Fosforiit: Olulise Loodusressursi Teaduslik Ülevaade

Eestis tahetakse fosforiiti kaevandama hakata. Väärtuslik loodusvara peidab endas suuri ohtusid elukeskkonnale ja Eestis on fosforiidi kihtides peidus midagi erilist. Mis see eriline on mida tegelikult kätte tahetakse saada?

Fosforiit: Olulise Loodusressursi Teaduslik Ülevaade

“Fosforiidi teema on Eestis volatiivselt liikunud erinevate võimude käes viimased 40 aastat. Fakt on see, et kes Eestis fosforiidi kallale läheb, sellega juhtub alati midagi erakorralist. Eestis ei tohi tegelikult fosforiiti kaevandada, sest sellel on seos eluenergiaga ja selle energia looja ei lase kaevandada. Maa eluprogrammis on selliseid asju palju, mida ei tohi näppida – Kõiksus ei luba.” – Veiko Huuse

Sissejuhatus

Fosforiit on settekivim, mis sisaldab suures koguses fosfaate, peamiselt kaltsiumfosfaati. Fosforiidil on suur tähtsus, kuna see on peamine fosfori allikas, mida kasutatakse väetiste tootmisel. Fosfor on elutähtis element taimede, loomade ja mikroorganismide kasvu ja arenguks. Kuna looduslikud fosforivarud on piiratud ja selle kaevandamine mõjutab oluliselt keskkonda, on fosforiitide uurimine ja säästlik kasutamine võtmetähtsusega.

Fosfori geokeemiline tähtsus

Fosfor on oluline biogeokeemiline element, mis osaleb mitmetes bioloogilistes protsessides, sealhulgas DNA, RNA ja ATP sünteesis. Kuigi fosforit leidub Maal piisavalt, on selle kättesaadavus bioloogilistele organismidele piiratud, kuna enamik fosforit leidub lahustumatutes mineraalsetes vormides, näiteks kaltsiumfosfaadina fosforiitides. Fosfori geokeemiline tsükkel hõlmab selle vabanemist mineraalidest, erodeerumist settekivimitest ja integreerumist ökosüsteemidesse taimede, loomade ja mikroorganismide kaudu.

Fosforiidi moodustumine

Fosforiit tekib tavaliselt merekeskkonnas setete kuhjumise ja keemilise sadestumise tulemusena. Selle peamine moodustamise mehhanism on seotud biogeokeemiliste protsessidega, kus orgaaniline aine, sealhulgas plankton ja muud mereloomad, aitavad fosfori sadestumist. Fosforiidi kontsentratsioon toimub aeglaselt miljoneid aastaid kestvate settemerede sügavate kihtide moodustumisel. Fosfaadid seotakse tavaliselt lubjakivisse või muude karbonaatsetesse settekivimitesse.

Fosforiidi jaotumine maailmas

Fosforiitide kaevandamise peamised piirkonnad asuvad Aafrikas, Lähis-Idas, Hiinas ja Ameerika Ühendriikides. Maroko on üks maailma suurimaid fosforiidivarude omanikke, kus asub umbes 75% maailma tuntud fosforiitidest. Eesti on samuti üks oluline fosforiidi leiukoht, eriti tuntud oma fosforiidivarude poolest Pandivere kõrgustikul ja Virumaal. Eesti fosforiitide kaevandamise ajalugu ja võimalikud keskkonnamõjud on olnud pikaaegse arutelu teemad.

Fosforiidi kasutusalad

Fosforiit on oluliseim tooraine fosforväetiste tootmisel, mis on põllumajanduse seisukohalt kriitilise tähtsusega. Lisaks kasutatakse fosforit ka muudes tööstusharudes, sealhulgas kemikaalide ja toiduainete tootmisel, fosforhapete valmistamisel ning metallurgia- ja klaasitööstuses. Fosforväetiste kasutamine on viimase saja aasta jooksul suurendanud põllumajandustootlikkust, kuid samal ajal on intensiivne fosforväetiste kasutamine põhjustanud ka keskkonnareostust, näiteks eutrofeerumist veekogudes.

Keskkonnamõjud ja jätkusuutlikkus

Fosforiidi kaevandamine ja töötlemine võib põhjustada märkimisväärseid keskkonnamõjusid. Kaevandamine võib hävitada kohalikke ökosüsteeme ja põhjustada muldade erosiooni, samas kui fosforväetiste liigkasutamine põllumajanduses võib viia fosfori kuhjumiseni pinnases ja veekogudes. See omakorda põhjustab vetikate massilist kasvu (eutrofeerumist), mis kahjustab veekogude ökosüsteeme. Seetõttu on oluline arendada uusi ja tõhusamaid meetodeid fosforiidi kaevandamiseks ja selle kasutamiseks põllumajanduses, sealhulgas fosfori taaskasutamise tehnoloogiaid.

Fosforiidi jätkusuutlik kasutamine

Tuleviku fosforinõudlus kasvab koos rahvastiku suurenemise ja toidutootmise vajadusega. Kuid fosfor on piiratud ressurss, ja selle jätkusuutlik kasutamine on kriitilise tähtsusega globaalsete toidujulgeoleku ja keskkonnakaitse seisukohalt. Olulised sammud selle saavutamiseks hõlmavad fosforijäätmete taaskasutamist, fosforväetiste tõhusamat kasutamist ja alternatiivsete allikate uurimist. Näiteks fosforijäätmete (nagu reoveesetete ja toidujäätmete) ringlussevõtt ja teiseste fosfori allikate (nt bioloogiliste fosforikandjate) kasutamine võivad oluliselt vähendada sõltuvust traditsioonilistest fosforiitidest.

Järeldus

Fosforiit on väärtuslik loodusvara, mis mängib olulist rolli kaasaegses põllumajanduses ja tööstuses. Kuigi fosforiidi kaevandamine on majanduslikult oluline, kaasnevad sellega keskkonnariskid ja ressursside ammendumise oht. Seetõttu on vajalik tõhustada fosforiidi kasutamist ja arendada keskkonnasõbralikumaid meetodeid selle ressursi haldamiseks. Pikaajaline jätkusuutlikkus sõltub fosfori taaskasutamisest ja uute tehnoloogiate rakendamisest, et säilitada selle olulise elemendi kättesaadavus ka tulevastele põlvkondadele.

Mis on alternatiivid fosforile ja fosforväetistele?

Fosforile ja fosforväetistele on keeruline leida otseseid alternatiive, kuna fosfor on taimede kasvuks ja arenguks hädavajalik element, mida ei saa täielikult asendada. Kuid on olemas mitmeid strateegiaid ja alternatiivseid lähenemisviise, mis aitavad vähendada sõltuvust traditsioonilistest fosforväetistest või parandada fosfori kasutamise tõhusust.

1. Fosfori taaskasutamine ja ringlussevõtt

Üks kõige tõhusamaid viise vähendada sõltuvust uutest fosforiidi varudest on fosfori ringlussevõtt erinevatest jäätmetest ja kõrvalsaadustest. Selleks on mitmeid võimalusi:

• Reoveesetted: Reovee töötlemisel tekkivates setetes on palju fosforit, mida saab koguda ja kasutada väetisena. Euroopa ja teiste piirkondade reoveepuhastusjaamad on juba hakanud investeerima fosfori ringlussevõttu.
• Loomade sõnnik: Sõnnik on looduslik fosforiallikas, mida on traditsiooniliselt kasutatud väetisena. Sõnniku tõhusam kogumine ja kasutamine võivad vähendada vajadust sünteetiliste fosforväetiste järele.
• Toidujäätmed: Fosfori sisaldust saab taaskasutada ka toidutööstuse ja põllumajanduse jäätmetest.

2. Bioloogilised ja mikrobioloogilised lahendused

Mitmed uuringud on suunatud bioloogiliste lahenduste väljatöötamisele, mis aitaksid parandada taimede fosfori omastamist mullast.

• Mükoriisa seened: Need on spetsiaalsed seened, mis moodustavad sümbiootilisi suhteid taimedega. Need aitavad taimel fosforit paremini mullast omastada. Mükoriisa kasutamine võib vähendada vajadust lisada väetist mulda, kuna need seened suudavad vabastada fosforit, mis on taimedele muidu kättesaamatu.
• Fosforlahustavad bakterid: On bakteriliike, mis on võimelised lahustama pinnases lahustumatuid fosfaatühendeid, muutes need taimedele kättesaadavamaks. Selliste mikroorganismide kasutamine bioväetistes võib parandada fosfori kättesaadavust taimedele.

3. Täpsem ja tõhusam väetiste kasutamine

• Täppispõllumajandus: Täppispõllumajanduses kasutatakse tehnoloogiat, mis võimaldab fosforväetisi kasutada optimaalselt, vähendades üleliigset väetamist ja selle potentsiaalset keskkonnamõju. Taimede toitainete vajadusi saab hinnata reaalajas andurite ja pilditöötlustehnikate abil, et vältida liigset fosfori kasutamist.
• Fosfori aeglaselt vabanevad väetised: Traditsiooniliste fosforväetiste asemel on võimalik kasutada väetisi, mis vabastavad fosforit aeglasemalt ja pikema aja jooksul. See vähendab fosfori kadu pinnases ja parandab selle omastamist taimede poolt.

4. Alternatiivsed väetised ja toitaineallikad

Kuigi fosforit kui elementi ei saa asendada, on alternatiivseid väetisi ja meetodeid, mis võivad aidata vähendada traditsioonilise fosforiidi kasutamise vajadust:

• Orgaanilised väetised: Orgaanilised väetised, nagu kompost, loomade sõnnik, luujahu ja rohelised väetised, sisaldavad fosforit ja muid toitaineid, mis vabanevad aeglaselt ja aitavad mullaviljakust säilitada. Lisaks aitavad need parandada mulla struktuuri ja mikrobioloogilist aktiivsust, mis suurendab taimede võimet fosforit omastada.
• Kaltsiumfosfaati sisaldavad looduslikud väetised: Luujahu, mida saadakse loomade luude jahvatamisel, on rikas kaltsiumfosfaadi poolest ja toimib pikaajalise fosfori allikana. See laguneb aeglaselt ja vabastab fosforit järk-järgult.

5. Parendatud põllumajandustavad

• Külvikord: Külvikorra rakendamine, eriti kaunviljade ja muude toitainete sidujatega, võib aidata säilitada mulla tervist ja parandada fosfori kättesaadavust. Kaunviljad, näiteks ristik ja lutsern, võivad aidata mulda toitaineid rikastada, vähendades väetiste vajadust.
• Minimaalne mullaharimine: Mulla harimise vähendamine võib aidata vältida fosfori leostumist ja erosiooni, parandades fosfori säilimist mullas ja taimede omastamist.

Järeldus

Kuigi otsest asendajat fosforile ei ole, on mitmeid alternatiivseid strateegiaid, mis võivad aidata vähendada fosforväetiste kasutamise vajadust ja parandada selle ressursi tõhusamat kasutamist. Fosfori ringlussevõtt, bioloogilised lahendused, täppispõllumajandus ja alternatiivsed väetised võivad kõik koos aidata säilitada fosforivarusid ja vähendada keskkonnamõjusid, tagades samal ajal põllumajanduse jätkusuutlikkuse.

Mis ohud on fosforiidi kaevandamisel puhtale joogiveele maapõues ja milliseid kahjusid tekitab see loodusele, inimesele ja kõigile organismiliikidele?

Fosforiidi kaevandamine võib avaldada märkimisväärset negatiivset mõju keskkonnale, sealhulgas puhta joogivee varudele, ökosüsteemidele ja bioloogilisele mitmekesisusele. Siin on üksikasjalik ülevaade potentsiaalsetest ohtudest ja kahjudest, mida fosforiidi kaevandamine võib tekitada loodusele, inimesele ja kõikidele organismiliikidele:

1. Ohud joogiveele maapõues

Veevarude reostus ja ammendumine:

• Nitraatide ja raskmetallide leostumine: Fosforiidi kaevandamisel kasutatakse kemikaale ja kaevandusalal puututakse kokku mitmesuguste metallide ja elementidega. Kui need ained satuvad põhjaveekihtidesse, võib see põhjustada reostust, sealhulgas nitraatide ja raskmetallide (nt kaadmium, plii ja elavhõbe) lekkimist. Need saasteained võivad mõjutada joogivee kvaliteeti, muutes selle tarbimiseks kõlbmatuks.
• Maa-aluste veekihtide äravool: Kaevandamine võib häirida põhjaveekihtide looduslikku tasakaalu, põhjustades nende ammendumist või vee äravoolu naaberaladele. See võib vähendada vee kättesaadavust inimestele ja loodusele piirkondades, kus sõltutakse põhjaveest. Eriti ohustatud on regioonid, kus kaevandamine toimub tihedalt asustatud alade või põllumajanduspiirkondade lähedal.

Hüdrogeoloogiliste struktuuride rikkumine:

• Kaevandustööde tõttu toimuvad mullanihe ja -vajumised: Fosforiidi kaevandamine, eriti avatud karjääride puhul, võib tekitada maapinna stabiliseerumise probleeme. Suurte pinnasemasside eemaldamine võib põhjustada maapinna vajumist, mis võib häirida kohalike põhjaveekihtide terviklikkust, põhjustades vee liikumist või äravoolu aladelt, kus joogivesi on kriitiline ressurss.

2. Keskkonnakahjud ja mõju ökosüsteemidele

Elupaikade hävitamine ja ökosüsteemide degradeerumine:

• Muldade erosioon ja elupaikade kadu: Kaevandamine nõuab sageli ulatuslike maa-alade puhastamist ja kaevandussügavike kaevamist, mis põhjustab looduslike elupaikade kadumist. Taimestiku eemaldamine ja pinnase häiritus suurendab erosiooniohtu, mis võib omakorda viia elupaikade hävimiseni ja bioloogilise mitmekesisuse vähenemiseni.
• Vee ökosüsteemide kahjustamine: Kaevandamisest põhjustatud erosioon ja pinnase liikumine võivad põhjustada setete sattumist veekogudesse. Suurenenud settehulk veekogudes võib kahjustada magevee elupaiku, vähendada hapniku taset ja mõjutada kalade ning teiste veeloomade elutsüklit.

Õhu ja pinnase saastumine:

• Tolm ja gaasiheited: Fosforiidi kaevandamisel, eriti avatud kaevandustes, tekib palju tolmu, mis sisaldab raskemetalle ja muid ohtlikke aineid. Tolm võib levida suurele maa-alale, saastades nii pinnast kui ka õhku. Saastunud pinnas mõjutab taimede kasvu ning tolmuga kokkupuutuvad inimesed võivad kannatada hingamisteede probleemide all.
• Keemiliste ainete kasutamine: Kaevandamisel ja fosforiidi töötlemisel kasutatakse mitmesuguseid kemikaale, mis võivad lekkida keskkonda ja sattuda pinnasesse, vette ja õhku. Need ained võivad olla toksilised nii taimedele kui ka loomadele ning võivad põhjustada pikaaegset mõju kohalikele ökosüsteemidele.

3. Mõju inimese tervisele ja elukeskkonnale

Joogivee kvaliteedi langus:

• Kui põhjavesi või pinnaveed reostuvad raskmetallide, nitraatide või muude saasteainetega, võib see põhjustada tõsiseid terviseprobleeme inimestele, kes kasutavad saastunud vett joogiks või toiduvalmistamiseks. Pikaajaline kokkupuude saastunud veega võib suurendada riski neeruhaiguste, vähkkasvajate ja teiste terviseprobleemide tekkeks.

Hingamisteede haigused:

• Kaevandustolmu sissehingamine, eriti kui see sisaldab raskemetalle või muid toksilisi aineid, võib põhjustada hingamisteede haigusi, sealhulgas kroonilist bronhiiti, astmat ja muid kopsuhaigusi. Tolmuga kokkupuutuvad kaevandustöölised ja lähedalasuvad kogukonnad on eriti ohustatud.

Müra ja vibratsioon:

• Suured kaevandustööd, eriti avakaevandused, tekitavad müra ja vibratsiooni, mis võivad häirida kohalikke elanikke ja elusloodust. Müra ja vibratsioon võivad kahjustada elukvaliteeti ja mõjutada loomade käitumist, põhjustades stressi ja elupaikade vältimist.

4. Mõju bioloogilisele mitmekesisusele ja elustikule

Organismide elupaikade kadu ja ökosüsteemide tasakaalustamatus:

• Fosforiidi kaevandamine võib hävitada suured maa-alad, häirides kohalikke ökosüsteeme ja elupaiku. Selline tegevus võib põhjustada elurikkuse vähenemist, kuna paljud loomad ja taimed kaotavad oma elupaigad ja toiduallikad. Rikkumata ökosüsteemid on väga tundlikud inimtegevuse põhjustatud muutustele.

Toiduahelate häired:

• Elupaikade kaotamine ja veeökosüsteemide kahjustamine võivad häirida toiduahelaid. Näiteks veeloomad, kes sõltuvad puhtast veest ja setetevabadest vooludest, võivad kannatada või välja surra, mis omakorda mõjutab kõiki toiduahelaid, kus need organismid esinevad.

5. Kliimamõjud ja süsinikdioksiidi emissioonid

Süsiniku jalajälg:

• Fosforiidi kaevandamine on energiamahukas protsess, mis nõuab fossiilkütuste kasutamist, mis suurendab kasvuhoonegaaside emissioone. See aitab kaasa kliimamuutustele, millel on laiem mõju nii inimestele kui ka looduskeskkonnale.

Järeldus

Fosforiidi kaevandamine kujutab endast tõsist ohtu puhta joogivee varudele ja põhjustab mitmeid keskkonnakahjusid, mis mõjutavad nii loodust, inimesi kui ka elurikkust. Pikaajaline ja intensiivne kaevandamine võib häirida põhjaveekihtide tasakaalu, saastata veekogusid ja rikkuda looduslikke elupaiku. Seetõttu on kriitiline arendada säästlikumaid kaevandamismeetodeid ning rakendada keskkonnakaitselisi meetmeid, mis aitaksid minimeerida negatiivseid mõjusid ja tagada nii inimeste kui ka looduse pikaajaline heaolu.

Uraan U-235

Eestis, eriti Pandivere ja Virumaa fosforiidikihtide all, on leitud radioaktiivseid aineid, sealhulgas uraani, kuid konkreetse uraani isotoobi, U-235 kontsentratsioonid on väga madalad. Uraan on Maal looduslikult esinev element, mis sisaldab kahte peamist isotoopi: U-238 (umbes 99,3%) ja U-235 (umbes 0,7%). U-235 on isotoop, mida kasutatakse nii tuumarelvade tootmises kui ka tuumaenergia tootmisel, kuna see on lõhustumisaldis ja suudab vabastada suures koguses energiat.

Siiski, Eestis leitud uraanivarud ei ole piisavalt kontsentreeritud ega kergesti kättesaadavad, et olla kaubanduslikult väärtuslikud või laialdaselt kasutatavad sõja- või energiatööstuses. Kuigi on tõsi, et fosforiitide kihid sisaldavad teatud määral raskmetalle, sealhulgas uraani, on nende kontsentratsioonid üldiselt liiga madalad, et õigustada majanduslikult tasuvat kaevandamist või tööstuslikku kasutamist.

Mida me teame Eesti fosforiidikihtide uraanist?

• Kontsentratsioonid: Uraani leidub madalates kontsentratsioonides paljudes settekivimites, sealhulgas fosforiitides. Eestis on fosforiidi ja uraani kontsentratsioon madal, mis teeb nende kaevandamise kulukaks ja keeruliseks.
• Kaevandamistehnoloogia: U-235 kasutamiseks tööstuses või sõjanduses oleks vaja uraani eraldada ja rikastada, mis on kallis ja keeruline protsess, eriti kui algmaterjal on väga madala kontsentratsiooniga.
• Keskkonnamõjud: Uraani kaevandamine tekitaks täiendavaid keskkonna- ja terviseohte, sealhulgas radioaktiivsete jäätmete teket, mis võiksid veelgi süvendada arutelusid fosforiidi kaevandamise mõjude üle Eestis.

Järeldus

Kuigi Eesti fosforiidikihtide all on leitud uraani, ei ole U-235 sellisel kujul ja kontsentratsioonil, mis oleks majanduslikult kasulik sõja- või energiatööstuse jaoks. Eestis leiduv uraan on haruldane ja madala kontsentratsiooniga, mistõttu selle kaevandamine ja kasutamine ei ole praegu realistlik alternatiiv. Kaasneksid ka suured keskkonna- ja terviseohud, mis muudaksid sellise kaevandamise veelgi problemaatilisemaks.

Artikli toimetas Veiko Huuse. Allikas AI

Vaata filmi fosforiidi kohta:

Lühifilm “Fosforiidi- ja väetisetööstuse varjatud ohud” kummutab mesimagusa müügijutu | Telegram