連云港，依山傍海，素有“東海第一勝境”的美譽(yù)，具有深厚的歷史文化，被譽(yù)為神話的故鄉(xiāng)。它有一大串的名頭：中國首批沿海開放城市、新亞歐大陸橋經(jīng)濟(jì)走廊首個(gè)節(jié)點(diǎn)城市、江蘇一帶一路戰(zhàn)略支點(diǎn)城市、江蘇沿海開發(fā)戰(zhàn)略中心城市、長三角區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化城市、國家創(chuàng)新型試點(diǎn)城市、國家東中西區(qū)域合作示范區(qū)、上合組織出海基地、世界水晶之都……

少有人知道的是，這里還有中國最早發(fā)現(xiàn)和首先進(jìn)行開采的磷礦，清朝同治年間發(fā)現(xiàn)海州磷礦(現(xiàn)名錦屏磷礦，位于連云港市海州區(qū)錦屏鎮(zhèn)），并于1914年對該礦正式開采。1939年3月，日軍占領(lǐng)海州不久，就把這里占為己有，組成一個(gè)會(huì)社實(shí)行瘋狂的掠奪。

日本人強(qiáng)行征用了大量的民工進(jìn)行露天開采，現(xiàn)在的6號塘就是日本人侵略后留下的深坑。過去日本人不擇手段，哪里有礦就在哪里采；哪里的礦富就在哪里采。從1940年到1945年，根據(jù)日本戰(zhàn)敗后留下的采礦坑大致計(jì)算，六年間他們在錦屏磷礦掠奪了30余萬噸磷灰石。

工人們利用簡陋的裝備，將覆蓋在表面上成噸的沙土、貝殼和白堊清除，堆在一邊，露出黑灰色的礦坑。坑里面埋藏著的就是碎片形狀的磷灰石化石。它們曾經(jīng)是組成原始藻類、軟體動(dòng)物、有殼動(dòng)物身體的一部分。

錦屏地下蘊(yùn)藏的磷礦石意味著這里在寒武紀(jì)早期曾經(jīng)爆發(fā)過超大規(guī)模的富營養(yǎng)化事件，就如同今天的小河溝或者是近海發(fā)生的藻類大爆發(fā)的原因一樣，只不過后者是因?yàn)檗r(nóng)業(yè)與城市污水排放導(dǎo)致的，而前者是隨著地球早期生命的誕生而形成。

我們可以想象一下，在幾十億年前，這里曾經(jīng)是一片海洋，富含磷的海水孕育了大量的藻類，這些藻類又供養(yǎng)了無數(shù)的軟體動(dòng)物。在漫長的進(jìn)化過程中，一些軟體動(dòng)物進(jìn)化出了堅(jiān)硬的外殼來保護(hù)自己，磷就在這些藻類和動(dòng)物的身體中富集。

無數(shù)的藻類、軟體動(dòng)物、有殼的動(dòng)物生存、繁衍然后死亡。它們的尸體像地毯一樣鋪在海床之上。幾十億年之后，我們的骨骼還有牙齒中的部分磷，就是來自這些腐敗物形成的礦石。

寒武紀(jì)三葉蟲

在海底生物沉積形成礦石的過程中，細(xì)菌發(fā)揮了重要的作用。它們吃掉腐爛的細(xì)胞，從中吸取了碳原子與氮原子，留下致密的含磷顆粒。這些小顆粒成為了我們今天農(nóng)田中給水稻和玉米施用的化肥、奶制品中的磷。

與錦屏磷礦形成原因不同的是另外一種更高品質(zhì)的磷礦是大約在1800~2200萬年之前海洋中形成的沉積巖之中。相同的是富養(yǎng)的海水中誕生了大量的浮游生物，并供養(yǎng)了大量的小型生物，這些小型生物又成為了魚蝦、海豹和海鳥的食物。

鯨魚又將這些營養(yǎng)物質(zhì)富集起來。它們的幼崽會(huì)成為其它的捕食者的點(diǎn)心，吃完后的骨頭與其它生物的尸體一起，就如幾十億年前發(fā)生的情況一樣，生成較年輕的沉積物。這些沉積物慢慢生成了我們今天地球上大部分的高品質(zhì)磷礦。

還有一種是火成巖磷礦，生成于火成巖中的為內(nèi)生磷灰石，一般作為副產(chǎn)物在基性或堿性巖石中富集。只是這種磷礦的豐度比較低，這里就不多說了。

科學(xué)家們對地球上有多少磷礦可供人類使用并沒有統(tǒng)一的結(jié)論。根據(jù)公開資料整理，目前，全球探明的磷礦石資源量超過 3000 億噸，全球磷礦石的年產(chǎn)量在 2.6 億噸左右，其中超過三分之二被用于生產(chǎn)磷肥及含磷復(fù)合肥，磷資源已經(jīng)成為影響各地農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素。

隨著我國對化肥的需求不斷提升，我國磷礦石產(chǎn)量也逐年增加。相應(yīng)的，磷礦石的儲(chǔ)量呈現(xiàn)出下降的趨勢。 2016 年，我國磷礦石的儲(chǔ)量為 32.4 億噸，比 2015 年降低了 0.7 億噸。若按照這個(gè)速度減少，我國現(xiàn)有磷礦石儲(chǔ)量僅夠開采 46 年。

不過并非所有的科學(xué)家都支持這個(gè)觀點(diǎn)，而且過去很多質(zhì)疑資源緊缺的觀點(diǎn)后來都被證明是錯(cuò)誤的。顯然，地球上的磷仍然足夠，可以供養(yǎng)更多的人口，而且如果我們可以采取更科學(xué)的開采手段，更有效地利用，不斷減少磷的消耗，還可以讓今天那些低品質(zhì)的磷礦沉積在未來成為可開采的富礦。

然而一個(gè)非常殘酷的事實(shí)是，磷的循環(huán)利用并不簡單。磷原子不能從礦石變成化肥然后全部進(jìn)入我們的餐桌。我們從礦石中費(fèi)盡千辛萬苦得到的磷原子，有絕大部分，超過80~90%不能進(jìn)入我們的身體。

它們中的一部分長成了棉花，最終成為了服飾，而那些播撒在田間的磷，只有不足一半被作物吸收。大部分磷都隨著降雨被代入到地下水或者是河水當(dāng)中。正因?yàn)槿绱耍┓柿砍３Ｊ且^作物的實(shí)際需求量。

磷的另外一個(gè)命運(yùn)是跟我們一樣吃糧食的各種動(dòng)物的糞便。所以上世紀(jì)七八十年代拾糞是當(dāng)時(shí)農(nóng)民都會(huì)做的農(nóng)活，現(xiàn)在的年輕人基本沒人知道是怎么回事。那時(shí)候，農(nóng)民極為貧窮，無錢買化肥。當(dāng)時(shí)化肥產(chǎn)量很少，供應(yīng)緊張，沒有門路，就算有錢也買不到。農(nóng)村有句諺語：“莊稼一支花，全靠肥當(dāng)家”，沒有化肥，農(nóng)家肥得跟得上，要不莊稼就沒有好收成。

但這樣的行為并不能提高多少磷原子的利用率，大量的磷原子還是脫離了人類的掌控。盡管它們并沒有從地球上消失，但它們的大多數(shù)流落到了我們客觀上不可能開發(fā)的角落，最主要的地方就是湖底和海底。

這些失控的磷原子，非但難以回收利用，而且還會(huì)污染水體。由磷導(dǎo)致的水體富養(yǎng)化造成的藻類爆發(fā)，引發(fā)其它生物的大量死亡事件遍布全球，每年造成幾百億人民幣的經(jīng)濟(jì)損失。

藻類爆發(fā)

據(jù)估計(jì)，全球磷礦石的陸上儲(chǔ)量為 700 億噸，其中約88%位于北非、中國和中東地區(qū)，僅摩洛哥及西撒哈拉地區(qū)就有 500 億噸的儲(chǔ)量。中國擁有全球第二大的磷礦石儲(chǔ)量，也是全球最大的磷礦石生產(chǎn)國。可以說中國磷礦資源也意味著一種強(qiáng)勢，影響著其它很多化肥用磷進(jìn)口的國家。

但磷礦在生產(chǎn)過程中存在嚴(yán)重的損耗及對環(huán)境的破壞，生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)某杀荆约艾F(xiàn)有科學(xué)技術(shù)的局限性，“磷元素峰值”的概念也激起了更多反響。國際肥料發(fā)展中心估算，全球范圍內(nèi)，大約還有600億噸較為集中的磷礦可以比較容易被開采。

如果這些磷礦能夠被更加科學(xué)合理地加以利用，還能維持50~400年。盡管有科學(xué)家不同意這個(gè)觀點(diǎn)，認(rèn)為今后科學(xué)技術(shù)水平提高了，之前難以開采的磷礦可以用更低的成本獲得。但所有的科學(xué)家們都認(rèn)可這樣一個(gè)觀點(diǎn)：在純粹的元素枯竭之前，我們已經(jīng)面臨磷礦資源即將耗盡的問題了。

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和我們的生活方式將決定未來人類如何更高效地獲取和利用磷元素，這將決定磷元素以何種方式滿足人類需求多長時(shí)間。在磷元素的循環(huán)中，人類的生產(chǎn)生活方式已經(jīng)成為了磷元素從礦石到海洋的重要通道。這些辛辛苦苦從礦石中獲得的磷，在奔赴海洋的過程中，還在沿途造成了不必要的傷害。

如今我們已經(jīng)明白磷元素的重要性，并且擁有一定的能力對磷的循環(huán)施加有效的影響，讓磷重新回到可以再生利用的循環(huán)當(dāng)中。如何能夠有效邁入理性和可持續(xù)性發(fā)展的未來，將取決于我們每個(gè)人對自身原子的認(rèn)知。