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2007年08月16日

リン(Ｐ)ってなに？「貴重な資源・リンの循環から見えてくるもの」

まるいちです。 😀
今年のメロン栽培では、土壌のリン酸が過剰で苦土欠が起こって、さあ、たいへん！ 😥 みたいな事がありました。結果的には被害に結びつくような事は無かったのですが、一部の株の５～６節目の葉の色が抜け、このままでは、光合成ができないじゃないか！ 🙁 ・・・どうするっ て事で苦土を葉面散布したり 、潅水をまめにやり 吸肥させることでなんとか回復しました 😀 😀 ・・・一安心です 。
しかし、これを機会に植物の３大肥料要素である「リン(Ｐ)」って何？を考えてみたいと思います。
リビングサイエンスアーカイブス”「貴重な資源・リンの循環から見えてくるもの」から抜粋、引用します。
　　

●リンの科学的特性
リン（Ｐ）は元素記号でいうと１５番目の元素。周期律表の位置で言うと第３周期の第Ⅴ族。窒素元素と同じ族に属し、反応性に富む固体の非金属元素。元素のうち生物活動に必須な材料となる物質のことは「親生物元素」と呼ばれているがリンもその一つ。海水中の元素としては多いほうから数えて19 番目で、人体中では6 番目に多い元素。体重70kg の人では700～ 780g 含まれている。1669 年にドイツの錬金術師ブラントが尿から始めて分離した。
　常温・常圧下ではほとんど気体化合物の形をとらず、相対密度(比重）は2.70 で重いという性質が物質循環としてみたときにとても意味を持つ。　リンは天然では単体の形では存在しない。リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウムなどのように他の物質と化合した形で存在している。また人工的加工物としては化学肥料、マッチ、有機リン化合物(パラチオン、サリン）無機リン化合物、ヒドロキシアパタイト、セラミックや人工骨、ガラス材料など肥料から工業、医療の分野まで幅広い分野に使われている。最近歯の再石灰化という機能を強調した歯磨き粉やチューイングガムが販売されている、そこに含まれているヒドロキシアパタイトもリン酸、カルシウム、水酸基の三種類のイオンから作られた結晶である。
●リンの生体内における役割
　ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）は、私たち人間も含め生物にとって根幹になるもので、なぜなら体の構築や生命活動に必要なタンパク質を作るための設計図に相当する。ＤＮＡの構造は二重らせん構造といわれているが、その基本単位はヌクレオチドと呼ばれている。このヌクレオチドは糖とリンと塩基（４種類）からできていて、それが規則正しくつながっていくことで二重らせん構造ができている。　また外部から取り入れた栄養を、体内で使えるエネルギーに変換して保存したり、必要な時に使えるようにするためにはＡＴＰ（アデノシン三リン酸）が必要。このＡＴＰは生体の「エネルギー通貨」とも呼ばれているが、この名前にもリン酸という言葉があるとおり、リンが含まれている。さらに歯や骨にも先に例を挙げたヒドロキシアパタイトの形でリンが含まれている。つまりリンがなくては生命がなりたたない。
●リンの大循環の不思議
　基本的にリンは比重が重いので、重力にしたがって地球上に分布している。つまり低いところにたまりやすいということで、土中であれば地下深くに、海であっても深海の方にたまりやすくなる。だから、自然に任せていれば、リンは山から川などを経て海の底深くに行くということで一方的な動きしかない。　しかし長い地質学的な時間で見ればリンは大きな循環構造の中に入っている。海底の土中にあるリンが、海洋の中の湧昇流(深層の水が表層域へ動く垂直方向の流れ）に乗って表層域に移動したり、また海底火山の爆発によって突発的に海中、表層域に運ばれる。その表層域ではプランクトンが繁殖し、それを小魚が食べる。その小魚を鳥類が食べる。この過程で生物濃縮され、鳥の糞には高い濃度リンが含まれることになる。離島のサンゴ礁に海鳥の死骸や糞、魚や卵の殻などが数千年から数万年という長期間にわたって堆積して化石化したものを「グアノ」と呼ぶが、そのグアノを形成するためにはウミウなどの海鳥が、魚を食べて糞をするという重要な役割を担っていたのです。グアノはリンの含有率が高く、人工的に合成されるようになるまでは主要なリン資源でした。
　ですから鳥類が海から陸にきて糞をしたり、同じ陸地でも、平野部から山間地や森林の間を移動し糞をするということは、低い方へ低い方へと一方的になりがちなリンの動きに対して、重力に逆らって空を経てリンをより高い場所へ運び上げるという循環のルートを形成しているのです。
　魚類もリンの循環にとって重要な役割を果たしています。人間を含めた動物に食べられることによって、リンを地上に運びます。鮭などのように一生の間に河川と海の両方で活動する魚は、海洋で蓄えたリンを産卵のために川を遡上することで内陸深くまで運び上げ、熊をはじめとする大小の動物によって食べられ、糞や死体となって土にもどります。つまりそうした魚類も鳥類と同様、重力に逆らってリンをより高い場所へ運び上げるという循環のルートを形成しているのです。
　また人類も漁業によって年間約1億トンもの水生生物を海水・陸水から地上に水揚げし食料や肥料として利用しています。これも重力に逆らった動きです。

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●過剰ゆえの問題
　このように生物にとって非常に重要なリンですが過剰と不足の両面から問題になっています。一つは過剰ゆえの問題です。リンは自然界においては基本的には不足しがちな物質ですから生物はそれを取り込むことに敏感です。とくに水生生物の繁殖を左右する重要な元素です。
　1970 年代～ 80 年代にかけて琵琶湖や霞ヶ浦などで藻類・植物プランクトンが大発生し水質の悪化がおこりました。その原因は当時の合成洗剤に含まれていた縮合リン酸塩洗浄助剤（代表はトリポリリン酸ナトリウム）でした。その後メーカーによる無リン洗剤の開発が行われ水質の改善が行われました。
　一方なかなか改善しないのが産業由来のリンです。現在の農業では、窒素、リン酸、カリウムが化学肥料として農地に施肥されていますが、リン酸は与えたうちの10％しか吸収されないそうです。そのため収量を上げようとすると過剰な投与が増えます。しかしこれは土中の「リン酸貯金」が増えることにはなりますが、他の成分と結合するため、植物がすぐに使える状態にはなりません。そのため農業関係者の間では肥料を与える方法・量・時期・他の肥料とのバランスなどがいろいろ研究されています。　また畜産動物（牛・豚・鶏）の排泄物にはリンや窒素をはじめとして有機物も多く含まれ、本来は肥料としても有効なものです。しかし現状ではそれが廃棄物とし処理されていたり、畜舎からの排水を通して河川や湖沼などに入り込み、それが水質悪化の元になっています。そのため、回収技術や飼料の改良研究がされています。
●不足ゆえの問題
　一方で不足ゆえの問題があり、今後その問題が社会的にも重要になってくるでしょう。基本的には人間が利用できる地球上の資源としての量は限られています。自然循環に従って鉱石が作られ人間が利用可能になる時間と、人類による消費速度の時間スケールが異なるので循環ができていないことが不足の大きな理由です。
　先ほども挙げた農業用の三大肥料（窒素・リン酸・カリウム）の中では、リンが一番不足しています。水系では不足すると貧栄養化がおこり、生態系全体にに影響を与えます。
　採掘可能なリン資源は2 0 ギガトンで、可採年数は数十年～ 150 年（～ 550）年と言われていて、資源としての有限性が切実な問題になってきます。それはつまり石油や水と同じように今後希少資源をめぐっての国際紛争が起こることも考えられるということです。実際歴史的に見ても、南米ペルー沖のロボス島やカリブ海の鳥島、そして太平洋のガラパゴス諸島を舞台にアメリカと利害の対立する国々の間で紛争が続きました。太平洋戦争時にはアンガウル島を巡って日米が攻防しましたがそこにもリン資源の争奪問題があったのです。
　また太平洋のナウル共和国は22?の国土面積のうち、8 割がリン鉱石の鉱床でできており、戦後は良質かつ低コストで採取できました。それを輸出して国庫が潤っていたので、税金のない国として有名でしたが、すでに枯渇しました。このほかにもいくつかの島ですでに枯渇しています。　リンを含んだ鉱床は島だけでなく大陸の内部にあるのですが、石油や宝石と同じように世界的に見てある場所が偏っています。そして化学肥料を必要とする日本は自国では産出しないため輸入に頼っています。また工業的にもセラミックや医療分野の新素材として注目されていて、今後もさまざま分野で必要とされるでしょう。つまりリンやその化合物は国家戦略上も重要な物質でもあるわけです。特に農業分野での肥料としての役割は大きく、現在40％の食料自給率が問題になり自給率の向上や食糧安全保障の課題も検討されていますが、それらのことを考えるならば当然リンを筆頭にした肥料の安全保障も考えていかなくてはならないでしょう。
●私たちにできること　
　このように生物にとってもまた社会的にも重要なリンについて私たちには何ができるのでしょうか？　大きなレベルでは森林の保護、植樹・造林などをして鳥類を大切にすること、魚の遡上ができるようにダムや砂防ダムの問題に関心を持つこと、野生生態系の保護や回復がリンの循環の和を断ち切らないためにも重要な行為であることを認識しながら、そうした活動を支援することが大切でしょう。身近なレベルでは肉よりも魚や水産物をたくさん食べることが重要かもしれません。体内にとりこむことで海から地上へのリン循環に私たちも参加していることは、食卓と物質循環、悠久の地球の時間との関係を身近に感じさせてくれるでしょうから。
>●最後に雑感とまとめ
　リンのことなどこれまで深く考えたことはありませんでしたが、今回調べてみていろいろ面白いテーマであることがわかりました。今回詳しくは触れられませんでしたが、1848年にアメリカのカリフォルニアで金が発見されゴールドラッシュがあったということは世界史的な事件として広く知られています。しかしそのゴールドラッシュについづいて「グアノラッシュ」という事件があったことはあまり知られていないように思います。このグアノクラッシュを通して「グアノ島法」という法律が作られ、それがその後アメリカが海外領土拡張政策に向かってゆくきっかけとなったという面から見ても歴史的に非常に重要な事件にもかかわらず、ゴールドラッシュほどには広く知られていないように思います。
　また石油はかつてのオイルショックや「永遠の3 0 年」という言葉で表現されるように３０年後には石油が枯渇するという宣伝がここ数十年行われてきました。しかし枯渇や代替案がないという点に関して言えばリン資源の枯渇問題も非常に重要なはずなのに、私たちは深く認識していません。そうした社会的に重要なテーマであることに気づきました。
　リンを調べていると「生体内のエネルギー通貨」、農業面での「リン酸貯金」、ナウル共和国の「税金のない国」などお金に関した比ゆ表現や経済的なエピソードにいくつも出会いました。そうした面でへ純粋な科学的なテーマというよりは社会的・経済的な側面を備えたテーマでありとても面白かったです。

～引用終わり～
植物栽培の話からはちょっと脱線してしまったた感じですが、リン(Ｐ)を考えるだけでも様々な事が見えてきますね。
石油の枯渇の問題が叫ばれ始めてかなり経ちますが、リン」(Ｐ)も重要な資源なんですね。
これからの社会をどうする？の中には資源をどうする？と言う課題を抜きには語れないと思います。
また、同様に環境問題にも直結しています 😮 😮 😮
このシリーズ、続けてみたいと思います。

投稿者 nara1958 : 2007年08月16日 TweetList