Хвала вам што сте посетили Натуре.цом.Верзија претраживача коју користите има ограничену подршку за ЦСС.За најбоље искуство препоручујемо да користите ажурирани прегледач (или онемогућите режим компатибилности у Интернет Екплорер-у).У међувремену, да бисмо обезбедили сталну подршку, приказаћемо сајт без стилова и ЈаваСцрипт-а.
Челси Волд је слободна новинарка са седиштем у Хагу у Холандији и ауторка књиге Даидреам: Ан Ургент Глобал Куест то Цханге Тоилетс.
Специјализовани тоалетни системи извлаче азот и друге хранљиве материје из урина за употребу као ђубриво и друге производе.Имаге Цредит: МАК/Георг Маиер/ЕООС НЕКСТ
Готланд, највеће острво Шведске, има мало слатке воде.У исто време, становници се боре са опасним нивоима загађења из пољопривреде и канализационих система који изазивају штетно цветање алги око Балтичког мора.Они могу да убију рибу и разболе људе.
Да би помогло у решавању овог низа еколошких проблема, острво полаже наде у једну мало вероватну супстанцу која их везује: људски урин.
Почевши од 2021. године, истраживачки тим је почео да ради са локалном компанијом која изнајмљује преносиве тоалете.Циљ је сакупити више од 70.000 литара урина у периоду од 3 године у безводним писоарима и наменским тоалетима на више локација током летње туристичке сезоне.Тим је дошао са Шведског универзитета пољопривредних наука (СЛУ) у Упсали, који је одвојио компанију под називом Санитатион360.Користећи процес који су истраживачи развили, осушили су урин у комаде налик бетону, које су затим млели у прах и пресовали у грануле ђубрива које одговарају стандардној пољопривредној опреми.Локални фармери користе ђубриво за узгој јечма, које се затим шаље у пиваре за производњу пива које се може вратити у циклус након конзумирања.
Притхви Симха, хемијски инжењер у СЛУ-у и ЦТО компаније Санитатион360, рекао је да је циљ истраживача да „иду даље од концепта и спроведу у пракси“ поновну употребу урина у великим размерама.Циљ је да се обезбеди модел који се може опонашати широм света."Наш циљ је да сви, свуда, раде ову вежбу."
У експерименту у Готланду, јечам оплођен урином (десно) упоређен је са неоплодним биљкама (у средини) и са минералним ђубривима (лево).Кредит за слику: Јенна Сенецал.
Пројекат Готланд је део сличних напора широм света да се урин одвоји од других отпадних вода и рециклира у производе попут ђубрива.Праксу, познату као скретање урина, проучавају групе у Сједињеним Државама, Аустралији, Швајцарској, Етиопији и Јужној Африци, између осталих.Ови напори далеко превазилазе универзитетске лабораторије.Писоари без воде су повезани са системима за одлагање у подрумима у канцеларијама у Орегону и Холандији.Париз планира да угради тоалете за скретање мокраће у екозони од 1.000 становника која се гради у 14. арондисману града.Европска свемирска агенција поставиће 80 тоалета у своје седиште у Паризу, које ће почети са радом касније ове године.Заговорници преусмеравања урина кажу да би могао да нађе примену на местима у распону од импровизованих војних испостава до избегличких кампова, богатих урбаних центара и великих сиротињских четврти.
Научници кажу да би скретање урина, ако се примени у великим размерама широм света, могло да донесе огромне користи за животну средину и јавно здравље.То је делимично зато што је урин богат хранљивим материјама које не загађују водена тела и могу се користити за ђубрење усева или у индустријским процесима.Симха процењује да људи производе довољно урина да замене око четвртину садашњих азотних и фосфатних ђубрива у свету;такође садржи калијум и многе елементе у траговима (погледајте „Састојци у урину“).Најбоље од свега, ако не испуштате урин у одвод, штедите много воде и смањујете оптерећење застарелог и преоптерећеног канализационог система.
Према експертима у овој области, многе компоненте за скретање урина ускоро би могле постати широко доступне захваљујући напретку у тоалетима и стратегијама одлагања урина.Али постоје и велике препреке за фундаменталне промене у једном од најосновнијих аспеката живота.Истраживачи и компаније треба да се позабаве безбројним изазовима, од побољшања дизајна тоалета за скретање урина до олакшавања обраде урина и претварања у вредне производе.Ово може укључивати системе хемијског третмана који су повезани са појединачним тоалетима или подрумском опремом која опслужује целу зграду и пружа услуге за опоравак и одржавање добијеног концентрованог или стврднутог производа (погледајте „Од урина до производа“).Поред тога, постоје шира питања друштвених промена и прихватања, повезана како са различитим степеном културних табуа повезаних са људским отпадом, тако и са дубоко укорењеним конвенцијама о индустријским отпадним водама и системима исхране.
Док се друштво бори са недостатком енергије, воде и сировина за пољопривреду и индустрију, скретање и поновна употреба урина су „главни изазов за то како пружамо санитарне услове“, каже биолог Лин Броаддус, консултант за одрживост из Минеаполиса..„Жанр који ће постајати све важнији.Минесота, он је био бивши председник Акуатиц Федератион оф Алекандриа, Ва., светског удружења стручњака за квалитет воде."То је заправо нешто од вредности."
Некада је урин био вредна роба.У прошлости су га нека друштва користила за ђубрење усева, прављење коже, прање веша и прављење барута.Затим, крајем 19. и почетком 20. века, савремени модел централизованог управљања отпадним водама је настао у Великој Британији и проширио се по целом свету, кулминирајући такозваним мокраћним слепилом.
У овом моделу, тоалети користе воду да брзо одводе урин, измет и тоалет папир у одвод, помешани са другим течностима из домаћих, индустријских извора, а понекад и атмосферских одвода.У централизованим постројењима за пречишћавање отпадних вода, енергетски интензивни процеси користе микроорганизме за пречишћавање отпадних вода.
У зависности од локалних правила и услова у постројењу за пречишћавање, отпадна вода која се испушта из овог процеса може и даље да садржи значајне количине азота и других хранљивих материја, као и неке друге загађиваче.57% светске популације уопште није прикључено на централизовани канализациони систем (видети „Људска канализација”).
Научници раде на томе да централизовани системи буду одрживији и мање загађујући, али почевши од Шведске 1990-их, неки истраживачи се залажу за фундаменталније промене.Напредак на крају цевовода је „само још једна еволуција исте проклете ствари“, рекла је Ненси Лав, инжењер заштите животне средине на Универзитету Мичиген у Ен Арбору.Преусмеравање урина ће бити „трансформативно“, каже она.У студији 1, која је симулирала системе управљања отпадним водама у три америчке државе, она и њене колеге упоређивале су конвенционалне системе за пречишћавање отпадних вода са хипотетичким системима за третман отпадних вода који преусмеравају урин и користе обновљене хранљиве материје уместо синтетичких ђубрива.Они процењују да заједнице које користе преусмеравање урина могу смањити укупне емисије гасова стаклене баште за 47%, потрошњу енергије за 41%, потрошњу слатке воде за око половину и загађење отпадних вода нутријентима за 64%.коришћена технологија.
Међутим, концепт остаје нишан и углавном ограничен на аутономна подручја као што су скандинавска еко-села, руралне помоћне зграде и развој у областима са ниским приходима.
Тове Ларсен, хемијски инжењер у Швајцарском савезном институту за водену науку и технологију (Еаваг) у Дибендорфу, каже да је велики део заостатка узрокован самим тоалетима.Први пут представљени на тржишту 1990-их и 2000-их, већина тоалета за скретање мокраће има мали умиваоник испред себе за сакупљање течности, окружење које захтева пажљиво циљање.Други дизајни укључују покретне траке са ножним управљањем које омогућавају да се урин одводи док се стајњак транспортује у канту за компост, или сензоре који управљају вентилима за усмеравање урина у посебан излаз.
Прототип тоалета који одваја урин и суши га у прах тестира се у седишту шведске компаније за воду и канализацију ВА СИД у Малмеу.Имаге Цредит: ЕООС НЕКСТ
Али у експерименталним и демонстрационим пројектима у Европи, људи нису прихватили њихову употребу, рекао је Ларсен, жалећи се да су превише гломазни, смрдљиви и непоуздани.„Заиста нас је одвратила тема тоалета.
Ова забринутост прогањала је прву масовну употребу тоалета за скретање урина, пројекат у јужноафричком граду Етхеквини 2000-их.Ентони Одили, који студира здравствени менаџмент на Универзитету Квазулу-Натал у Дурбану, рекао је да је изненадно проширење градских граница након апартхејда довело до тога да су власти преузеле нека сиромашна рурална подручја без инфраструктуре за тоалет и воду.
Након избијања колере у августу 2000. године, власти су брзо распоредиле неколико санитарних објеката који су испуњавали финансијска и практична ограничења, укључујући око 80.000 сувих тоалета за преусмјеравање урина, од којих се већина и данас користи.Урин отиче у земљу испод тоалета, а фекалије завршавају у складишту које град празни сваких пет година од 2016. године.
Одили је рекао да је пројекат створио безбедније санитарне објекте у тој области.Међутим, истраживања друштвених наука су идентификовала многе проблеме са програмом.Упркос схватању да су тоалети бољи од ничега, студије, укључујући и неке од студија у којима је учествовао, касније су показале да их корисници генерално не воле, рекао је Одили.Многи од њих су изграђени од материјала лошег квалитета и неудобни су за употребу.Иако би такви тоалети теоретски требало да спрече мирисе, урин у еТхеквини тоалетима често завршава у фекалном складишту, стварајући ужасан мирис.Према Одилију, људи „нису могли нормално да дишу“.Штавише, урин се практично не користи.
На крају, према Одилијевим речима, одлука да се уведу суви тоалети који преусмеравају урин донела је одозго према доле и није узела у обзир склоности људи, углавном из разлога јавног здравља.Студија из 2017.3 показала је да је више од 95% испитаника еТхеквини-а желело приступ удобним тоалетима без мириса које користе богати бели становници града, а многи су планирали да их инсталирају када услови дозволе.У Јужној Африци тоалети су дуго били симбол расне неједнакости.
Међутим, нови дизајн би могао бити пробој у преусмеравању урина.У 2017. години, на челу са дизајнером Харалдом Грундлом, у сарадњи са Ларсеном и другима, аустријска дизајнерска фирма ЕООС (одвојила се од ЕООС Нект) пустила је урин замку.Ово елиминише потребу да корисник циља, а функција преусмеравања урина је скоро невидљива (погледајте „Нова врста тоалета“).
Користи склоност воде да се залепи за површине (која се зове ефекат чајника јер делује као незгодан чајник који капље) да усмери урин са предње стране тоалета у посебан отвор (погледајте „Како рециклирати урин“). Развијен уз финансирање Фондације Билл & Мелинда Гатес у Сијетлу, Вашингтон, која је подржала широк спектар истраживања иновација тоалета за окружења са ниским примањима, Урин Трап се може уградити у све, од врхунских керамичких модела постоља до пластичних чучњева. тигања. Развијен уз финансирање Фондације Билл & Мелинда Гатес у Сијетлу, Вашингтон, која је подржала широк спектар истраживања иновација тоалета за окружења са ниским примањима, Урин Трап се може уградити у све, од врхунских керамичких модела постоља до пластичних чучњева. тигања. Развијен уз финансирање Фондације Билл & Мелинда Гатес из Сијетла у Вашингтону, која је подржала широк спектар истраживања иновација тоалета са ниским приходима, замка за урин се може уградити у све, од модела са керамичким постољима до пластичних чучњева.лонци. Развијен уз финансирање Фондације Билл & Мелинда Гатес из Сијетла у Вашингтону, која подржава опсежна истраживања иновација тоалета са ниским приходима, сакупљач урина се може уградити у све, од врхунских модела на бази керамике до пластичних посуда за чучњеве.Швајцарски произвођач ЛАУФЕН већ објављује производ под називом „Сачувај!“за европско тржиште, иако је његова цена превисока за многе потрошаче.
Универзитет КваЗулу-Натал и Градско веће еТеквинија такође тестирају верзије тоалета за хватање мокраће који могу да преусмере мокраћу и испиру честице.Овог пута, студија се више фокусира на кориснике.Оди је оптимиста да ће људи више волети нове тоалете за скретање мокраће јер боље миришу и лакше се користе, али напомиње да мушкарци морају да седну да би уринирали, што је огромна културна промена.Али ако тоалете „такође усвоје и усвоје насеља са високим приходима – од стране људи различитог етничког порекла – то ће заиста помоћи ширењу“, рекао је он.„Увек морамо да имамо расно сочиво“, додао је он, како бисмо били сигурни да не развију нешто што се сматра „само црнцима“ или „само сиромашнима“.
Одвајање урина је само први корак у трансформацији санитације.Следећи део је проналажење шта да се ради о томе.У руралним областима, људи га могу чувати у бачвама како би убили све патогене, а затим га применили на пољопривредно земљиште.Светска здравствена организација даје препоруке за ову праксу.
Али урбано окружење је компликованије - овде се производи највећи део урина.Не би било практично изградити неколико одвојених канализационих система широм града да би урин допремао до централне локације.А пошто је урин око 95 посто воде, прескуп је за складиштење и транспорт.Стога се истраживачи фокусирају на сушење, концентрисање или на други начин извлачење хранљивих материја из урина на нивоу тоалета или зграде, остављајући воду иза себе.
Неће бити лако, рекао је Ларсон.Са инжењерског становишта, „пишак је лоше решење“, рекла је.Поред воде, већину чини уреа, једињење богато азотом које тело производи као нуспроизвод метаболизма протеина.Уреа је корисна сама по себи: синтетичка верзија је уобичајено азотно ђубриво (погледајте Захтеви за азот).Али то је такође незгодно: када се комбинује са водом, уреа се претвара у амонијак, који урину даје карактеристичан мирис.Ако није укључен, амонијак може да осети мирис, загади ваздух и однесе драгоцени азот.Катализована свеприсутним ензимом уреазом, ова реакција, названа хидролиза урее, може трајати неколико микросекунди, чинећи уреазу једним од најефикаснијих познатих ензима.
Неке методе дозвољавају наставак хидролизе.Еаваг истраживачи су развили напредни процес који претвара хидролизовани урин у концентровани раствор хранљивих материја.Прво, у акваријуму, микроорганизми претварају испарљиви амонијак у неиспарљиви амонијум нитрат, уобичајено ђубриво.Дестилатор затим концентрише течност.Подружница под називом Вуна, такође са седиштем у Дибендорфу, ради на комерцијализацији система за зграде и производа под називом Аурин, који је по први пут у свету одобрен у Швајцарској за фабрике хране.
Други покушавају да зауставе реакцију хидролизе брзим подизањем или снижавањем пХ урина, који је обично неутралан када се излучује.У кампусу Универзитета у Мичигену, Лове је у партнерству са непрофитним Институтом за обиље Земље у Браттлебороу, Вермонт, како би развили систем за зграде који уклања течну лимунску киселину из тоалета за преусмеравање и тоалета без воде.Вода избија из писоара.Урин се затим концентрише поновним замрзавањем и одмрзавање5.
Тим СЛУ-а предвођен инжењером заштите животне средине Бјорн Виннерос на острву Готланд развио је начин за сушење урина у чврсту уреу помешану са другим хранљивим материјама.Тим оцењује њихов најновији прототип, самостојећи тоалет са уграђеним сушачем, у седишту шведске компаније за воду и канализацију ВА СИД у Малмеу.
Друге методе циљају појединачне хранљиве материје у урину.Они би се лакше могли интегрисати у постојеће ланце снабдевања ђубривима и индустријским хемикалијама, каже хемијски инжењер Вилијам Тарпех, бивши постдокторски сарадник на Лове'с, који је сада на Универзитету Станфорд у Калифорнији.
Уобичајена метода враћања фосфора из хидролизованог урина је додавање магнезијума, што узрокује таложење ђубрива званог струвит.Тарпех експериментише са гранулама адсорбентног материјала који могу селективно уклонити азот као амонијак6 или фосфор као фосфат.Његов систем користи другачију течност звану регенерант која тече кроз балоне након што понестане.Регенерант узима хранљиве материје и обнавља лоптице за следећу рунду.Ово је пасивна метода ниске технологије, али комерцијални регенерати су лоши за животну средину.Сада његов тим покушава да направи јефтиније и еколошки прихватљивије производе (погледајте „Загађење будућности“).
Други истраживачи развијају начине за генерисање електричне енергије стављањем урина у микробне горивне ћелије.У Кејптауну у Јужној Африци, други тим је развио методу за прављење неконвенционалних грађевинских цигли мешањем урина, песка и бактерија које производе уреазу у калуп.Калцифицирају се у било који облик без печења.Европска свемирска агенција разматра урин астронаута као ресурс за изградњу стамбених објеката на Месецу.
„Када размишљам о широкој будућности рециклаже урина и отпадних вода, желимо да будемо у могућности да произведемо што више производа“, рекао је Тарпех.
Док истраживачи трагају за низом идеја за комодификовање урина, знају да је то тешка битка, посебно за укорењену индустрију.Компаније за производњу ђубрива и хране, фармери, произвођачи тоалета и регулатори споро уносе значајне промене у своју праксу.„Овде има много инерције“, рекао је Симча.
На пример, на Универзитету Калифорније, Беркли, истраживачка и образовна инсталација ЛАУФЕН саве!То укључује потрошњу на архитекте, изградњу и поштовање општинских прописа — а то још није урађено, рекао је Кевин Она, инжењер заштите животне средине који сада ради на Универзитету Западне Вирџиније у Моргантауну.Он је рекао да је недостатак постојећих кодекса и прописа стварао проблеме за управљање објектима, па се придружио групи која је развијала нове кодексе.
Део инерције може бити последица страха од отпора купаца, али истраживање из 2021. године међу људима у 16 ​​земаља7 показало је да је у местима као што су Француска, Кина и Уганда, спремност за конзумирање хране обогаћене урином била близу 80% (погледајте Да ли ће људи јести то?').
Пам Елардо, која води Управу за отпадне воде као заменик администратора Агенције за заштиту животне средине града Њујорка, рекла је да подржава иновације као што је преусмеравање урина јер су кључни циљеви њене компаније даље смањење загађења и рециклирање ресурса.Она очекује да ће за град као што је Њујорк, најпрактичнија и најисплативија метода преусмеравања урина бити системи ван мреже у реконструкцији или новим зградама, допуњени операцијама одржавања и сакупљања.Ако иноватори могу да реше проблем, „требало би да раде“, рекла је она.
Имајући у виду овај напредак, Ларсен предвиђа да масовна производња и аутоматизација технологије преусмеравања урина можда неће бити далеко.Ово ће побољшати пословни случај за овај прелазак на управљање отпадом.Скретање урина „је права техника“, рекла је она.„Ово је једина технологија која може да реши проблеме са исхраном код куће у разумном времену.Али људи морају да се одлуче.”
Хилтон, СП, Кеолеиан, ГА, Даиггер, ГТ, Зхоу, Б. & Лове, НГ Енвирон. Хилтон, СП, Кеолеиан, ГА, Даиггер, ГТ, Зхоу, Б. & Лове, НГ Енвирон.Хилтон, СП, Кеолеиан, ГА, Диггер, ГТ, Зхоу, Б. и Лове, НГ Енвирон. Хилтон, СП, Кеолеиан, ГА, Даиггер, ГТ, Зхоу, Б. & Лове, НГ Енвирон。 Хилтон, СП, Кеолеиан, ГА, Даиггер, ГТ, Зхоу, Б. & Лове, НГ Енвирон。Хилтон, СП, Кеолеиан, ГА, Диггер, ГТ, Зхоу, Б. и Лове, НГ Енвирон.Наука.технологије.55, 593–603 (2021).
Сутхерланд, К. ет ал.Пражњење утисака скретања тоалета.Фаза 2: Издавање еТхеквини Цити УДДТ плана валидације (Универзитет Квазулу-Натал, 2018).
Мкхизе, Н., Таилор, М., Удерт, КМ, Гоунден, ТГ & Буцклеи, ЦАЈ Ватер Санит. Мкхизе, Н., Таилор, М., Удерт, КМ, Гоунден, ТГ & Буцклеи, ЦАЈ Ватер Санит.Мкхизе Н, Таилор М, Удерт КМ, Гоунден ТГ.и Буцклеи, ЦАЈ Ватер Санит. Мкхизе, Н., Таилор, М., Удерт, КМ, Гоунден, ТГ & Буцклеи, ЦАЈ Ватер Санит。 Мкхизе, Н., Таилор, М., Удерт, КМ, Гоунден, ТГ & Буцклеи, ЦАЈ Ватер Санит.Мкхизе Н, Таилор М, Удерт КМ, Гоунден ТГ.и Буцклеи, ЦАЈ Ватер Санит.Менаџмент размене 7, 111–120 (2017).
Маззеи, Л., Цианци, М., Бенини, С. & Циурли, С. Ангев. Маззеи, Л., Цианци, М., Бенини, С. & Циурли, С. Ангев. Маззеи, Л., Цианци, М., Бенини, С. & Цхурли, С. Ангуе. Маззеи, Л., Цианци, М., Бенини, С. & Циурли, С. Ангев。 Маззеи, Л., Цианци, М., Бенини, С. & Циурли, С. Ангев。 Маззеи, Л., Цианци, М., Бенини, С. & Цхурли, С. Ангуе.Хемијски.Интернатионал Парадисе Енглисх.58, 7415–7419 (2019).
Ное-Хаис, А., Хомеиер, РЈ, Давис, АП & Лове, НГ АЦС ЕСТ Енгг. Ное-Хаис, А., Хомеиер, РЈ, Давис, АП & Лове, НГ АЦС ЕСТ Енгг. Ное-Хаис, А., Хомеиер, РЈ, Давис, АП & Лове, НГ АЦС ЕСТ Енгг. Ное-Хаис, А., Хомеиер, РЈ, Давис, АП & Лове, НГ АЦС ЕСТ Енгг. Ное-Хаис, А., Хомеиер, РЈ, Давис, АП & Лове, НГ АЦС ЕСТ Енгг。 Ное-Хаис, А., Хомеиер, РЈ, Давис, АП & Лове, НГ АЦС ЕСТ Енгг. Ное-Хаис, А., Хомеиер, РЈ, Давис, АП & Лове, НГ АЦС ЕСТ Енгг. Ное-Хаис, А., Хомеиер, РЈ, Давис, АП & Лове, НГ АЦС ЕСТ Енгг.хттпс://дои.орг/10.1021/аццесс.1ц00271 (2021. г.).