondi.is/wpp/almhand.nsf/id/0C067389C5C04F8D002564B1003DB630

Meadows, D.H., Meadows, D.L., Randers J. og Behrens, W.W (1972;1992;2004). The

Limits to Growth. New York: New American Library.

Mjólkursamsalan (2014). Mysa 10 lítra brúsi, Næringargildi í 100 grömmum. Skoðað

16.maí 2014 á vef Mjólkursamsölunnar:

http://www.ms.is/Vorur/Idnadarhraefni/Ferskar-mjolkurvorur/700/default.aspx

National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) (á.á). Upwelling is a process

in which deep, cold water rises toward the surface. Skoðað 25.maí 2014 á vef NOAA:

http://oceanservice.noaa.gov/facts/upwelling.html

Namibian Marine Phosphate (2014). Introducing NMP. Skoðað 17.maí 2014 á vef

Namibian Marine Phosphate: http://www.namphos.com/about/introduction.html

Obrant, K.J. og Odselius, R. (1986). The concentration of calcium and phosphorus in

trabecular bone from the iliac crest. Calcified Tissue International 39, 8-10.

36

Oddný Þóra Óladóttir (2013). Ferðaþjónustu á Íslandi í tölum, apríl 2013. Reykjavík:

Ferðamálastofa.

Ólafur Arnalds og Kimble, J. (2001). Andisols of Deserts in Iceland. Soil Science Society

of America Journal 65, 1778-1786.

Parker, S. (2007). The Human Body Book. Dorling Kindersley Limited. Great Britain.

Ragnarsdóttir, K.V., Sverdrup, H.U. og Koca, D. (2011). Challenging the planetary

boundaries I: Basic principles of an intergrated model for phosphorus supply dynamics

and global population size. Applied Geochemistry, 26, S303-304.

Ragnarsdóttir, K.V., Sverdrup, H.U. og Koca, D. (2012). Assessing Long Term

Sustainability of Global Supply of Natural Resources and Materials. Í Ghenai, C.

(ritstj.), Sustainable Development- Energy, Engineering and Technologies –

Manufacturing and Environment (kafli 5). InTech.

Rey, C., Combes, C., Drouet, C. og Glimcher, M.J. (2009). Bone mineral: update on

chemical composition and structure. Osteoporos Int. 20 (6), 1013-1021.

Richey, J.E. (1983). The Major Biogeochemical Cycles and their Interactions. Í Bolin, B.

og Cook, R.B. (ristj.), SCOPE 21 (13.kafli). Paris: Scientific Committee on Problems of

the Environment (SCOPE).

Ríkharð Brynjólfsson (2003). „Hvað getið þið sagt mér um áburðarmengun?“ Skoðað 29.

Apríl 2014 á Vísindavef Háskóla Íslands http://visindavefur.is/?id=3583

Ríkissjónvarpið (2012). Alltof mikið kadmíum í áburði. Skoðað 24.maí 2014 á:

http://ruv.is/frett/alltof-mikid-kadmium-i-aburdi

Ríkissjónvarpið (2014). Skepnur fóðraðar á ávöxtum og grænmeti. Skoðað 23.apríl 2014 á

http://www.ruv.is/sarpurinn/frettir/23042014/skepnur-fodradar-a-avoxtum-og-graenmeti

Ruttenberg, K.C. (2003). The Global Phosphorus Cycle. Treatise on Geochemistry,

Volume 8: Biogeochemistry, 585-643.

Science Learning Hub (2010). Bone and tooth minerals. Skoðað 23.maí 2014 á

http://www.sciencelearn.org.nz/Contexts/Ceramics/Science-Ideas-and-Concepts/Bone-

and-tooth-minerals

Simandl, G.J., Paradis, S. og Fajber, R. (2012). Sedimentary Phosphate Deposits, Mineral

Deposit Profile F07. Province of British Columbia: British Columbia Geological

Survey.

Schørring, J.K. (1999). Phosphorus Fertilizers and Fertilization. In Plant Nutrition Soil

Fertility Fertilizers and Fertilization. The Royal Veterinary & Agricultural University.

Sigurður Þór Guðmundsson (2007). Phosphorus in Icelandic agriculture soil. MS ritgerð.

Landbúnaðarháskóli Íslands. Hvanneyri.

37

Simmon, R. og Allen, J. (2010). Aquatic Dead Zones. Skoðað 23.maí 2014 á:

http://eoimages.gsfc.nasa.gov/images/imagerecords/44000/44677/dead_zones_lrg.jpg

Sláturfélag Suðurlands (2014). Verðskrá og áburðartegundir 2014. Skoðað 25.maí 2014 á

http://www.yara.is/yara/upload/files/frettir_pdf_skrar/yara_verdskra_og_tegundir_janua

r_2014.pdf

Spectrum Analytic Inc. (2012). Phosphorus (P) Basics. Skoðað 25.maí 2014 á

http://www.spectrumanalytic.com/support/library/ff/P_Basics.htm

Sverdrup, H.U. og Ragnarsdóttir, K.V. (2011). Challenging the planetary boundaries II:

Assessing the sustainable global population and phosphate supply, using a systems

dynamics assessment model. Applied Geochemistry, 26, S307-310.

Sverdrup, H.U., Koca, D. og Kristín Vala Ragnarsdóttir (2013). Peak metals, minerals,

energy, wealth, food and population; urgent policy considerations for a sustainable

society. Journal of Environmental Science and Engineering 2 (4B), 189-222.

Tryggvi Þórðarson (2012). Staða skólpmála á Íslandi. Málþing um lífræna hreinsun skólps

á Íslandi. Reykjavík: Umhverfisstofnun Íslands.

Umhverfisstofnun. (2003). Staða mála hvað varðar hreinsun skólps á Íslandi. Reykjavík:

Umhverfisstofnun Íslands.

Umhverfisstofnun (á.á.) Skinney-Þinganes, Höfn. Skoðað 18.maí 2014 á

http://www.ust.is/einstaklingar/mengandi-starfsemi/fiskimjolsverksmidjur/skinney-

thinganes-hofn/

United States Department of Agriculture (2011). Increase in fertilizer price since 1970.

Skoðað 26.maí 2014 á http://replacefertilizers.com/golf_benefits.html

University of Massachusetts Amherst (2010). Bird bones may be hollow, but they are also

heavy. Skoðað 14.maí 2014 á

http://www.sciencedaily.com/releases/2010/03/100322112103.htm

U.S. Geological Survey (2013). Phosphate Rock. Reston: U.S. Geological Survey.

Van Loon, G.W. og Duffy, S.J. (2011). Environmental chemistry- a global perspective.

New York: Oxford University Press.

Van Kauwenbergh, S.J., Stewart, M. og Mikkelsen, R. (2013). World Reserves of

Phosphate Rock...a Dynamic and Unfolding Story. Better Crops wih Plant Food 97 (3),

18.

World Commission on Evironment and Development (WCED) (1987). Report of the

World Commission on Environment and Development: Our Common Future. New

York: Oxford University Press.

World Future Council (2014). World Future Council warns against marine phosphate

mining. Skoðað 17.maí 2014 á http://www.worldfuturecouncil.org/sandpiper-

project.html

39

Viðauki A

Hér verður tekið dæmi um aðferðir við útreikninga á fosfórmagni. Eins og kom fram í

undirkafla 4.1 var notast við eftirfarandi skýrslur og gagnabanka til að reikna fosfórmagn;

Landshagir 2013 fyrir magn innflutnings og útflutnings, Hvað borða Íslendingar? fyrir

matarvenjur Íslendinga og matvælagagnagrunnur Landbúnaðarrannsóknastofnun

Bandaríkjanna fyrir magn fosfór í matvöru.

Dæmi um fosfórmagn í fiskmeti

Landshagir: 28.772 tonn innflutt

Hagstofa Íslands: Heildarafli 1.500.000

Hvað borða Íslendingar: 0,046 kg/dag eða tæplega 17 kg á ári.

Gagnagrunnur næringarefni: 250mg P/100g

Við vitum að innflutt fiskmeti er tæp 29.000 tonn. Þar sem 250mg af P eru í 100 grömmum

eru 2,5 kg af P í hverju tonni af fisk. Þá er margfaldað 2,5 kg með fjölda tonna (29.000) og

fengið út 72.500 kg eða 72,5 tonn af fosfór.

Hins vegar fyrir heildarafla íslenskra fiskiskipa sem var um 1.500.000 tonn árið 2012 verða

útreikningarnir öðruvísi. Um 153.000 tonn af fiski eru veidd á frystitogurum. Þar má gera

ráð fyrir að um helmingi þyngdarinnar sé hent í sjóinn s.s. hausum og beinum. Þannig að

fosfórmagn í þeim 76.500 tonnum af fiski sem komið er með í land er 2,5 kg P/tonn *

76.500 tonn eða 191.250 kg af P sem jafngildir 191 tonni.

Svo fyrir það magn fosfórs sem er í fiskiúrgangi var ákveðið að nýta einnig sama magn

fosfórs og er í fisknum sjálfum og því er í 180.000 tonnum af fiskiúrgangi um 450 tonn af

fosfór. Ekki er allt þetta magn urðað og eytt heldur er það einnig nýtt í

fiskimjölsframleiðslu o.fl. eins og fram kom að ofan.