Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[pkl]

Совсем не прилично большими антропогенные потери фосфора стали, видимо, со второй половины 20-го века.

Именно тогда появилась такая штука, как "стиральный порошок". Тринатрийфосфат с отдушкой. Соответственно, это сразу пошло в канализацию и реки. Так что утечка фосфора по рекам - думаю, не с полей.

Значит, надо всего лишь отказаться от стирального порошка?

А нельзя ли заменить фосфор на другой элемент?

[Инопланетянин]

Или более эффективно утилизировать сточные воды?
Кстати, где-то тут в прошлом или позапрошлом году кто-то уже поднимал вопрос извлечения фосфора именно из отходов моющих средств.

[pkl]

Какая техника, сельскохозяйственная? Про машинно-тракторные станции что-нибудь слышали/читали? А кто ветряки и солнечные батареи обслуживает?

Ага именно она, и на её содержание тоже нужно будет платить и очень много.

Копейки в сравнении с производством солнечных батарей.

Я не понимаю, в чём проблема то? До индустриальной революции почвы защищали от истощения и плату получали

Опять же плата и за это.

И что? Труд людей, создающих и обслуживающих солнечные батареи и ветряки, тоже не бесплатен.

Конечно

Ага на таможне после швартовки, а не в море просто так. Да и попробуй в море разобрать контейнеры на контейнеровозе чтобы добратся до глубины.

А зачем в море? Их проверяют в порту, где есть соответствующее оборудование. Во Владивостоке так несколько раз предотвратили ввоз радиоактивного металлолома из Фукусимы.

Одна из сторон может и БРПЛ сделать, и противоракеты.

Да пусть что угодно делает, весь вопрос в ответке.

Вы не поняли, я имел в виду обезоруживающий удар с подводных лодок баллистическими ракетами. А те, ракеты, что уцелеют, собьёт ПРО.

Для этого нужна ядерная энергия.

На самом деле термин "средневековье с электричеством" довольно условный. Будет, скорее, что-то вроде СССР середины ХХ в. Будут и авиация, и космонавтика.

С ядерной энергией во первых всё равно упираемся в невозобновляймые ресурсы.  Которых по определению темы у нас уже нет. Во вторых зачем нам биоммаса в таком случае? Можно и провода протянуть и ездить.

Для ядерной энергии их нужно меньше. Вот и получается: тут биомасса, там ядерная энергия, где можно ГЭС и может даже милые Вашему сердцу ветряки...

[pkl]

Насколько можно было понять унос фосфора происходит с биомассой, с урожаем.

Тогда компост на поля + глубокая переработка сточных вод из канализации.

[crazy_terraformer]

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%88%D0%BE%D0%BA
"Фосфаты в составе стирального порошка устраняют жесткость воды, усиливая тем самым действие ПАВ и повышая эффективность стирального порошка. Фосфаты запрещены для использования во многих странах начиная с 1983 г. В странах СНГ при производстве стиральных порошков фосфаты пока используются без ограничений. Только на Украине законодательно принята программа ограничения использования фосфатов начиная с 2014 г. Большую популярность в западных странах приобрели бесфосфатные стиральные порошки, как вследствие ограничений на применение фосфатов, так и вследствие добровольной заботы об окружающей среде."

[Serg53]

Насколько можно было понять унос фосфора происходит с биомассой, с урожаем.

Тогда компост на поля + глубокая переработка сточных вод из канализации.

Да, удобрение полей органическими удобрениями.

По данным диетологии человеку требуется примерно 1,6 грамм фосфора в сутки. Примерно столько же и выводится из организма. Если это умножить на 365 и на 7 миллиардов, то получится примерно 4 миллиона тонн.

[AlexAV]

Именно тогда появилась такая штука, как "стиральный порошок". Тринатрийфосфат с отдушкой. Соответственно, это сразу пошло в канализацию и реки. Так что утечка фосфора по рекам - думаю, не с полей.

Судя по тем данным, которые публикует - не только это, с полей тоже очень много утекает, причем сейчас доминирующий вклад дают именно потери с полей (https://www.nature.com/articles/s41467-020-18326-7).

Причина очень низких необратимых потерь в бассейне Волги в 60-х и ранее видится в том, что в 50-х - 60-х в СССР был определенный дисбаланс с доступностью удобрений. Т.е. к тому моменту в СССР производилось достаточно азотных удобрений, а концентрированные фосфорные были дефицитом.  Соответственно и азотных вносили большой избыток, а фосфорных - не хватало, причём то что вносили содержало в основном фосфор в относительно малодоступной форме (фосфоритная мука, томас-шлак и т.д.). В результате в почве был сильный избыток азота, но мало биодоступного фосфора. Это вело к тому, что не только сельскохозяйственные поля, но и окружающая поля биота были сильно лимитированы по фосфору и, соответственно извлекали его подвижные формы по максимуму, снижая их концентрации в почвенных растворах до пренебрежимо малых величин. Это и блокировало его потери.

Современные невменяемые потери фосфора из почв - видимо следствие сильно избыточного внесения подвижных форм фосфорных удобрений, которые создают ситуацию, что растения оказываются по нему не лимитированы и не извлекают из почвенных растворов растворимый фосфор полностью (так как им столько не нужно). Для получения рекордных урожаев - это хорошо, но вот в части потерь биогенов уже не очень. Возврат же к ситуации СССР 60-х (внесение сильного избытка азотных удобрений при недостатке фосфорных) скорее всего радикально сократит необратимые потери фосфора, но... и урожайность сразу станет не как сейчас, а как в СССР 60-х (впрочем сельское хозяйство СССР 60-х - это далеко не самая плохая его форма в истории, т.е. если вышеописанная гипотеза верна, то наши перспективы не такие уж и печальные).

[AlexAV]

в коре содержится куда меньше нужного для С/Х азота

Почва может пополняться азотом за счёт деятельности почвенных азотфиксирующих микроорганизмов и симбитов бобовых (и некоторых других) растений. А с фосфором так не получается.

[AlexAV]

А нельзя ли заменить фосфор на другой элемент?

В стиральном порошке можно. Солями ЭДТА и другими органическими хелатообразующими агентами, они фосфора не содержат.

[Serg53]

сельское хозяйство СССР 60-х - это далеко не самая плохая его форма в истории

В 50-х, когда начали осваивать целину, урожайность зерновых там была высокой и без удобрений. Но с каждым годом хуже и хуже...

[AlexAV]

В 50-х, когда начали осваивать целину, урожайность зерновых там была высокой и без удобрений. Но с каждым годом хуже и хуже...

Ну я не о целине, а больше о другом регионе - бассейне Волги. Там всё что было возможно было распахано ещё в дореволюционный период. И в отмеченное время какой-то явной деградации уражаности в Поволжье и нечерноземье центральной России (это тоже бассейн Волги) не было.

[AlexAV]

Надо найти простой и дешёвый способ предотвращения уноса фосфора с полей. Причём уже сейчас. Что это может быть? Выложенные глиной канавы?

Как минимум возвращать на поля канализационный сток и ил со дна местных водоёмов (прудов, озер, водохранилищ). Одно это бы уже дало довольно заметный эффект, но на практике сейчас не делается.

Собственно если не возвращать канализационный сток, то цикл фосфора в любом случае получается столь разомкнутым, что тут ничего вообще не поможет. Растения выносят фосфор в свою биомассы, а оттуда большая часть фосфора оказывается в канализации. В принципе использовать канализационный сток как удобрение - не сложно, но тут есть серьёзная проблема. Загрязнение сточных вод тяжелыми металлами и хлорорганикой. Т.е. чтобы данная мера стала реальной нужно что-то сделать с попаданием подобных долгоживущих токсических веществ в канализацию.  Впрочем тяжелые металлы со временем оттуда сами исчезнут... по той причине что их месторождения будут полностью исчерпаны и в силу недоступности они выйдут из обращения.

[Serg53]

В принципе использовать канализационный сток как удобрение - не сложно, но тут есть серьёзная проблема. Загрязнение сточных вод тяжелыми металлами и хлорорганикой.

Приведу такой пример. Небольшой городок - 10 тыс. жителей. "Очищенные" стоки после очистных сооружений сбрасывались в местную небольшую речку. Рыба там водилась, но выловленные щуки, после кулинарной обработки имели привкус канализационных стоков...
 

[Serg53]

В 50-х, когда начали осваивать целину, урожайность зерновых там была высокой и без удобрений. Но с каждым годом хуже и хуже...

Ну я не о целине, а больше о другом регионе - бассейне Волги. Там всё что было возможно было распахано ещё в дореволюционный период. И в отмеченное время какой-то явной деградации уражаности в Поволжье и нечерноземье центральной России (это тоже бассейн Волги) не было.

Однако голодающее Поволжье было, и не только Поволжье...
 

[pkl]

Если без не возобновляемых ресурсов солнечные панели вообще невозможны, т.е. совсем никак, то по материалам для реакторов есть варианты. Там на самом деле можно при некоторых инженерных ухищрениях уложиться так, что ничего кроме тяжелой воды, алюминия, магния, углеродистой стали, графита и тория не потребуется вообще. Такими инженерными ухищрениями пока есть цирконий с ниобием и нержавеющие стали заниматься никто не будет, тем не менее это физически возможно. 

Речь о реакторе-размножителе или просто тепловом на природном уране, типа канадских CANDU?

Биомасса при наличие атомной энергии - это источник топлива и сырья для химической промышленности. Тут уже даже её EROEI не важен (если есть атомная энергия), т.е. даже в том случае если он низкий, то её можно рассматривать как очень эффективный способ упаковки ядерной энергии.

Да и солнечной в ряде случаев - солнечные печи можно использовать как для сушки биомассы, так и для её пиролиза с целью превращения в углерод либо активированный уголь.

Тут такой момент есть. Пара ДВС + биотоплива не требует не возобновляемых ресурсов, а ни одного высокоёмкого аккумулятора, который бы не требовал не возобновляемых ресурсов неизвестно.  Т.е. первый техника с ДВС в принципе может существовать в экономике возобновляемых ресурсов, а с аккумулятором - нет. Ну а провода подтянуть можно не везде. Про химию и говорить нечего.

Я лично думал о двигателе Стирлинга - он может и на дровах работать.

[pkl]

Надо найти простой и дешёвый способ предотвращения уноса фосфора с полей. Причём уже сейчас. Что это может быть? Выложенные глиной канавы?

Цеолиты!
Канавы с глиной, с водной растительностью и живностью, кою местные хищники вытаскивають на берег и жруть!

Цеолиты? А не проще ли по канавам сливать это в мелкий пруд, там жижа подсыхает и потом распределяется по полям и лугам?

[pkl]

Солнечная панель 1 м2 который раз 10 дороже современного монокристаллического кремния, с КПД <5% и деградирующая из-за коррозии контактного слоя за полгода никому не будет нужна от слова совсем. А описанное как раз и есть реалии того, что получается без редких элементов. Т.е. пока не предложено ни одного варианта солнечной батареи без редких элементов (даже на уровне лабораторного образца), которая бы имела характеристики хоть минимально приемлемые для практического применения. Тут вопрос не лучше/хуже, а об уровне вообще исключающем какое-либо использование в практической деятельности.

Да уже понятно, что это тупик кроме специфических случаев типа космических аппаратов и зарядок мобильников в деревне/походе.

Гораздо лучше развивать солнечные опреснители/сушилки. Они просты, не требуют при обращении и сборке высококвалифицированного персонала, их можно изготовить из вторичных материалов /стекло, металл/. То же самое ветронасосы. И использовать это всё для озеленения Сахары и Ближнего Востока.

[pkl]

Для ректификационной колонки лучше попытаться по максимуму использовать солнечное или геотермальное тепло.

Или тупо пустить в биореактор на метан.

Можно и так. Я говорю, всё зависит от конкретных местных условий. Где-то на югах - солнечные печи, в наших широтах - биореактор.

На астероиды полетять?! Чи ни?

В дивном новом мире? Да запросто. Для ракеты нужны алюминий и сталь. А для КК редкозёмов уж наскребут всем миром. Можно и к звёздам, дождавшись близкого прохода звезды.

[pkl]

Или более эффективно утилизировать сточные воды?
Кстати, где-то тут в прошлом или позапрошлом году кто-то уже поднимал вопрос извлечения фосфора именно из отходов моющих средств.

Это уже сейчас надо. У нас сейчас каждое лето море цветёт и воняет, аж противно.

[crazy_terraformer]

Цеолиты? А не проще ли по канавам сливать это в мелкий пруд, там жижа подсыхает и потом распределяется по полям и лугам?

Цэ была шутка юмора!