Переработка человеческой мочи позволила бы производить экологичные удобрения для городского благоустройства и сельского хозяйства, что принесло бы значительную пользу окружающей среде.
Таков вывод исследования, проведенного Институтом экологических наук и технологий Автономного университета Барселоны (ICTA-UAB), в котором оценивается воздействие на окружающую среду извлечение азота из сточных вод городской канализации. Помимо содействия устойчивому сельскому хозяйству, это позволит сократить выбросы CO2 и потребление воды. Статья опубликована в журнале Resources, Conservation and Recycling.
Мировой спрос на сельскохозяйственные удобрения растет с каждым годом, что требует снижение зависимости от невозобновляемых источников. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, мировой спрос на азотные удобрения ежегодно растет на 1% или на 1,074 млн тонн в год. Производство этих удобрений в значительной степени зависит от невозобновляемых источников энергии, таких как природный газ, нефть и уголь, что приводит к значительному потреблению энергии и выбросам CO2.
В новом исследовании, проведенном группой Sostenipra из ICTA-UAB в сотрудничестве с учеными факультета химической, биологической и экологической инженерии, восстановление питательных веществ из человеческой мочи рассматривается как актуальное решение для городского хозяйства.
Человеческая моча является богатым источником питательных веществ, в частности азота, необходимого для выращивания пищевых, кормовых и декоративных растений, которое практикуется во многих городах и пригородных зонах. Помимо пользы в качестве удобрения, она помогает сократить выбросы парниковых газов и загрязнение рек, озер и подземных водоносных горизонтов.
Исследователи провели эксперимент в биоклиматической лаборатории ICTA-UAB, где находится пилотная установка для восстановления азота. На крыше здания размещена опытная теплица, где проверяется влияние восстановленного азота на урожай томатов.
Процесс начинается в подземном резервуаре, где моча из безводных писсуаров накапливается и направляется в специализированный реактор. В этом реакторе моча смешивается с основанием для регулирования ее кислотности. Специально выращенные микроорганизмы превращают мочевину в нитраты — форму азота, которую растения усваивают легче всего.
Нитраты, образующиеся в реакторе, затем используются для полива гидропонных томатных плантаций в теплице, расположенной на крыше здания. Согласно исследованию, из одного кубического метра очищенной мочи получается 7,5 кг нитратов, что позволяет выращивать 2,4 тонны помидоров на открытом воздухе.
Результаты лабораторных исследований показывают, что воздействие на окружающую среду и экономику можно снизить, если проводить сбор мочи в более крупных масштабах, подключив все писсуары в здании к реактору для восстановления азота.
В настоящее время проводятся исследование мочи на наличие алкоголя и различных фармацевтических препаратов и их метаболитов и оцениваются риски их возможного накопления в тканях растений. Кроме того, ученые озабочены своеобразным гендерным неравенством — из-за физиологических особенностей в производство пока попадает исключительно мужская моча.
Для справки. В 70-80-х годах прошлого века в СССР и США проводились эксперименты по переработке мочи космонавтов и астронавтов в питьевую и техническую воду. Об этом, в частности, рассказывается в романе Юрия Полякова «Замыслил я побег».
