你的尿液可能是通往更绿色世界的黄金门票

你的尿液可能是通往更绿色世界的黄金门票

虽然我们中的许多人只是冲走然后就忘了,但我们的尿液却有可能成为一种宝贵的资源。尿液中含有氮、磷和钾的营养物质(农业中称为 NPK),这些营养物质以可溶形式存在,植物可以吸收,类似于农作物生产中广泛使用的合成肥料。

然而,按照目前的管理方式,世界上的尿液对我们和地球都没有好处。世界上只有 7% 的废水经过充分处理以去除氮,而当尿液中的废水被排放到水体中时,它就成为一种污染物,导致藻类大量繁殖和鱼类死亡。全球约 80% 的废水未经处理就重新进入环境,导致疾病传播。

合成肥料的生产严重依赖有限的资源和化石燃料。将氮气(占空气的 70% 以上)转化为植物可以利用的可溶化合物需要依赖化石燃料;据估计,这种被称为哈伯-博施法的反应消耗了全球生产的所有能源的约 1%。而磷和钾是储量有限的矿物。尽管估计各不相同,但一些科学家表示,我们可能在 2030 年左右达到“磷的峰值”,此后,随着矿物储量的减少和质量的下降,产量将下降。

这就是为什么回收我们自己的液体黄金的势头日益强劲:回收后的尿液可以很容易地替代传统肥料。

在佛蒙特州的富饶地球研究所,研究人员一直在收集附近居民的尿液并进行田间试验。该研究所利用社区网络,大约有 200 人借助将尿液与粪便分离的特殊厕所做出了贡献。在比较尿液、合成肥料和无肥料对照的测试中,他们发现用尿液和传统肥料施肥的干草田产量没有差异。“[尿液回收] 同时解决了两个问题,”研究主任 Abraham Noe-Hays 说:废水中的尿液过剩和农业对氮的需求。“当你回收尿液时,这是一种循环经济,因为你过去认为的废物现在实际上是原材料。”

尿液收集厕所和小便池已经存在了几十年。然而,它们也存在一些问题——它们会发臭,产生大量不易储存的尿液,瑞典农业科学大学研究尿液肥料生产的研究员詹娜·塞内卡尔 (Jenna Senecal) 说。一个四口之家每周排尿约 13 加仑,在一个大城市里,每年的排尿量可能高达数百万加仑。这就是为什么塞内卡尔加入了一个开发潜在解决方案的团队:尿液蒸发系统。

不过,通过蒸发浓缩尿液比单纯加热尿液更难。我们排尿时,氮主要包含在尿素化合物中。但尿液中的酶会将尿素转化为氨,氨很容易挥发,形成气体并飘散。Senecal 正在研究一种蒸发系统,该系统使用碱性物质来提高尿液的 pH 值,从而阻止这种反应。一旦 pH 值超过 10,就可以蒸发水,形成营养丰富的尿液粉末,其体积为起始液体的 5%。通过干燥,该团队表示他们能够制造出一种与典型传统肥料一样营养丰富的肥料。

这种干尿可以制成颗粒状出售给农民。塞内卡尔最近成立了 Sanitation360 公司,将脱水尿推向市场。“我们已经有相当大的兴趣了,”她说;一家燕麦奶生产商和一家啤酒公司已经与她接洽。如果 Sanitation360 即将推出的厕所设计取得成功,那么对于寻求更环保的食品生产商来说,似乎有一个市场。

用干燥尿液制成的肥料颗粒 图片来源:Jenna Senecal

还有几种其他方法可以浓缩尿液。在 Rich Earth Institute,Noe-Hays 正在研究一种基于冷冻的方法。当水箱中的尿液被冷却时,水部分会单独冻结,这样就可以排出浓度更高的尿液。最终物质的体积减少了 90%,同时保留了 90% 的营养成分。

到目前为止,研究表明,与目前传统的废水和肥料系统相比,尿液循环确实具有净环境效益。在一项比较传统废水系统和尿液转移系统的生命周期分析中,密歇根大学可持续系统研究员斯蒂芬·希尔顿 (Stephen Hilton) 发现,后者在许多环境指标方面表现更佳,包括温室气体排放、能源使用、淡水使用以及促进水体藻类繁殖的可能性。

该分析还考虑了污水处理厂去除污水中的氮和磷所需的能源和材料,以及与传统工艺相比,用尿液生产肥料对环境的影响。“希望尿液转移能让我们拥有更高效的系统,”希尔顿说。

也许在未来,我们不仅不会把瓶子、罐子和食物残渣拖到路边,还会把一桶浓缩尿液拖到路边。

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