Fosfori on kaikelle elävälle tärkeä alkuaine. Sitä löytyy muun muassa soluista, hampaista ja luista. Kasvit saavat sitä maaperästä, ja se siirtyy ravinnon kautta ravintoketjussa ylöspäin. Fosfori on kasveille yksi tärkeimmistä ravinteista ja sen varastot hupenevat maaperästä, kun sadot korjataan pelloilta. Siksi maaperän fosforivarastoja on tarpeen täydentää lannoitevalmisteilla.
Ennen pelloille levitettiin erilaisia orgaanisia ravinteita sisältäviä jakeita, esimerkiksi tuotantoeläinten lantaa, ihmisten ulosteita tai kovettuneita linnun jätöksiä eli guanoa. Maailmassa käytetään nykyään paljon enemmän lannoitteita kuin koskaan ennen (ks. oheinen kuva). Tämä johtuu siitä, että maailmassa on tänä päivänä paljon enemmän suita ruokittavana, sekä ihmisiä että karjaa. Jotta ruoantuotanto olisi tarpeeksi tehokasta tuottamaan maailman tarvitseman ruoan, on lannoitteita käytettävä suuria määriä.
Nykyisin suurin osa lannoitteissa käytettävästä fosforista tulee fosfaattikivestä, joka louhitaan maasta fosforikaivoksissa (ks. kuvat). Kaivoksista löytyvä fosfaattikivi on kuitenkin rajallinen resurssi, pessimistisin arvio fosforin riittävyydestä on noin 60 vuotta.
Yhdyskuntien jätevedet sisältävät fosforia pääasiassa ihmisten ulosteista ja pesuaineista. Suomen jätevedenpuhdistamoille päätyy vuosittain noin 4 000 tonnia fosforia jätevesissä. Jätevedet käsitellään ja niistä poistetaan fosfori, ennen kuin vedet päästetään takaisin vesistöihin. Fosforia ei kuitenkaan eroteta muista jätevedestä poistetuista aineista, vaan fosfori päätyy muiden aineiden kanssa suurimmaksi osaksi viherrakentamiseen ja maisemointiin.
Kun fosforia lisätään pelloille lannoitevalmisteissa, osa siitä huuhtoutuu eroosion takia veden mukana vesistöihin. Fosfori rehevöittää vesiä, ja muuttaa vesistöjen alkuperäistä ekosysteemiä. Monessa maassa vesistöt kärsivät jätevesien ja valumien vuoksi liiallisen fosforin aiheuttamasta rehevöitymisestä. Myös Suomessa huomataan liiallisen fosforin pääsy vesistöihin sinileväkukinnoista, pohjien happikadoista ja kalakannan muuttumisesta.
Sekä fosforin määrän rajallisuuden että ympäristölle aiheutuvien haittavaikutusten takia on herätty siihen, että fosforia voisi kerätä talteen ja kierrättää ennen kuin se päätyy vesistöihin. Yksi fosforin virta, joka kerää fosforia suurelta alueelta ja tiivistää sen yhteen paikaan, on yhdyskuntien jätevedet.
Jätevedestä poistettu fosfori voitaisiinkin erottaa muista jätteistä, jolloin sitä voisi käyttää fosfaattikivestä saadun fosforin tapaisesti, esimerkiksi raaka-aineena lannoiteteollisuudessa. Fosforin talteenottoon on kehitelty monia eri tekniikoita, jotta fosfori saataisiin sellaiseen muotoon, että se voitaisiin kierrättää ja käyttää korvaamaan fosfaattikivestä saatava mineraalifosfori.
Tekniikat ovat maailmalla vielä lastenkengissä, ja harvat ovat käytössä suuressa mittakaavassa. Hanke ”Jäteveden sisältämän fosforin talteenotto ja kierrättäminen: Taloudelliset ja lainsäädännölliset ohjauskeinot eri maissa ja niiden soveltuminen Suomeen” selvittää minkälaisia tekniikoita maailmalta löytyy, ja mitkä niistä mahdollisesti sopisivat Suomen oloihin. Prosessien parantuessa ja tietotaidon karttuessa, pääsemme varmasti todistamaan aikaa, jolloin fosforin talteenotto jätevesistä ja kierrätetyn fosforin käyttö yhteiskunnassa ovat arkipäivää.
Teksti: Tanja Pihl ja Anna Mikola, Aalto-yliopisto
Kuvio: Kuvaa muokattu. Alkuperäisen kuvan lähde: Cordell, D., Drangert, J.O. and White, S., 2009. The story of phosphorus: global food security and food for thought. Global environmental change, 19(2), pp.292-305
Kuvituskuvat: Siilinjärven fosfaattikaivos, (CC BY 4.0) ja flickr.com
