Моча человека как ценный ресурс для устойчивого городского сельского хозяйства

Переработка человеческой мочи позволяет производить устойчивые удобрения для городского сельского хозяйства со значительными экологическими выгодами.

К такому выводу пришло исследование Института экологической науки и технологий Автономного университета Барселоны (ICTA-UAB), оценивающее экологическое влияние извлечения азота из «жёлтых вод» зданий. Помимо поддержки устойчивого сельского хозяйства, это сократит выбросы CO₂ и потребление воды.

Исследование опубликовано в журнале Resources, Conservation and Recycling.

Глобальный спрос на удобрения в сельском хозяйстве растёт, что требует снижения зависимости от невозобновляемых источников. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (FAO), мировой спрос на азотные удобрения ежегодно увеличивается на 1%, что составляет прирост в 1.074 миллиона тонн каждый год.

Производство этих удобрений сильно зависит от невозобновляемых источников энергии (природный газ, нефть, уголь), что ведёт к значительному энергопотреблению и выбросам CO₂.

Новое исследование, проведённое группой Sostenipra (ICTA-UAB) совместно с группой GENOCOV, представляет извлечение питательных веществ из мочи человека как решение для преобразования городского сельского хозяйства.

Использование мочи позволяет задействовать локальные ресурсы и минимизировать использование внешних ресурсов, способствуя устойчивости сельскохозяйственного процесса. Кроме того, это снижает зависимость от ограниченных ресурсов.

Человеческая моча («жёлтая вода») — богатый источник питательных веществ, особенно азота, необходимого для сельскохозяйственного производства. Помимо пользы как удобрения, она помогает сократить выбросы парниковых газов и загрязнение водных источников (реки, водоносные горизонты).

Для оценки жизнеспособности процесса исследователи испытали его в биоклиматическом здании ICTA-UAB, где размещены пилотная установка по извлечению азота и теплица на крыше для тестирования воздействия recovered nitrogen на урожай томатов.

Процесс начинается в подземной установке, где собирается моча из безводных писсуаров и направляется в специализированный реактор. В реакторе моча смешивается с основанием для регулирования кислотности, а микроорганизмы преобразуют мочевину в нитрат — форму азота, которую растения легче усваивают.

Полученный нитрат затем используется для орошения гидропонных томатов в теплице на крыше. Согласно исследованию, один кубический метр обработанной «жёлтой воды» даёт 7.5 кг азота, что позволяет вырастить 2.4 метрических тонны томатов в открытом грунте.

Хотя это исследование ещё лабораторного масштаба, результаты показывают, что экологическое и экономическое воздействие снизилось бы при масштабировании системы путём подключения всех писсуаров здания к реактору восстановления азота.

Экспериментальная работа продолжается, включая анализ фармацевтических соединений, потребляемых людьми, и их потенциального появления в тканях растений.