$25M 撥款推動北卡羅來納州立大學新中心的啟動，專注於磷酸鹽

通過里克·史密斯

美國國家科學基金會今天宣布，北卡羅來納州立大學將領導一項國家研究工作，以減少對開採磷酸鹽的依賴以及滲入土壤和水中的磷量。該研究將重點關注與糧食安全和環境品質相關的問題。

這 NSF 科學技術中心 – 磷永續科學與技術 (STEPS) – 總部將設在北卡羅來納州立大學百年校園。這是北卡羅來納州立大學和八個合作機構的共同努力。該中心的資金來源為五年期 $2500 萬的贈款，可再續展五年。

磷的永續性是一個重要且迫切的社會議題。磷是一種重要的化學元素，在糧食系統中使用的肥料中起著至關重要的作用。但供應存在問題——該行業依賴開採的、不可再生的磷酸鹽，這些磷酸鹽可能很快就會耗盡——以及系統效率低下和下游對環境的影響。

北卡羅來納州立大學校長蘭迪·伍德森(Randy Woodson) 表示：「北卡羅來納州立大學完全有能力為社會挑戰提供有效的解決方案，這些挑戰需要大量的跨學科工作和創新，我們很高興能夠領導這項重要的工作。 “STEPS 有著雄心勃勃的目標，有可能對磷的可持續性產生巨大影響。”

這些雄心勃勃的目標包括在 25 年內促進減少 25% 人類對開採磷酸鹽的依賴，以及 25% 減少土壤和水資源中磷的流失，從而增強糧食系統的復原力並減少環境破壞。

雅各瓊斯（Jacob Jones）是該中心的主任，也是北卡羅來納州立大學材料科學與工程教授。 （北卡羅來納州立大學照片）

目前的糧食生產系統嚴重依賴磷肥，其中大部分來自美國境外開採的不可再生磷酸鹽礦床。一旦進入食品系統，由於多個系統的損失和低效率，只有 20% 輸入的磷最終被納入人類飲食中。 「損失」的磷累積在土壤和淡水源中。

北卡羅來納州立大學植物和微生物生物學教授、研究中心的羅斯·索扎尼(Ross Sozzani) 表示：「磷引起的藻華損害了安全飲用水和海洋生物，而且磷進入海洋的流量不斷增加，也導致沿海死區擴大。 「如果不進行幹預，到 2050 年世界人口將再增加 20 億，涉及磷的環境、經濟和永續發展問題將會升級。”

「STEPS 開發材料、技術和最佳管理實踐來回收、循環利用和再利用磷，」該中心主任兼北卡羅來納州立大學材料科學與工程教授雅各布瓊斯 (Jacob Jones) 說。 “回收和再利用磷意味著開發技術和方法來捕獲土壤和地表水中以及動物和人類廢物中“丟失”的磷，然後在肥料中重新利用回收的磷。”

「STEPS 的建立確實是一個分水嶺事件，」蒙大拿大學比爾曼生態學教授、該計畫聯合首席研究員吉姆·埃爾瑟 (Jim Elser) 說。 「在全球範圍內，農業造成的磷流失現在是湖泊和河流水質惡化的主要驅動因素。然而，大量使用磷肥料對於未來幾十年實現糧食安全仍然至關重要。解決這個問題就是 STEPS 將努力解決的「棘手問題」。這確實是一個令人興奮的發展，它將把全球磷可持續發展運動的重心轉移到美國，並由 STEPS 團隊帶頭。

STEPS 將成為一個跨學科中心，整合物理、生命、社會和經濟科學領域的貢獻。

該中心的總部將設在新大樓 植物科學大樓，大學所在地 植物科學計劃，位於北卡羅來納州立大學百年校園。研究人員將從農業工程、生物分子和化學工程、材料科學到化學、作物科學、經濟學和社會學等廣泛的學科領域中汲取經驗，開發可在人類規模上部署的材料和技術，同時考慮區域性和全球問題。

「北卡羅來納州立大學植物科學大樓是北卡羅來納植物科學計畫未來的所在地，它的設計與眾不同，」北卡羅來納州立大學農業與生命科學學院院長理查德林頓說。 「它是專門為支持來自不同學院的跨學科科學團隊而建立的，致力於解決重大挑戰的計畫。我想不出比 STEPS 更好的總部了。我們期待共同推進農業解決方案。

STEPS 還將在北卡羅來納州普利茅斯潮水研究站進行一項為期50 多年的磷田間試驗實驗。的恢復能力等因素。

STEPS 也將利用團隊科學和數據科學等學科貢獻，同時利用產業合作夥伴的專業知識來幫助指導中心的工作。這些合作夥伴包括農業綜合企業、市政供水和廢水處理、農業推廣服務等領域的利害關係人。

「透過在研究開始和整個研究過程中將所有觀點結合在一起，我們增強了我們開發的材料和技術的影響力，以供採用，」索札尼說。

STEPS 還有一個強烈的包容性目標。 STEPS 將促進代表性不足的少數群體成員超過 50% 參與的目標取得進展，包括超過 50% 預科課程的參與，以進一步拓寬和發展 STEM 管道。為了確保實現這一目標，STEPS 將使用經過驗證的理論方法來確保所有參與者，特別是那些來自科學技術領域代表性不足的群體的參與者（包括婦女、少數族裔和殘疾人）在STEPS 中擁有有助於他們留任和職業生涯的經驗進展。

北卡羅來納州立大學工程學院院長路易斯·馬丁-維加(Louis Martin-Vega) 表示：「這種對包容性和多樣性的堅定承諾證明了與組織和機構的有益合作關係，使我們能夠招募有才華的參與者，同時加強新的研究合作。 “解決問題確實需要思想、文化、經驗和方法的多樣性來解決任何單一學科或團體都無法單獨解決的社會問題。”

“The STEPS team recognizes the impact that diverse backgrounds bring toward solving key societal problems,” said Sherine O. Obare, dean of the Joint School of Nanoscience and Nanoengineering at North Carolina A&T State University and UNC Greensboro and a co-principal investigator on the專案. 「提供影響各種背景的人們的解決方案需要我們使用不同的視角來解決問題，這將造福更廣泛的社區。我們的目標是擴大參與範圍並創造一個環境，讓我們能夠利用來自不同群體的個人的智慧來發現可持續發展方面的新知識，從而找到變革性的解決方案。

STEPS將以各種方式吸引大眾，提供一系列新的繼續教育課程和繼續教育證書。

STEPS 合作機構包括亞利桑那州立大學、阿巴拉契亞州立大學、北卡羅來納州農業技術州立大學和北卡羅來納大學格林斯伯勒分校納米科學與工程聯合學院、佛羅裡達大學食品與農業科學研究所、馬凱特大學、RTI國際大學和伊利諾大學。

亞利桑那州立大學環境工程教授保羅·韋斯特霍夫（Paul Westerhoff）將擔任該中心聯合副主任。

北卡羅來納州立大學目前領導一個活躍的 NSF 工程研究中心，名為 ASSIST，該中心開發自供電健康監測感測器和設備。 FREEDM 系統中心是 2008 年成立的智慧電網 NSF ERC，總部也位於北卡羅來納州。

(C) 北卡羅來納州立大學

原始來源： WRAL 技術線