$25M מענק דלקים השקת מרכז חדש ב-NCSU המתמקד בפוספטים
תאריך פרסום:מאת ריק סמית
אוניברסיטת צפון קרוליינה סטייט תוביל מאמץ מחקר לאומי להפחתת התלות בפוספטים ממוקרים וגם את כמות הזרחן הגולשת לאדמה ולמים, כך הודיעה היום הקרן הלאומית למדע. המחקר יתמקד בנושאים הרלוונטיים הן לביטחון תזונתי והן לאיכות הסביבה.
ה מרכז המדע והטכנולוגיה של NSF - מדע וטכנולוגיות לקיימות זרחן (STEPS) - מרכזו יהיה בקמפוס המאה של מדינת NC. זהו מאמץ משותף בין מדינת NC ושמונה מוסדות שותפים. המרכז ממומן על ידי מענק ראשוני לחמש שנים, בסך $25 מיליון, שניתן לחידוש לחמש שנים נוספות.
קיימות זרחן היא בעיה חברתית חשובה ודחופה. מרכיב כימי חיוני, זרחן ממלא תפקיד קריטי בדשנים המשמשים במערכות מזון. אבל יש בעיות באספקה - התעשייה מסתמכת על פוספטים ממוקשים, שאינם מתחדשים, שעלולים להתרוקן בקרוב - כמו גם חוסר יעילות של המערכת והשפעות במורד הזרם על הסביבה.
"מדינת NC ממוקמת היטב לייצר פתרונות יעילים לאתגרים חברתיים הדורשים עבודה בינתחומית משמעותית וחדשנות, ואנו שמחים להוביל את המאמץ המכריע הזה", אמר קנצלר מדינת NC, רנדי וודסון. "ל-STEPS יש יעדים שאפתניים שיש בהם פוטנציאל לעשות הבדל עצום בקיימות הזרחן."
יעדים שאפתניים אלה כוללים הקלה על הפחתה של 25% בתלות האדם בפוספטים ממוקרים והפחתת 25% בהפסדי זרחן לקרקעות ולמשאבי מים בתוך 25 שנים, מה שמוביל לעמידות מוגברת של מערכות מזון ולהפחתת הנזק הסביבתי.
ג'ייקוב ג'ונס, מנהל המרכז ופרופסור למדע והנדסת חומרים ב-NC State. (תמונה של NCSU)
מערכות ייצור המזון הנוכחיות מסתמכות במידה רבה על דשני זרחן, שמקורם ברובם במרבצי פוספט שאינם מתחדשים שנכרים מחוץ לארצות הברית. ברגע שנכנס למערכת המזון, רק 20% מהזרחן הקלט משולבים בסופו של דבר בתזונה האנושית עקב איבודים מרובים של מערכת וחוסר יעילות. הזרחן ה"אבוד" מצטבר בקרקעות ובמקורות מים מתוקים.
"פריחת אצות מונעת זרחן פוגעת במי שתייה בטוחים ובחיים ימיים, והשטף הגובר של זרחן לאוקיאנוסים מוביל גם להרחבת אזורים מתים בחופים", אמר רוס סוזאני, פרופסור לביולוגיה של צמחים וחיידקים במדינת NC ומרכז שיתוף. -סגן מנהל. "ללא התערבות, הסוגיות הסביבתיות, הכלכליות והקיימות הכרוכות בזרחן יסלימו ככל שאוכלוסיית האדם בעולם תגדל בעוד 2 מיליארד אנשים עד 2050".
"STEPS מפתחת את החומרים, הטכנולוגיות ושיטות הניהול הטובות ביותר לשחזור, מיחזור ושימוש חוזר בזרחן", אמר ג'ייקוב ג'ונס, מנהל המרכז ופרופסור למדע והנדסת חומרים ב-NC State. "מיחזור ושימוש חוזר בזרחן פירושו פיתוח טכנולוגיות ושיטות ללכידת זרחן "אבוד" בקרקעות ובמים עיליים - כמו גם בפסולת של בעלי חיים ובני אדם - ולאחר מכן שימוש חוזר בזרחן הממוחזר בדשנים".
"הקמת STEPS היא באמת אירוע פרשת מים", אמר ג'ים אלסר, פרופסור ביירמן לאקולוגיה באוניברסיטת מונטנה וחוקר ראשי בפרויקט. "באופן עולמי, אובדן זרחן מחקלאות הוא כיום המניע העיקרי של הידרדרות באיכות המים באגמים ובנהרות. עם זאת, שימוש נרחב בזרחן דשן עדיין יהיה חיוני להשגת ביטחון תזונתי בעשורים הקרובים. ריבוע המעגל הזה הוא "הבעיה המרושעת" ש-STEPS יפעלו לפתור. זה באמת התפתחות מרגשת שתעביר את מרכז הכובד של תנועת הקיימות הזרחן העולמית לארצות הברית עם צוות STEPS שיוביל את המשימה".
STEPS יהיה מרכז בין-תחומי, המשלב תרומות על פני מדעי הפיזיקה, החיים, החברה והכלכלה.
מטה המרכז ישוכן בחדש בניין מדעי הצמח, ביתה של האוניברסיטה יוזמת מדעי הצמח, בקמפוס המאה של מדינת NC. החוקרים ישאבו ממגוון רחב של דיסציפלינות אקדמיות - החל מהנדסה חקלאית, הנדסה ביו-מולקולרית וכימית, ומדעי החומרים לכימיה, מדעי היבול, כלכלה וסוציולוגיה - כדי לפתח חומרים וטכנולוגיות שניתן לפרוס בקנה מידה אנושי תוך התחשבות אזורית וסוגיות גלובליות.
"בניין מדעי הצמחים של אוניברסיטת NC State, הבית העתידי של יוזמת NC Plant Sciences, שונה בעיצובו", אמר ריצ'רד לינטון, דיקן המכללה לחקלאות ומדעי החיים של NC State. "זה נבנה במיוחד כדי לתמוך בצוותי מדע בין-תחומיים מכללות שונות, שעובדים על פרויקטים להתמודדות עם אתגרים גדולים. לא יכולתי לחשוב על מטה טוב יותר עבור STEPS. אנו מצפים לקדם יחד פתרונות חקלאיים".
STEPS תשלב גם ניסוי שדה של יותר מ-50 שנה בזרחן בתחנת המחקר טיידווטר בפלימות', צפון קרוליינה. הישארות באדמה - מה שנקרא זרחן עתיק - עדיין יכולה לתרום כחומר מזין לצמחים.
STEPS גם תמנף תרומות דיסציפלינריות כמו מדע צוות ומדעי נתונים, תוך הסתמכות על המומחיות של שותפים בתעשייה כדי לעזור להנחות את עבודת המרכז. שותפים אלה כוללים בעלי עניין בחקלאות, טיפול במים ובשפכים עירוניים, שירותי הרחבת חקלאות ואחרים.
"על ידי חיבור כל נקודות המבט יחדיו בהתחלה ולאורך תהליך המחקר, אנו משפרים את ההשפעה של החומרים והטכנולוגיות שאנו מפתחים לאימוץ", אמר סוזאני.
ל-STEPS יש גם מטרה חזקה של הכללה. STEPS יטפח התקדמות לעבר יעד של יותר מ-50% השתתפות של חברי קבוצות מיעוט מיוצגות בחסר, כולל יותר מ-50% השתתפות לפני הבגרות כדי להרחיב ולפתח עוד יותר את צינור STEM. כדי להבטיח שהמטרה הזו תושג, STEPS תשתמש בגישות תיאורטיות מוכחות כדי להבטיח שלכל המשתתפים בה, במיוחד אלה מקבוצות שהן חסרות ייצוג במדע וטכנולוגיה - כולל נשים, מיעוטים ואנשים עם מוגבלות - יש התנסויות ב-STEPS שיובילו לשימור ולקריירה שלהם. הִתקַדְמוּת.
"מחויבות חזקה זו להכללה ולגיוון היא עדות לשותפויות מועילות עם ארגונים ומוסדות המאפשרים לנו לגייס משתתפים מוכשרים תוך חיזוק שיתופי פעולה מחקריים חדשים", אמר לואי מרטין-וגה, דיקן המכללה להנדסה ב-NC State. "גיוון במחשבה, בתרבות, בניסיון ובגישה לפתרון בעיות נדרש באמת כדי לטפל בבעיה חברתית שאף דיסציפלינה או קבוצה אחת לא יכולה לפתור בעצמה."
"צוות STEPS מכיר בהשפעה שרקעים מגוונים מביאים לפתרון בעיות חברתיות מפתח", אמרה שרין או. אובאר, דיקנית בית הספר המשותף לננו-מדעים וננו-הנדסה באוניברסיטת צפון קרוליינה A&T State ו-UNC גרינסבורו וחוקרת ראשית בנושא פּרוֹיֶקט. "מתן פתרונות המשפיעים על אנשים מכל הרקע דורשים לטפל בבעיה תוך שימוש בנקודות מבט שונות שיועילו לקהילות רחבות יותר. המטרה שלנו היא להרחיב את ההשתתפות וליצור סביבה שבה נמנף את כוח המוח של אנשים מקבוצות מגוונות כדי לגלות ידע חדש בקיימות כדי למצוא פתרונות טרנספורמטיביים".
STEPS תפעיל את הציבור בדרכים שונות, תציע סדרה חדשה של קורסי המשך ותעודת השתלמות.
המוסדות השותפים של STEPS כוללים את אוניברסיטת אריזונה סטייט, אוניברסיטת אפלצ'יאן, בית הספר המשותף למדעי הננו והנדסה באוניברסיטת צפון קרוליינה החקלאית והטכנית, ואוניברסיטת צפון קרוליינה גרינסבורו, המכון למדעי המזון והחקלאות של אוניברסיטת פלורידה, אוניברסיטת מרקט, RTI הבינלאומי, ואוניברסיטת אילינוי.
פול ווסטרהוף, פרופסור להנדסת סביבה במדינת אריזונה, ישמש כסגן מנהל משותף במרכז.
NC State מובילה כיום מרכז מחקר הנדסי NSF פעיל בשם ASSIST, המפתח חיישנים ומכשירים לניטור בריאות בכוח עצמי. מרכז המערכות של FREEDM, רשת חכמה NSF ERC שהוקמה בשנת 2008, נמצא גם במדינת NC.
(ג) NCSU
מקור מקורי: WRAL TechWire