トピックス（169）

リンは、肥料として農業生産に必須の資材である。日本ではリン鉱石が全く生産されていないのでその全てを海外の生産国から輸入している。 ところが、リン鉱石に対する需要は増加する一方であり、産出国の囲い込みや輸出規制などの動きが目立ってきた。食料自給率を引き上げたい日本としては重大な問題 である。リンは肥料以外にも金属の表面処理剤、触媒、化成品、食品添加剤など広い分野で大量に使用されている。

世界のリン鉱石の採掘量は1940年に約1千万トンであったが、2000年には約１億６千万トンに達しており、2040年頃には頭打ちの状態となり、その後は 減少すると予想されている。しかも、良質のリン鉱石の産出は年々少なくなってきており、品質がより劣った鉱石や運搬コストが割高な港から離れた内陸地、あるいは土中 の深い鉱脈にある鉱石が増えてくると予想されている。このように採掘に費用がかかると、需要の増加と相まってリン鉱石の価格も高騰する一方である。事実、1940年には １トン当たり約３ドルであった価格は2000年にはトン当たり約５０ドルになったと言われる。

米国地質学会の推定によると現在採掘可能なリン鉱石は620億トンであり、この中の良品質の鉱石が150億トンで残りは不純物の多い鉱石、及び運搬 コストが嵩む内陸部に埋もれているという。そして、2008年の採掘量は161百万トンで、今後５年間で肥料源としてのリン鉱石の需要は年間2.5〜3パーセントの割合で増え 続けると予想されている。世界に残されたリン鉱石が最も多く埋もれているのはモロッコで、次いで中国、米国、南アなどの国・地域である。米国の主な鉱区であるフロリダ 鉱区では、産出量がピークに達していることから、米国はモロッコと自由貿易協定を締結し、リン鉱石の安定的な確保に乗り出した。ＦＡＯの推計によると、2050年までに 増え続ける人口を養うためには現在の食料生産を倍増させなければならない。従って、作物の栽培に欠かせないリンの需要も増え続けると予想される。

このような状況下、我国でも遅ればせながらリン資源枯渇問題に対応する動きが出てきた。産官学の専門家から成る「リン資源リサイクル推進協議会」 が活動を始めている。リン鉱石を海外に100パーセント依存している我国としては、早急に手を打つ必要がある。リン鉱石に替わるリン資源としては次のようなものが考え られている。
1）湖沼や海底の堆積物、2）大都市の下水処理場の汚泥、3）鉄鉱石の処理過程で発生するスラグ、4）鶏糞焼却灰、5）リン濃縮性微生物の利用、
この内、現時点で最も可能性が高いのは2）、4）と5）あるいはその組み合わせであろう。

都市の下水には１リットル当たり５〜１０ミリグラムの比較的高濃度のリンが含まれている。試算によると、下水に含まれているリンを回収すれば 日本のリン鉱石輸入量のほぼ４０パーセントが賄えるという。微生物の中には周囲からリン酸を吸収してポリリン酸として高濃度に蓄え、加熱すると環境中にリン酸を放出 するものが発見されている。下水中の汚泥からリンを回収するのにこのような微生物を利用できれば、効率的なリンの回収が可能となろう。

海外における代替リンの開発としては、カナダでの技術開発が先行している。カナダのバンクーバーにあるブリテイッシュ　コロンビア大学のDon Mavinic 博士は、微生物の働きを利用して活性汚泥からリンを回収する方法を開発し、実用プラントも完成させた。このプラントで生産される肥料には、農作物栽培に欠かせない リン、マグネシウム及びアンモニアを大量に含んでいる。この実用プラントは、カナダ内だけでなく米国、英国などでも稼働中か準備中という。このリン製造方法が軌道に 乗れば、カナダでのリンの需要のおよそ３分の１は賄えると予想されている。

家畜の排せつ物中に含まれるリンも資源として有望である。家畜の排せつ物中には、ヒトの場合のおよそ５倍のリンが含まれているといわれる。地球上 の家畜の数は約650億とヒトの約１０倍なので、排せつ物は資源として非常に有望である。問題点としては、家畜排せつ物中のリンは水に不溶であり、植物に利用可能な 水溶性にする技術が確立していないことである。

リン資源のリサイクルと共に必要なのは農業分野における省リン技術の開発である。現在、大量のリン肥料が農作物の栽培に使用されているが、 果たしてその内のどれだけのものが実際に農作物に利用されているのであろうか。効率的なリン肥料の供給を行うためには施肥リサイクルを含めた効率的な施肥技術の開発 が必要である。
このようにリン鉱石の埋蔵量には限りがあり、資源の争奪戦も今後激しくなることが予想される。資源に恵まれない我国としては、リンの実用的なリサイクル技術の開発を 急ぐ必要がある(2010年3月11日）。

参考文献：
1）大竹久夫、化学と生物、48、28 (2010)
2) N. Gilbert, The Disappearing Nutrient, Nature, 461,716 (2010)