في كل مرة تتبول فيها في المرحاض ، تتخلص من المواد الكيميائية التي يحتمل أن تكون ذات قيمة. في يوم من الأيام ، قد لا تضطر إلى ذلك.
بول الإنسان غني بالنيتروجين والفوسفور. تحتاج النباتات إلى هذه العناصر الغذائية لتنمو. الآن لدى الباحثين في فنلندا طريقة جديدة لإخراجهم من بول الإنسان. ويقولون إن هذه العملية يمكن أن تدر أرباحًا.
البول هو في الغالب ماء. والباقي عبارة عن فضلات يخرجها البول من الجسم. أحد هذه النفايات هو النيتروجين الزائد. يوجد نيتروجين البول في الغالب على شكل مادة كيميائية تُعرف باسم اليوريا (Yu-REE-uh). كما يزيل البول الفوسفور الزائد من الجسم.
يعتبر كل من النيتروجين والفوسفور من العناصر الغذائية التي تحتاجها النباتات للنمو. لكن رش البول مباشرة في الحقول الزراعية غير عملي. قد يحتوي البول غير المعالج أيضًا على جراثيم ضارة قد تصيب الناس بالمرض. لذلك كان الباحثون يبحثون عن طرق لمعالجة التبول وتحويله إلى سماد نباتي آمن وجاهز للتطبيق.
سوريندرا برادهان عالمة بيئية في جامعة آلتو في فنلندا. حصل على الإلهام لهذا الابتكار أثناء إجراء البحوث في غانا. أجزاء كبيرة من ذلك البلد الأفريقي والدول الأخرى ذات الدخل المنخفض لديها أنظمة قليلة لمعالجة مياه الصرف الصحي. يمكن للنفايات البشرية غير المعالجة أن تلوث المسطحات المائية وتؤدي إلى الإصابة بالأمراض. في الواقع ، يلاحظ برادان ، "على الصعيد العالمي ، تعتبر مياه الصرف الصحي مشكلة كبيرة للغاية."
توجد طرق بالفعل لصنع الأسمدة من البول. تنتج إحدى العمليات بلورات من فوسفات المغنيسيوم الأمونيوم. الاسم الشائع هو الستروفيت. يمكن للمزارعين أن يجدوه مفيدًا حيث يحتاجون إلى تسميد المحاصيل الغذائية بالفوسفور والنيتروجين. لكن المزارعين لا يحتاجون دائمًا إلى كليهما. يقول برادهان أيضًا ، إن العديد من المزارعين ليسوا على دراية بالستروفيت. لذلك لا يجوز لهم شرائه.
بدلاً من ذلك ، تم إلهام برادهان لصنع نسخة من مصدر بول لمنتج شائع الاستخدام بالفعل. تُعرف باسم كبريتات الأمونيوم. وصفت مجموعته نهجهم المبتكر في صنع هذا المنتج الغني بالنيتروجين في عدد 2 مايو من العلوم البيئية والتكنولوجيا .
منتجان في وقت واحد
تضيف الخطوة الأولى في عمليتهم الجديدة هيدروكسيد الكالسيوم إلى البول. هيدروكسيد الكالسيوم مادة كيميائية قلوية ، تُعرف أيضًا باسم القاعدة. إنه يزيد من درجة الحموضة في البول إلى ما يزيد عن 12. (النطاق القلوي على مقياس الأس الهيدروجيني يمتد من أعلى بقليل من 7 - وهو محايد - إلى أعلى من 14.) إن درجة الحموضة المرتفعة تقتل أي جراثيم وتعقم البول ، كما يقول برادان.
يتفاعل هيدروكسيد الكالسيوم أيضًا كيميائيًا مع البول. هذا يسحب الفوسفور من الخليط على شكل فوسفات الكالسيوم. يمكن بيع هذه المادة الكيميائية كسماد غني بالفوسفور. ينتج التفاعل أيضًا غاز أمونيا غني بالنيتروجين.
تحول العملية الجديدة الغاز إلى وعاء آخر للتفاعل الكيميائي. يحتوي على حامض الكبريتيك. هنا ، تتفاعل الأمونيا مع الحمض لتكوين كبريتات الأمونيوم. هذا هو السماد الشائع الغني بالنيتروجين.
سيستمر الباحثون في العمل على هذه الأسمدة لمعرفة ما إذا كانت تحتوي على أي ملوثات قد تكون ضارة. المستويات العالية من بعض المعادن ، على سبيل المثال ، قد تشكل مخاطر صحية. ولكن حتى الآن ، كما يقول برادهان ، تشير أبحاث فريقه إلى أن مخاطر الملوثات الضارة منخفضة جدًا.
إذا نجح كل شيء ، يجب أن تكون عملية إعادة تدوير البول الجديدة مربحة. يُظهر تحليل الأرقام من قبل مجموعة برادان أن إعادة تدوير 1000 لتر (264 جالونًا) من البول يمكن أن تحقق ربحًا يبلغ حوالي 2.25 يورو ، أو حوالي 2.50 دولارًا أمريكيًا. (€ هو رمز اليورو ، وهنا يمثل $ الدولار الأمريكي).
يشرح برادهان ، لكي تكون مفيدة ، يجب أن تجني العملية المال. بدون ربح ، لن يكلف الناس عناء إعادة تدوير البول. وسيؤدي ذلك إلى إهدار الكثير من العناصر الغذائية القيمة - حرفياً.
هوكان جونسون مهندس بيئي في الجامعة السويدية للعلوم الزراعية في أوبسالا. لم يعمل في مشروع برادان. يقول إن استخدام هيدروكسيد الكالسيوم للقيام بأمرين في وقت واحد "مبتكر". ويضيف ، "يبدو أن العملية الكلية منطقية من الناحية الاقتصادية."
ومع ذلك ، يلاحظ جونسون أن تركيز النيتروجين في الأسمدة يبلغ حوالي 13 بالمائة فقط. هذا أقل من نسبة 21 في المائة الموجودة في كبريتات الأمونيوم التجارية. إذن ، في رأيه ، لا يزال هناك مجال لتحسين هذه العملية.
تجميع البول
لكسب المال ، تحتاج عملية برادان إلى إمداد ثابت من البول لا يحتوي على نفايات الحمام الأخرى. أفضل طريقة للقيام بذلك هي استخدام مرحاض منفصل. في هذا النوع يدخل البول في جزء واحد. يذهب البراز في مكان آخر. على الرغم من ندرة هذه المراحيض نسبيًا ، إلا أنها أصبحت أكثر شيوعًا في فنلندا والسويد.
يحاول باحثون آخرون أيضًا تحويل الفضلات البشرية إلى شيء مفيد. يعمل اثنان من زملاء جونسون في الجامعة السويدية للعلوم الزراعية على تطوير "مرحاض لا نفايات" خاص بهما. يشير الاسم إلى هدفه المتمثل في تحويل الفضلات البشرية إلى سماد مفيد.
يستخدم تصميم الفريق السويدي رماد الخشب لرفع درجة حموضة البول. توقف هذه الخطوة عملية كيميائية كانت ستحول اليوريا الغني بالنيتروجين في البول إلى أمونيا. يعمل رماد الخشب على استقرار النيتروجين في اليوريا. الآن يمكن تجفيف البول دون فقدان القيمة الغذائية للنيتروجين. يمكن استخدام المواد الناتجة كمنتج أسمدة ، وفقًا لمهندسي البيئة جينا سينيكال وبيورن فينيراس. لقد وصفوا المرحاض في عدد 15 مايو من علوم البيئة الكلية .
تستخدم مجموعة برادهان والفريق السويدي أساليب مختلفة. لكن أهدافهم واحدة - العلاج الآمن وإعادة استخدام البول. تفرز أجسامنا العناصر الغذائية الزائدة من الأطعمة كنفايات. يقول Jönsson ، "إن إعادة تدوير العناصر الغذائية من طعامنا أمر ضروري من أجل مجتمع أكثر استدامة."
هذه واحدة من سلسلة تقدم أخبارًا عن التكنولوجيا والابتكار ، والتي أصبحت ممكنة بفضل الدعم السخي من مؤسسة Lemelson.
