המודל המודרני של ייצור דשנים זרחניים פותח כבר במאה ה-19, והתבסס על פטנט של סר ג'ון בנט לייצור מה שנקרא "סופר-פוספט" – פירוק סלע פוספט בעזרת חומצה גופרתית.
נכון להיום, בכל שנה מיוצרים באופן תעשייתי בעולם עשרות מיליוני טונות של דשן זרחני על בסיס סלע הפוספט. צמיחת תעשיית הענק הזו, לצד תהליכי העיור (גדילת המרכזים העירוניים) במאה ה-20, שברה את שרשרת הייצור הקהילתית-חקלאית שנבנתה במשך מאות שנים.
חוות, כפרים, ועיירות חקלאיות היו משתמשים ב"מיחזור ישיר", על ידי איסוף לילי של צואת ושתן התושבים ופיזורם כדשן חקלאי. כיום שיטת המיחזור הישירה כמעט ולא מתקיימת.
גדילת הערים וההתרחבות הגלובלית של תעשיית הדשנים הזרחניים לא רק חיסלו את שרשרת הדישון המקומית, אלא גרמו להשלכות שליליות כה חמורות של זיהום סביבתי של זרחן, עד שהוא מוגדר כיום כאחת הסכנות המורכבות והיקרות ביותר לטיפול, כשהזיהום מאיים על מאגרי המים של העולם.
חריגות בריכוזי המתכות הכבדות
סלע הפוספט הוא משאב מתכלה שאינו מתחדש, ובעבר היה המקור הכמעט יחיד לאספקת זרחן. שיקולים כלכליים גלובליים שהובילו לכריית זרחן הגדולה פי חמישה מהכמות הנדרשת לצריכה במזון, הפכו את שרשרת הייצור ללא יעילה, מזהמת, ובזבזנית.
בשלב השימוש בדשן, פיזור יתר מוביל לכמויות זרחן משמעותיות שלא נקלטות על ידי הצמחים. הן מתמוססות אל הקרקע, ומשם נודדות למי התהום, לנחלים ולמקווי מים. ריכוז הזרחן בנחלים, באגמים ובמקווי מים עלה ב-75 אחוז בחמישים השנים האחרונות, והוא מוביל לזיהום המים, לפגיעה קשה באיזון האקולוגי, איטרופיקציה ועוד.
ריכוז הזרחן בנחלים, באגמים ובמקווי מים עלה ב-75 אחוז בחמישים השנים האחרונות, והוא מוביל לזיהום המים ולפגיעה קשה באיזון האקולוגי
יחד עם החשש ששימוש ארוך טווח בדשנים הכימיים המיוצרים מסלע הפוספט, המכיל מתכות כבדות רעילות (ואלמנטים רדיואקטיביים), יגרום לבעיות בריאותיות וסביבתיות, ובנוסף לזיהומים הסביבתיים החמורים שמביאים איתם הכרייה וייצור החומצות הזרחתיות – מדובר בתעשייה שאחראית להשלכות אקולוגיות גלובליות מרחיקות לכת.
הפוטנציאל ב"השבת" זרחן הוא גדול, מאחר שהוא מופרש בצואה ובשתן שלנו, ונוכח בכמויות משמעותיות גם בפסולת מזון, צואת ואפר בעלי חיים, שפכי חקלאות, שפכים ופסולת תעשייתיים. אבל רוב הזרחן שנמצא בשפכים המוזרמים מהערים והמפעלים, לא מושב עדיין.
בישראל, בוצת השפכים ממוחזרת כמעט כולה ב"מיחזור ישיר" לשימוש חקלאי, אחרי שעברה עיבוד סניטרי נוסף והפכה לדשן. ב-2018 99.6 אחוז מ-507 אלף טון בוצה שנאספה מ-68 מכוני טיהור שפכים בארץ, מוחזרה.
הבעיה במיחזור ישיר, בניגוד להשבה, היא שחומרים מסוכנים עדיין נותרים בדשן. בדיקות במתקני טיהור השפכים ברחבי הארץ מעלות שישנן חריגות בריכוזי המתכות הכבדות. על האפשרות להשבת זרחן משפכים עדיין לא שמעו פה.
היבשת הירוקה
ב-2014, באותה השנה שבה הוגשה לועדת שישינסקי 2 ("הוועדה לקביעת חלק המדינה במשאבי טבע לאומיים") חוות הדעת בנוגע למשק הפוספטים בישראל, שלא בחנה שום חלופות לכרייה – באיחוד האירופי עברה ההחלטה להוסיף את סלע הפוספט והזרחן לרשימת "חומרי הגלם הקריטיים".
באירופה הכירו בעובדה שהשילוב הנפיץ של ייבוא סלע הפוספט המיוצר במדינות שאינן יציבות פוליטית; שיטות כרייה וייצור שאינן עומדות בדרישות הכלכלה המעגלית וגורמות לזיהומים ניכרים; ופגיעה ב"עקרון הצדק הבין-דורי" – מחייבות את היבשת לפתח שיטות אלטרנטיביות וירוקות להשבה של זרחן.
למרות שכיום יכולת השבת זרחן משפכים של משקי הבית עומדת על אחוזים בודדים מסך הכמות הנדרשת, באירופה ובכמה ממדינות אסיה (בראשן יפן) פיתוח טכנולוגיות להשבת זרחן משפכי ביוב מאפשר להרחיב את יכולות מיחזור הזרחן ממקורות נוספים בכמות הולכת וגדלה. ההערכות הן שתוך כמה שנים הטכנולוגיות יוכלו לתת מענה לצרכי השוק המקומי.
בגרמניה אושרו ב-2017 תקנות חקיקה חדשות בנושא השבת זרחן משפכי ביוב, ועד לשנת 2030 כל מתקן גדול לטיפול בשפכי ביוב (כ-500 מתוך 9,300 מפעלים קיימים, המטפלים בשני שליש מהשפכים בגרמניה) יידרש להשיב 50 אחוז מהזרחן המצוי בשפכים.
ביפן מקדמת המדינה בעזרת מענקים, מחקר ופיתוח טכנולוגיות למיחזור מרכיבים מבוססי זרחן באיכות גבוהה (high-purity P), שנדרשים עבור תעשיית ההיי טק. השיטות שמפותחות ביפן מאפשרות ייצור מרכיבים בלא הנטל הסביבתי הכבד שמתלווה לייצור החומר מסלע הפוספט, ושמחייב כמויות אדירות של חשמל ומים.
בשוויץ, מדינה שבה המחוייבות לקיימות מוגדרת בחוקה, ניתנה כבר ב-2007 משימה למשרדי התשתיות של הקנטונים, לתכנן את פינוי בוצת השפכים העתידית כך שתאפשר השבת זרחן. מאז אמצע 2015, מפעל חדש שמוקם במקום איסוף אופטימלי בקנטון ציריך לטיפול בשפכים, מייצר אפר זרחן איכותי (high-phosphorus ash) מבוצת שפכים שעוברת תהליך שריפה. המעבר של מערכת סילוק בוצת הביוב, ממערכת לא יעילה ומבוזרת למערכת ריכוזית ויעילה, חתך את עלויות הטיפול הממוצע בבוצת שפכים ביותר ממחצית.
כשבמשרדי הכלכלה, האנרגיה והגנת הסביבה מקדמים "כלכלה מעגלית" (ראו הרחבה – ״הכלכלה המעגלית של כיל: משאב הטבע ממשיך להיות מנוצל״), ולא בוחנים אפשרויות פיתוח חלופיות לתעשייה שטביעת הרגל הסביבתית והבריאותית שלה "משנה סדרי עולם", אנחנו בבעיה.
היתרון שטמון בפרויקט גדול כמו השבת הזרחן מהשפכים, הוא שבניגוד לבעיות שנלוות לכלכלה מעגלית במיחזור אריזות למשל, שדורשות חינוך והשתתפות מצד ציבור הצרכנים, פה מדובר בספקים גדולים שמרכזים אצלם את התוצר ויכולים לשנע אותו במרוכז אל מתקן איסוף מרכזי. למרות זאת, זהו נושא שמשום מה נעדר לחלוטין מהדיון המקצועי והציבורי בארץ.
כשבמשרדים הרלוונטיים לא בוחנים אפשרויות פיתוח חלופיות לתעשייה שטביעת הרגל הסביבתית והבריאותית שלה "משנה סדרי עולם", אנחנו בבעיה
"אני לא יודע נתונים מדוייקים, אבל אני חושב שההשבה של זרחן משפכים עדיין לא עומדת על יותר מכמה אחוזים מכלל צריכת הזרחן העולמית, והאחוזים האלה מבוססים על תמיכה ממשלתית", אומר פרופ' אורי מינגלגרין ממכון וולקני, מומחה למזהמים אורגניים בקרקעות מטופלות בשפכים ובבוצות, ומי שבעברו היה המדען הראשי במשרד להגנת הסביבה.
"אבל צריך לעשות את זה", הוא מוסיף, "כי כל דבר שמפחית את השימוש באוצרות טבע, במשאבי טבע בלתי מתכלים הוא מצווה שיש לעשותה, גם אם התרומה לא משמעותית. להפחית את הניצול ואת הנזק שישנו כיום ב-15 אחוז זה לא טוב? בינתיים יפתחו טכנולוגיות חדשות, יותר נקיות, יותר יעילות. כל יום שאתה מרוויח זה טוב וכל חסכון בנזק לסביבה שאתה חוסך זה טוב. לא חייבת להיות הפחתה של 100 אחוז".
אבל כיום אין שום דיון על נושא השבת זרחן ואף משרד לא מכיר בזה שיש חלופות.
"נכון, אתה צודק".