从空中看，它们是巨大的、彩虹般闪耀的白色矩形，里面充满了半透明的蓝绿色池塘。这些看似美丽却怪异不祥的结构，被称为石膏堆，看起来像是火星或木卫二上会出现的东西。但实际上，它们主要分布在佛罗里达州中西部，是开采磷矿以生产肥料所造成的令人遗憾的后果。
磷是 20 世纪绿色革命的关键成分之一，它帮助世界各地的农作物产量最大化。但获取肥料的原材料绝非绿色过程。矿工将磷酸盐矿石从地下挖出，将其粉碎，然后放入酸性湖中，在那里分离成白色的石膏堆和用于进一步加工以喂养作物的酸性液体。这些体育场大小的石膏堆在佛罗里达州中西部的一个主要磷矿产区——Bone Valley 地层上尤其丰富。和平河和阿拉菲亚河流经此处，收集到的有毒物质会流入夏洛特港和坦帕湾。
石膏堆只是为提高作物产量而不断升级的肥料使用所造成的另一种污染形式。另一个例子出现在约 400 英里外的密西西比河河口；这里，一大片如新泽西州般大小的巨大绿色藻类，由于工厂制造并从中西部农田冲刷而下的海量氮肥而大量繁殖。氮肥成为藻类的养分，导致藻类数量激增。当藻类死亡并分解时，它们就成了细菌的食物，而细菌会消耗掉大量溶解氧，导致当地鱼类和海洋甲壳类动物无法生存。巨大的死亡区域是悲剧性的结果。
随着世界人口日益增长，对磷和氮肥的需求也在稳步上升。“在未来 50 年里，人类人口预计将从近 70 亿增长到 90 亿，”美国农业部摩里斯土壤实验室的研究负责人Abdullah Jaradat说。“为了养活这些人，我们必须将农业产出翻倍，这意味着需要更多的氮和磷。”
平均而言，作物生长需要约十份氮肥对应一份磷肥才能健壮生长；活着的植物必须在这两种营养素之间保持微妙的平衡，才能达到最佳产量。“如果这种平衡被打破，我们就遇到了问题，”Jaradat 说。磷是细胞机制的驱动力，对 DNA 和 RNA 的结构至关重要。氮有助于植物产生蛋白质，包括控制光合作用的关键分子，光合作用是将太阳能捕获并转化为碳化合物的过程，而碳化合物是生长所需原料。
美国是生产用于化肥的磷酸盐岩的主要国家之一。佛罗里达州中西部——美国主要的磷矿产区——的大规模采矿和农业活动已导致地下水位下降，使得和平河沿岸的泉水变成天坑。和平河每天约有 1100 万加仑（占其流量的 8%）的水流入这些地下溶洞。在过去十年中，和平河的上游已有七年完全干涸。1994 年 6 月 27 日，一个巨大的天坑出现在一个占地 400 英亩、高 220 英尺的石膏堆中，其中包含酸和氨的液体。美国地质调查局科学家 Ann Tihansky 说：“大约有 400 万立方英尺的磷石膏和数量不明的酸性水通过这个竖井渗入地下。”目前，在佛罗里达州中西部这个容易发生天坑的地区，大约有 20 个石膏堆。
处理石膏废物是另一项挑战。一些科学家提议将这种材料用作干墙填料或路基材料，但美国环保署称其含有过多的天然放射性，因此禁止使用。南方环境法律中心正在起诉北卡罗来纳州，因为该州批准了 PCS Phosphate 在帕姆利科河沿岸湿地进行 11,500 英亩的磷矿扩张。“迟早这些矿山会关闭，而我们将不得不多年来应对其影响，”首席律师 Geoff Gisler 说。
至少石膏堆的影响是相对局部的；农田径流造成的损害则广泛得多。研究表明，在农业中使用的氮肥中，只有约 30% 被其目标作物真正吸收。其余的则留在土壤中或被雨水冲走。磷的径流会在淡水湖泊和河流中造成藻类大量繁殖。氮的径流会在河流入海口造成规模更大的藻类爆发，就像密西西比河河口的那一次一样。全球已记录了约 200 个死亡区域。
为了解决这个问题，Jaradat 说，我们需要第二次绿色革命——一次在保持我们卓越的农业成果的同时，对地球造成的损害更小的革命。他说，使用精心控制的肥料用量和适当的比例就可以在很大程度上实现这一点。Jaradat 的实验室正在努力确定在不破坏环境的情况下提高产量的最佳施肥量。它还在试验免耕和少耕农业技术，这些技术允许农民将种子直接注入土壤，避免使用犁，从而最大限度地减少氮和磷的径流。其他解决方案包括种植能保持土壤的冬季覆盖作物以及种植能自行固氮的豆类。
杜克大学土壤和生态学教授 Dan Richter 说：“越来越多的农民需要关注他们的行为如何影响整个环境。这并非不可能完成的任务。“不再找借口了。我们可以做得更好。”
