为满足人口数量增加和生活水平提高对粮食需求量的,自工业革命以来,加剧的人类活动产生了大量的含磷废物(磷废物)。未被回收或循环利用的磷废物流失到环境中引起了严重的水体富营养化,另一方面,磷矿石消耗量的不断增加带来了磷资源枯竭的风险。解决这些问题的关键在于磷废物的有效管理。

在本研究中,我们量化了中国磷废物产生和循环利用的历史趋势。从1900年到2015年,磷废物的年产生量从1 Mt P增加到12 Mt P。在大多数年份,农业种植最大的磷废物贡献源,而来自磷矿石采选和磷化工生产的磷废物增长最快。

在这一个多世纪,每年的磷废物循环利用量增加了五倍,而磷的流失量增加了26倍。2015年,28%的磷流失进入耕地,21进入非耕土地。水产养殖已经取代农业种植成为内陆水体磷素的最大贡献者。据我们的估算,2015年所产生的磷废物如果完全被循环利用,可减少1/3的磷矿石消费量。本研究业通过情景分析来预测不同磷管理策略的效果,结果表明,健康的饮食将大大增加磷废物的产生和流失量,合理施肥则可以减少17%的磷废物产生量,促进废物的循环利用可减少35%的磷流失。

Figure 1 Phosphorus Waste Accounting and Recycling model framework

Figure 2 Changes in annual P waste generation in China and P waste generation intensity (PWI) of compartments from 1900 to 2015.

Figure 3 Changes in recycled P waste (a), recycling potential of P waste (b), recycling rate of P waste (c) and P loss to environment (d) from 1900 to 2015.

Figure 4 Projections of total P waste generation (a), P loss (b), recycled P waste (c) and recycling rate (d) in different scenarios.


DOI: 10.1021/acs.est9b05120

Historic trends and future prospects of waste generation and recycling in China’s phosphorus cycle.