Fosfor tarımda kullanılan temel bir bileşendir. Gıda sektöründe, biyoyakıt ve biyobazlı malzeme sanayinde artan fosfor talebine bağlı olarak küresel fosfat tüketim değerleri önemli ölçüde artmakta ve artmaya devam edeceği öngörülmektedir. 2008 yılında yaklaşık olarak 1,4 milyon ton fosfor sentetik fosfatlı gübre üretimi için tüketilmiştir. Ayrıca, yenilenemeyen fosfat kayası rezervlerinin kontrolü sadece birkaç ülke tarafından (Çin, Fas, Tunus ve ABD gibi) gerçekleşmektedir. Bunun sonucunda AB fosfor talebini karşılamak için tamamen bu ülkelerden ithalata bağlıdır.
Yenilenemeyen rezervlerin yanı sıra alternatif fosfat kaynaklar, yerel atık suları ve tarımsal organik atıkları (biyogaz tesislerindeki nihai ürün veya hayvan gübresi gibi) bünyesinde barındırmaktadır. Yerel ve tarımsal atıkların sıvı kısımları (fazları) içerisinde çözünmüş inorganik fosfatın geri kazanımı için geliştirilmiş yeni teknolojiler bulunmasına rağmen katı atıklar büyük ölçüde kullanılamayan organik formda fosfor içermektedir. Katı kısımda, fosfolipidler, nükleotidler ve nükleik asitler gibi biyokimyasal moleküllere bağlı organik fosfor aslında zengin bir fosfor kaynağıdır.
Tarımsal atıklar fosfor geri kazanımı için büyük bir alternatif depoyu temsil eder. Öyle ki, AB’de üretilen yıllık 1,800 milyon tondan fazla gübre ve sindirim artık miktarları artmaya devam etmektedir. Özellikle domuz ve kümes hayvanları gübresi, toplam fosforun yüzde 50 den fazlasını organik formda ihtiva etmektedir. PhosFarm adlı projede, bu organik kalıntıları değerli bir fosfat kaynağı olarak erişilebilir hale getirmeyi planlamaktadır.
Fraunhofer Enstitüsü Arayüzey Mühendisliği ve Biyoteknoloji IGB (Almanya) tarafından koordine edilen proje, toplam fosfor geri kazanım verimliliğini yüzde 90 seviyelerine çıkartacak ve organik fosfatı kontrollü bir enzimatik yayılıma sahip olan bir pilot tesis kurmayı ve bu süreci geliştirmeyi amaçlamaktadır.
Bu yeni strateji, uygun taşıyıcılar üzerine immobilize edilmiş fosfat hidrolize edici enzimler kullanılarak gerçekleştirilebilir. Jennifer Bilbao (Fraunhofer IGB proje yöneticisi) ‘’ Hazırlık aşamasında, bu enzimlerin model bileşiklerdeki inorganik fosfatı serbest bırakabileceğini gözlemledik.’’ diye açıklıyor. Katı fazın ayrılmasından sonra sıvı fazdaki çözülmüş serbest fosfat, magnezyum fosfat ve kalsiyum fosfat (doğrudan kullanılabilir yüksek değerli gübreleme tuzları) olarak çökeltilebilmektedir.
Geri kalan sıvısı giderilmiş katı faz sıcak hava yerine kızgın buhar sistemleri ile kurutma işlemi yapılmaktadır. Üretilen organik toprak iyileştirme ürünündeki yüzey değişikliği toprak verimliliğini artırmaya yardımcı olmaktadır. Dahası bitki türlerinin ihtiyaçlarına göre ve toprak koşullarına bağlı olarak organik iyileştirme ürünü tanımlanmış bir N/P oranına sahip uygun bir besin bileşimi olarak geri kazanılan mineral gübre tuzları ile karıştırılabilmektedir.
Bilbao tasarlanan projenin avantajlarını şöyle açıklamaktadır:
‘’Tasarladığımız mineral gübre tuzları ve organik toprak iyileştirici (geliştirici) ürünler ile sentetik fosfat gübresi toprağa yerleşir ve tarımsal alanlarda aşırı hayvan gübresi uygulamalarının önüne geçilmiş olur. Gerçekleşen bu verimli fosfor geri kazanımı sadece artık kaybının engelleyip verimli ürünler üretmez aynı zamanda çevre dostu kapalı devre geri dönüşüm olanağı sağlar.’’
Kaynaklar :
1) sciencedaily.com
2) scientificamerican.com
3) http://www.igb.fraunhofer.de/
