设计更好的厕所可以挽救数百万人的生命

大多数美国人并不怎么在意马桶。上完厕所，冲完水，然后离开马桶。但对于全世界数十亿人来说，马桶是焦虑、疾病和经济困难的主要来源。

杜克大学工程学教授杰弗里·格拉斯通过电子邮件告诉PopSci ：“在发展中地区，[卫生]基础设施不存在，因此厕所无法安全排空，人类排泄物会与人接触。”美国人大体上依靠市政卫生部门管理的隐形污水处理系统和场外污水处理厂来安全处理粪便。在其他地方，粪便流动得更自由一些。“因此，病原体会进入饮用水和用于日常家务（如清洁）的水中。”

这些漏水的工业粪便对人类健康有严重影响。粪便中的病原体包括引起霍乱的细菌、引起肠胃感冒的轮状病毒、引起痢疾的微型入侵者志贺氏菌，甚至还有渴望在新的人类宿主身上定居的寄生虫。每年有 50 万名或更多的 5 岁以下儿童死于此类疾病。成年人也不安全：美国疾病控制和预防中心估计，全球总疾病负担的 9% 源于恶劣的卫生条件和受污染的饮用水。

但微软创始人、世界最著名慈善家比尔·盖茨宣布，由比尔和梅林达·盖茨基金会资助的国际技术专家、卫生专家和开发人员网络终于解决了国际厕所危机。这家以其公共卫生计划而自豪的私人组织早在 2011 年就决定颠覆厕所。基金会工作人员联系了来自不同领域的工程公司，鼓励他们——通过资助资金和潜在的有利可图的利他主义——开发一种独立的杀菌机器。

本周，在由基金会支持的北京新厕所博览会上，盖茨带着一个很有帮助的视觉辅助工具登台：一个装满粪便的玻璃罐。“这次博览会首次展示了全新的、分散的卫生技术和产品，这些技术和产品已经可以投入商业使用，”他说。“问题不再是我们能否重新发明厕所和其他卫生系统。问题在于这种新型离网解决方案的推广速度有多快。”根据一份新闻稿，该基金会投资了 20 种厕所技术，目前它认为这些技术已经可以广泛使用。

位于华盛顿州塞德罗-伍利的一家小型工程公司 Sedron Technologies 响应了这一号召，距离该基金会位于西雅图市中心的总部约 1 小时 15 分钟路程。该公司与波音和洛克希德等公司合作了 20 年，从航空航天工程转向卫生工程。“这是一个相当大的转变，”Sedron 总裁 Sara VanTassel 说。仅仅六年后，该公司的冒险就获得了回报：其 Omni Processor 成为盖茨北京庆祝活动的核心。

这台机器大约有四个并排的远洋集装箱那么大，将三种现有技术整合到一个闭环系统中。它从固体燃料燃烧开始，将固体废物与液体废物分离，机械干燥，然后点燃。产生的热量使水沸腾，产生蒸汽动力以保持整个系统的运转。第三个也是最后一个过程是水处理，与燃烧和蒸汽产生同时进行。在此过程中，从干燥机中转移出来的液体废物经过过滤和冷凝，产生饮用水。

这个自给自足的系统不使用外部能源，但它能产生足够的电能，多余的电能可以输送到社区。“它实际上结合了许多我们非常熟悉的标准流程，只是我们做得更有效率，”范塔塞尔说。她估计，第一批机器将能够为大约 20 万到 50 万人的社区过滤水。

自人类文明诞生以来，我们一直在努力控制集体排泄物。几千年来，大多数人蹲在洞或罐子上；有时，固体“粪便”用于农业。更常见的是，粪便被排入附近的河流和海洋，在那里很容易引发疾病。神奇的抽水马桶出现在几百年前的都铎王朝时期的英国。自 1780 年代以来，它一直保持着原来的形状、结构和对下水道网络的依赖。当与维护良好的化粪池或更常见的污水管道搭配使用时，富裕国家居民的排便问题就消失了，他们现在购买了厕所设备，如加热座椅和具有不同速度和水温的坐浴盆。

发明一个全新的系统需要一些创造性思维，而盖茨基金会收到的提案也多种多样。病原体可以通过三种方式被杀死：化学物质、生物元素（如食粪细菌）或热量。工程师们尝试了这三种方法。再加上规定每个系统必须完全自给自足，马桶座圈突然看起来更像一个瓷制魔方。“例如，一种技术可能在消毒方面非常有效，但只有在大批量生产时才具有成本效益，因此应该在社区及更广阔的范围内使用，而不是单个家庭，”格拉斯说。“另一种技术可能非常具有成本效益，但需要电力，因此无法在没有电网的地方使用。”

在过去的七年里，盖茨基金会已经投入了 2 亿美元来改造马桶，盖茨在北京宣布他将再投入 2 亿美元。但未来仍面临挑战。例如，《纽约时报》报道称，博览会上展出的许多型号的马桶售价为 10,000 美元。如果这种马桶要实现商业可行性，价格需要大幅下降，比如说 500 美元。还有一个问题是，这些设备所针对的社区是否真的想安装 Omni Processor 或 Sedron 即将推出的 Firelight 马桶。

“我确实认为商业化仍将面临巨大的弯路，”她说。尝试新事物本身就存在风险，因此 Sedron 依赖于渴望创新的早期采用者。“从某种意义上说，卫生确实是政府的责任，而且是以非常集中的方式进行的，”她说。这就是为什么盖茨基金会“不仅资助技术开发，他们还真正试图将卫生的思维过程转变为这些分散的解决方案。”

该故事已更新，以反映 Omni Processor 早期版本能够服务的人数。