Σας ευχαριστούμε που επισκεφθήκατε το Nature.com. Η έκδοση του προγράμματος περιήγησης που χρησιμοποιείτε έχει περιορισμένη υποστήριξη CSS. Για την καλύτερη εμπειρία, συνιστούμε να χρησιμοποιήσετε ένα ενημερωμένο πρόγραμμα περιήγησης (ή να απενεργοποιήσετε τη λειτουργία συμβατότητας στο Internet Explorer). Εν τω μεταξύ, για να διασφαλίσουμε τη συνεχιζόμενη υποστήριξη, θα καταστήσουμε τον ιστότοπο χωρίς στυλ και JavaScript.
Η Chelsea Wold είναι ανεξάρτητος δημοσιογράφος που εδρεύει στη Χάγη, την Ολλανδία και τον συγγραφέα της ονειροπόλησης: μια επείγουσα παγκόσμια αναζήτηση για την αλλαγή τουαλετών.
Τα εξειδικευμένα συστήματα τουαλέτας εξάγουν άζωτο και άλλα θρεπτικά συστατικά από τα ούρα για χρήση ως λιπάσματα και άλλα προϊόντα. Πιστωτική εικόνα: Mak/Georg Mayer/EOO
Το Gotland, το μεγαλύτερο νησί της Σουηδίας, έχει λίγο γλυκό νερό. Ταυτόχρονα, οι κάτοικοι αγωνίζονται με επικίνδυνα επίπεδα ρύπανσης από τα συστήματα γεωργίας και αποχέτευσης που προκαλούν επιβλαβή ανθοφορία γύρω από τη Βαλτική Θάλασσα. Μπορούν να σκοτώσουν τα ψάρια και να κάνουν τους ανθρώπους άρρωστους.
Για να βοηθήσει στην επίλυση αυτής της σειράς περιβαλλοντικών προβλημάτων, το νησί προσφέρει τις ελπίδες του για την απίθανη ουσία που τους δεσμεύει: ανθρώπινα ούρα.
Ξεκινώντας από το 2021, η ερευνητική ομάδα άρχισε να εργάζεται με μια τοπική εταιρεία που ενοικιάζει φορητές τουαλέτες. Ο στόχος είναι να συγκεντρωθούν περισσότερα από 70.000 λίτρα ούρων για μια τριετή περίοδο σε ουρητήρια χωρίς νερό και αφιερωμένες τουαλέτες σε πολλαπλές τοποθεσίες κατά τη διάρκεια της καλοκαιρινής τουριστικής περιόδου. Η ομάδα ήρθε από το Σουηδικό Πανεπιστήμιο Γεωργικών Επιστημών (SLU) στην Ουψάλα, η οποία έχει περιστρέψει μια εταιρεία που ονομάζεται Sanitation360. Χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που ανέπτυξαν οι ερευνητές, στεγνώνουν τα ούρα σε κομμάτια που μοιάζουν με σκυρόδεμα, τα οποία στη συνέχεια στηρίζονται σε σκόνη και πιέζονταν σε κόκκους λιπασμάτων που ταιριάζουν στον τυπικό αγροτικό εξοπλισμό. Οι τοπικοί αγρότες χρησιμοποιούν το λίπασμα για την καλλιέργεια κριθαριού, το οποίο στη συνέχεια αποστέλλεται σε ζυθοποιίες για να παράγει ALE που μπορεί να επιστρέψει στον κύκλο μετά την κατανάλωση.
Ο Prithvi Simha, χημικός μηχανικός στο SLU και το CTO της Sanitation360, δήλωσε ότι ο στόχος των ερευνητών είναι να «ξεπεράσουν την έννοια και να εφαρμόσουν την επαναχρησιμοποίηση των ούρων σε μεγάλη κλίμακα. Ο στόχος είναι να παράσχουμε ένα μοντέλο που μπορεί να εξομοιωθεί παγκοσμίως. "Ο στόχος μας είναι για όλους, παντού, να κάνουμε αυτή την άσκηση."
Σε ένα πείραμα στο Gotland, το κριθάρι των ούρων (δεξιά) συγκρίθηκε με μη γονιμοποιημένα φυτά (κέντρο) και με ορυκτά λιπάσματα (αριστερά). Πιστωτική εικόνα: Jenna Senecal.
Το έργο Gotland αποτελεί μέρος μιας παρόμοιας παγκόσμιας προσπάθειας για να διαχωρίσουν τα ούρα από άλλα λύματα και να το ανακυκλώσουν σε προϊόντα όπως το λίπασμα. Η πρακτική, γνωστή ως εκτροπή των ούρων, μελετάται από ομάδες στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Αυστραλία, την Ελβετία, την Αιθιοπία και τη Νότια Αφρική, μεταξύ άλλων. Αυτές οι προσπάθειες ξεπερνούν τα εργαστήρια του Πανεπιστημίου. Τα ουρητήρια χωρίς νερό συνδέονται με συστήματα διάθεσης υπογείων σε γραφεία στο Όρεγκον και στις Κάτω Χώρες. Το Παρίσι σχεδιάζει να εγκαταστήσει τις τουαλέτες που απορροφούν τα ούρα σε μια οικοδόση που χτίζεται με 1.000 κατοίκους που χτίστηκε στο 14ο διαμέρισμα της πόλης. Η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος θα τοποθετήσει 80 τουαλέτες στην έδρα του στο Παρίσι, τα οποία θα ξεκινήσουν τις επιχειρήσεις αργότερα φέτος. Οι υποστηρικτές της εκτροπής ούρων λένε ότι θα μπορούσε να βρει χρήσεις σε μέρη που κυμαίνονται από αυτοσχέδια στρατιωτικά φυλάκια έως στρατόπεδα προσφύγων, πλούσια αστικά κέντρα και παραγκουπόλεις.
Οι επιστήμονες λένε ότι η εκτροπή των ούρων, εάν αναπτυχθεί σε μεγάλη κλίμακα σε όλο τον κόσμο, θα μπορούσε να προσφέρει τεράστια οφέλη στο περιβάλλον και τη δημόσια υγεία. Αυτό οφείλεται εν μέρει στο γεγονός ότι τα ούρα είναι πλούσια σε θρεπτικά συστατικά που δεν μολύνουν τα υδάτινα σώματα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη γονιμοποίηση καλλιεργειών ή σε βιομηχανικές διεργασίες. Η Simha εκτιμά ότι οι άνθρωποι παράγουν αρκετά ούρα για να αντικαταστήσουν περίπου το ένα τέταρτο των σημερινών λιπασμάτων αζώτου και φωσφορικών παγκοσμίως. Περιέχει επίσης κάλιο και πολλά ιχνοστοιχεία (βλ. "Συστυπώματα στα ούρα"). Το καλύτερο από όλα, με το να μην ξεπλύνετε τα ούρα κάτω από την αποχέτευση, εξοικονομείτε πολύ νερό και μειώνετε το βάρος σε ένα σύστημα γήρανσης και υπερφορτωμένου αποχέτευσης.
Σύμφωνα με τους εμπειρογνώμονες στον τομέα, πολλά συστατικά εκτροπής ούρων ενδέχεται να γίνουν σύντομα ευρέως διαθέσιμα χάρη στις προόδους στις τουαλέτες και στις στρατηγικές διάθεσης ούρων. Υπάρχουν όμως και μεγάλα εμπόδια στη θεμελιώδη αλλαγή σε μία από τις πιο θεμελιώδεις πτυχές της ζωής. Οι ερευνητές και οι εταιρείες πρέπει να αντιμετωπίσουν μια μυριάδα προκλήσεων, από τη βελτίωση του σχεδιασμού των τουαλετών που απορροφούν τα ούρα για να διευκολύνουν την επεξεργασία των ούρων και να μετατραπούν σε πολύτιμα προϊόντα. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει συστήματα χημικής επεξεργασίας που συνδέονται με μεμονωμένες τουαλέτες ή εξοπλισμό υπογείου που εξυπηρετεί ολόκληρο το κτίριο και παρέχοντας υπηρεσίες για την ανάκτηση και τη διατήρηση του προκύπτουν συγκεντρωμένο ή σκληρυμένο προϊόν (βλ. "Από τα ούρα σε προϊόν"). Επιπλέον, υπάρχουν ευρύτερα ζητήματα κοινωνικής αλλαγής και αποδοχής, που συνδέονται τόσο με τους διαφορετικούς βαθμούς πολιτιστικών ταμπού που σχετίζονται με τα ανθρώπινα απόβλητα όσο και με βαθιά συνθήκες σχετικά με τα βιομηχανικά συστήματα λυμάτων και τροφίμων.
Καθώς η κοινωνία αντιμετωπίζει την έλλειψη ενέργειας, νερού και πρώτων υλών για τη γεωργία και τη βιομηχανία, η εκτροπή των ούρων και η επαναχρησιμοποίηση αποτελεί "σημαντική πρόκληση για τον τρόπο με τον οποίο παρέχουμε αποχέτευση", λέει ο βιολόγος Lynn Broaddus, σύμβουλος βιωσιμότητας με έδρα τη Μινεάπολη. . "Ένα είδος που θα γίνει όλο και πιο σημαντικό. Μινεσότα, ήταν ο προηγούμενος πρόεδρος της υδρόβιιας Ομοσπονδίας της Αλεξάνδρειας, Va., Μια παγκόσμια ένωση επαγγελματιών της ποιότητας των υδάτων. «Είναι στην πραγματικότητα κάτι πολύτιμο.»
Μια φορά κι έναν καιρό, τα ούρα ήταν ένα πολύτιμο εμπόρευμα. Στο παρελθόν, μερικές κοινωνίες το χρησιμοποίησαν για να γονιμοποιήσουν τις καλλιέργειες, να κάνουν δέρμα, να πλύνουν ρούχα και να κάνουν πυρίτιδα. Στη συνέχεια, στα τέλη του 19ου και στις αρχές του 20ου αιώνα, το σύγχρονο μοντέλο της κεντρικής διαχείρισης λυμάτων προέκυψε στη Μεγάλη Βρετανία και εξαπλώθηκε σε όλο τον κόσμο, με αποκορύφωμα τη λεγόμενη τύφλωση ούρων.
Σε αυτό το μοντέλο, οι τουαλέτες χρησιμοποιούν νερό για να αποστραγγίσουν γρήγορα τα ούρα, τα κόπρανα και το χαρτί υγείας κάτω από την αποχέτευση, αναμεμειγμένα με άλλα υγρά από εγχώριες, βιομηχανικές πηγές και μερικές φορές αποχετεύσεις καταιγίδων. Σε κεντρικά εργοστάσια επεξεργασίας λυμάτων, οι ενεργειακές διεργασίες χρησιμοποιούν μικροοργανισμούς για τη θεραπεία των λυμάτων.
Ανάλογα με τους τοπικούς κανόνες και τις συνθήκες του σταθμού επεξεργασίας, τα αποβλήτων που απορρίπτονται από αυτή τη διαδικασία ενδέχεται να περιέχουν σημαντικές ποσότητες αζώτου και άλλων θρεπτικών ουσιών, καθώς και ορισμένες άλλες μολυσματικές ουσίες. Το 57% του παγκόσμιου πληθυσμού δεν συνδέεται καθόλου με ένα κεντρικό σύστημα αποχέτευσης (βλ. "Ανθρώπινο λύματα").
Οι επιστήμονες εργάζονται για να καταστήσουν τα κεντρικά συστήματα πιο βιώσιμα και λιγότερο ρυπογόνα, αλλά ξεκινώντας από τη Σουηδία τη δεκαετία του 1990, ορισμένοι ερευνητές πιέζουν για πιο θεμελιώδεις αλλαγές. Οι πρόοδοι στο τέλος του αγωγού είναι "απλώς μια άλλη εξέλιξη του ίδιου καταραμένου πράγματος", δήλωσε η Nancy Love, περιβαλλοντικός μηχανικός στο Πανεπιστήμιο του Michigan στο Ann Arbor. Η εκτροπή των ούρων θα είναι "μετασχηματιστική", λέει. Στη Μελέτη 1, η οποία προσομοιώνει συστήματα διαχείρισης λυμάτων σε τρία αμερικανικά κράτη, αυτή και οι συνάδελφοί της συνέκριναν τα συμβατικά συστήματα επεξεργασίας λυμάτων με υποθετικά συστήματα επεξεργασίας λυμάτων που εκτρέφουν τα ούρα και χρησιμοποιούν ανακτώμενα θρεπτικά συστατικά αντί συνθετικών λιπασμάτων. Εκτιμούν ότι οι κοινότητες που χρησιμοποιούν εκτροπή ούρων μπορούν να μειώσουν τις συνολικές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου κατά 47%, την κατανάλωση ενέργειας κατά 41%, την κατανάλωση γλυκού νερού κατά περίπου το ήμισυ και τη ρύπανση των θρεπτικών ουσιών των λυμάτων κατά 64%. η τεχνολογία χρησιμοποιείται.
Ωστόσο, η έννοια παραμένει εξειδικευμένη και σε μεγάλο βαθμό περιορίζεται σε αυτόνομες περιοχές, όπως σκανδιναβικά οικολογικά χωριά, αγροτικά κτίρια και εξελίξεις σε περιοχές με χαμηλό εισόδημα.
Ο Tove Larsen, χημικός μηχανικός στο ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Υδατικής Επιστήμης και Τεχνολογίας (EAWAG) στο Ντέιμπενορφ, λέει ότι μεγάλο μέρος του καθυστέρου προκαλείται από τις ίδιες τις τουαλέτες. Πρώτα εισήχθη στην αγορά τη δεκαετία του 1990 και του 2000, οι περισσότερες τουαλέτες που απορροφούν ούρα έχουν μια μικρή λεκάνη μπροστά τους για να συλλέξουν το υγρό, ένα περιβάλλον που απαιτεί προσεκτική στόχευση. Άλλα σχέδια περιλαμβάνουν μεταφορικές ζώνες που λειτουργούν με πόδι που επιτρέπουν στα ούρα να αποστραγγίζονται καθώς η κοπριά μεταφέρεται στον κάδο κομποστοποίησης ή αισθητήρες που λειτουργούν βαλβίδες για να κατευθύνουν τα ούρα σε ξεχωριστή έξοδο.
Μια πρωτότυπη τουαλέτα που χωρίζει τα ούρα και στεγνώνει σε σκόνη δοκιμάζεται στην έδρα της σουηδικής εταιρείας νερού και αποχέτευσης VA SYD στο Malmö. Πιστωτική εικόνα: EOOS στη συνέχεια
Αλλά σε πειραματικά και επίδειξη έργων στην Ευρώπη, οι άνθρωποι δεν έχουν αγκαλιάσει τη χρήση τους, δήλωσε ο Larsen, διαμαρτύροντας ότι είναι πολύ ογκώδη, δύσοσμα και αναξιόπιστα. "Ήμασταν πραγματικά αναβληθέντες από το θέμα των τουαλετών."
Αυτές οι ανησυχίες στοιχειώνουν την πρώτη μεγάλη χρήση των τουαλετών που απορροφούν ούρα, ένα έργο στην πόλη Ethekwini της Νότιας Αφρικής στη δεκαετία του 2000. Ο Anthony Odili, ο οποίος μελετά τη διαχείριση της υγείας στο Πανεπιστήμιο του Kwazulu-Natal στο Durban, δήλωσε ότι η ξαφνική επέκταση των συνόρων μετά το Απαρτχάιντ έχει οδηγήσει στην ανάληψη ορισμένων κακών αγροτικών περιοχών χωρίς υποδομή τουαλέτας και νερού.
Μετά την επιδημία της χολέρας τον Αύγουστο του 2000, οι αρχές έφτασαν γρήγορα αρκετές εγκαταστάσεις αποχέτευσης που πληρούσαν οικονομικούς και πρακτικούς περιορισμούς, συμπεριλαμβανομένων περίπου 80.000 στεγνών τουαλετών που απορροφούν ούρα, τα περισσότερα από τα οποία εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σήμερα. Τα ούρα αποστραγγίζονται στο έδαφος από κάτω από την τουαλέτα και τα περιττώματα καταλήγουν σε μια εγκατάσταση αποθήκευσης που η πόλη έχει εκκενωθεί κάθε πέντε χρόνια από το 2016.
Ο Odili δήλωσε ότι το έργο έχει δημιουργήσει ασφαλέστερες εγκαταστάσεις αποχέτευσης στην περιοχή. Ωστόσο, η έρευνα των κοινωνικών επιστημών έχει εντοπίσει πολλά προβλήματα με το πρόγραμμα. Παρά την ιδέα ότι οι τουαλέτες είναι καλύτερες από τίποτα, μελέτες, συμπεριλαμβανομένων μερικών από τις μελέτες που συμμετείχε, αργότερα έδειξαν ότι οι χρήστες γενικά τους αντιπαθούν, δήλωσε ο Odili. Πολλά από αυτά είναι χτισμένα με υλικά κακής ποιότητας και είναι άβολα στη χρήση. Ενώ τέτοιες τουαλέτες θα πρέπει θεωρητικά να αποτρέψουν τις οσμές, τα ούρα στις τουαλέτες Ethekwini συχνά καταλήγουν στην αποθήκευση των κοπράνων, δημιουργώντας μια τρομερή μυρωδιά. Σύμφωνα με τον Odili, οι άνθρωποι "δεν μπορούσαν να αναπνεύσουν κανονικά". Επιπλέον, τα ούρα δεν χρησιμοποιούνται πρακτικά.
Τελικά, σύμφωνα με τον Odili, η απόφαση για την εισαγωγή ξηρών τουαλέτας που απέκλεισε τα ούρα ήταν από την κορυφή προς τα κάτω και δεν έλαβε υπόψη τις προτιμήσεις των ανθρώπων, κυρίως για λόγους δημόσιας υγείας. Μια μελέτη του 20173 διαπίστωσε ότι περισσότερο από το 95% των ερωτηθέντων του Ethekwini ήθελε πρόσβαση στις βολικές, άοσμο τουαλέτες που χρησιμοποιούσαν οι πλούσιοι λευκοί κάτοικοι της πόλης και πολλοί σχεδίαζαν να τις εγκαταστήσουν όταν επιτρέπονται οι συνθήκες. Στη Νότιο Αφρική, οι τουαλέτες αποτελούν από καιρό σύμβολο της φυλετικής ανισότητας.
Ωστόσο, ο νέος σχεδιασμός θα μπορούσε να είναι μια σημαντική ανακάλυψη στην εκτροπή των ούρων. Το 2017, με επικεφαλής τον σχεδιαστή Harald Grundl, σε συνεργασία με τον Larsen και άλλους, η αυστριακή εταιρεία σχεδιασμού EOOS (που απομακρύνθηκε από το EOOS στη συνέχεια) κυκλοφόρησε μια παγίδα ούρων. Αυτό εξαλείφει την ανάγκη για το χρήστη να στοχεύει και η λειτουργία εκτροπής ούρων είναι σχεδόν αόρατη (βλ. "Νέο είδος τουαλέτας").
Χρησιμοποιεί την τάση του νερού για να κολλήσει στις επιφάνειες (που ονομάζεται αποτέλεσμα του βραστήρα επειδή δρα σαν ένα αμήχανο βραστήρα που στάζει) για να κατευθύνει τα ούρα από το μπροστινό μέρος της τουαλέτας σε μια ξεχωριστή τρύπα (βλ. "Πώς να ανακυκλώσετε τα ούρα"). Αναπτύχθηκε με χρηματοδότηση από το Ίδρυμα Bill & Melinda Gates στο Σιάτλ της Ουάσινγκτον, το οποίο υποστήριξε μια ευρεία έρευνα για την καινοτομία τουαλέτας για ρυθμίσεις χαμηλού εισοδήματος, η παγίδα των ούρων μπορεί να ενσωματωθεί σε όλα, από υψηλής τεχνολογίας μοντέλων κεραμικών βάθρου σε πλαστικά ταψιά. Αναπτύχθηκε με χρηματοδότηση από το Ίδρυμα Bill & Melinda Gates στο Σιάτλ της Ουάσινγκτον, το οποίο υποστήριξε μια ευρεία έρευνα για την καινοτομία τουαλέτας για ρυθμίσεις χαμηλού εισοδήματος, η παγίδα των ούρων μπορεί να ενσωματωθεί σε όλα, από υψηλής τεχνολογίας μοντέλων κεραμικών βάθρου σε πλαστικά ταψιά. Αναπτύχθηκε με χρηματοδότηση από το Ίδρυμα Bill & Melinda Gates στο Σιάτλ της Ουάσινγκτον, το οποίο υποστήριξε ένα ευρύ φάσμα έρευνας καινοτομίας τουαλέτας χαμηλού εισοδήματος, η παγίδα ούρων μπορεί να ενσωματωθεί σε όλα, από μοντέλα με κεραμικά βάθρα έως πλαστικές καταλήψεις.γλάστρες. Αναπτύχθηκε με χρηματοδότηση από το Ίδρυμα Bill & Melinda Gates στο Σιάτλ της Ουάσινγκτον, το οποίο υποστηρίζει εκτεταμένες έρευνες για την καινοτομία τουαλέτας χαμηλού εισοδήματος, ο συλλέκτης ούρων μπορεί να ενσωματωθεί σε όλα, από μοντέλα υψηλού επιπέδου κεραμικά έως πλαστικά δίσκους.Ο ελβετικός κατασκευαστής Laufen απελευθερώνει ήδη ένα προϊόν που ονομάζεται "Save!" Για την ευρωπαϊκή αγορά, αν και το κόστος της είναι πολύ υψηλό για πολλούς καταναλωτές.
Το Πανεπιστήμιο του Kwazulu-Natal και το Δημοτικό Συμβούλιο Ethekwini δοκιμάζουν επίσης εκδόσεις τουαλέτας παγίδευσης ούρων που μπορούν να εκτρέψουν τα ούρα και να ξεπλύνουν τα σωματίδια. Αυτή τη φορά, η μελέτη επικεντρώνεται περισσότερο στους χρήστες. Ο Odie είναι αισιόδοξος ότι οι άνθρωποι θα προτιμούν τις νέες τουαλέτες που απορροφούν τα ούρα επειδή μυρίζουν καλύτερα και είναι ευκολότερο στη χρήση, αλλά σημειώνει ότι οι άνδρες πρέπει να καθίσουν για να ουρούν, πράγμα που είναι μια τεράστια πολιτιστική μετατόπιση. Αλλά αν οι τουαλέτες "υιοθετούνται επίσης και υιοθετούνται από γειτονιές υψηλού εισοδήματος-από ανθρώπους από διαφορετικό εθνοτικό υπόβαθρο-θα βοηθήσει πραγματικά να εξαπλωθεί", δήλωσε. "Πρέπει πάντα να έχουμε φυλετικό φακό", πρόσθεσε, για να βεβαιωθούμε ότι δεν αναπτύσσουν κάτι που θεωρείται ως "μαύρο μόνο" ή "μόνο φτωχοί".
Ο διαχωρισμός των ούρων είναι μόνο το πρώτο βήμα στη μετατροπή της αποχέτευσης. Το επόμενο μέρος είναι να υπολογίσουμε τι πρέπει να κάνουμε γι 'αυτό. Στις αγροτικές περιοχές, οι άνθρωποι μπορούν να το αποθηκεύσουν σε δεξαμενές για να σκοτώσουν οποιαδήποτε παθογόνα και στη συνέχεια να το εφαρμόσουν στη γεωργική γη. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας κάνει συστάσεις για αυτήν την πρακτική.
Αλλά το αστικό περιβάλλον είναι πιο περίπλοκο - αυτό είναι όπου παράγονται τα περισσότερα από τα ούρα. Δεν θα ήταν πρακτικό να οικοδομήσουμε διάφορα ξεχωριστά υπονόμους σε όλη την πόλη να παραδώσουν ούρα σε μια κεντρική τοποθεσία. Και επειδή τα ούρα είναι περίπου 95 τοις εκατό νερό, είναι πολύ ακριβό για την αποθήκευση και τη μεταφορά. Ως εκ τούτου, οι ερευνητές επικεντρώνονται στην ξήρανση, να συγκεντρωθούν ή να εξάγουν θρεπτικά συστατικά από τα ούρα σε επίπεδο τουαλέτας ή κτιρίου, αφήνοντας πίσω το νερό.
Δεν θα είναι εύκολο, είπε ο Larson. Από την άποψη της μηχανικής, το "Piss είναι μια κακή λύση", είπε. Εκτός από το νερό, η πλειοψηφία είναι η ουρία, μια πλούσια σε άζωτο ένωση που το σώμα παράγει ως υποπροϊόν του μεταβολισμού των πρωτεϊνών. Η ουρία είναι χρήσιμη από μόνη της: η συνθετική έκδοση είναι ένα κοινό λίπασμα αζώτου (βλ. Απαιτήσεις αζώτου). Αλλά είναι επίσης δύσκολο: όταν συνδυάζεται με το νερό, η ουρία μετατρέπεται σε αμμωνία, η οποία δίνει στα ούρα τη χαρακτηριστική της οσμή. Εάν δεν είναι ενεργοποιημένο, η αμμωνία μπορεί να μυρίσει, να μολύνει τον αέρα και να απομακρύνει το πολύτιμο άζωτο. Καταλυτικό από το πανταχού παρόν ενζύμου ουρεάση, αυτή η αντίδραση, που ονομάζεται υδρόλυση ουρίας, μπορεί να πάρει αρκετές μικροδευτερόλεπτες, καθιστώντας το ουρεάτα ένα από τα πιο αποτελεσματικά ένζυμα γνωστά.
Ορισμένες μέθοδοι επιτρέπουν τη συνέχιση της υδρόλυσης. Οι ερευνητές της EWAG έχουν αναπτύξει μια προηγμένη διαδικασία που μετατρέπει τα υδρολυμένα ούρα σε ένα συμπυκνωμένο θρεπτικό διάλυμα. Πρώτον, στο ενυδρείο, οι μικροοργανισμοί μετατρέπουν την πτητική αμμωνία σε μη πτητικό νιτρικό αμμώνιο, ένα κοινό λίπασμα. Στη συνέχεια, ο αποσταγμένος συγκεντρώνει το υγρό. Μια θυγατρική που ονομάζεται Vuna, με έδρα το Dübendorf, εργάζεται για την εμπορία ενός συστήματος για κτίρια και ένα προϊόν που ονομάζεται Aurin, το οποίο έχει εγκριθεί στην Ελβετία για φυτά τροφίμων για πρώτη φορά στον κόσμο.
Άλλοι προσπαθούν να σταματήσουν την αντίδραση υδρόλυσης, αυξάνοντας γρήγορα ή μειώνοντας το ρΗ των ούρων, το οποίο είναι συνήθως ουδέτερο όταν εκκρίνεται. Στην πανεπιστημιούπολη του Πανεπιστημίου του Μίτσιγκαν, η Love συνεργάζεται με το μη κερδοσκοπικό Ινστιτούτο Αφθονίας της Γης στο Brattleboro του Βερμόντ για να αναπτύξει ένα σύστημα για κτίρια που αφαιρεί το υγρό κιτρικό οξύ από την εκτροπή τουαλέτας και τις τουαλέτες χωρίς νερό. Το νερό εκρήγνυται από τα ουρητήρια. Τα ούρα στη συνέχεια συγκεντρώνονται με επαναλαμβανόμενη κατάψυξη και απόψυξη5.
Μια ομάδα SLU με επικεφαλής τον περιβαλλοντικό μηχανικό Bjorn Winneros στο νησί Gotland ανέπτυξε έναν τρόπο να στεγνώσει τα ούρα σε στερεά ουρία αναμειγνύεται με άλλα θρεπτικά συστατικά. Η ομάδα αξιολογεί το τελευταίο πρωτότυπο, μια ανεξάρτητη τουαλέτα με ενσωματωμένο στεγνωτήριο, στην έδρα της σουηδικής εταιρείας νερού και αποχέτευσης VA SYD στο Malmö.
Άλλες μέθοδοι στοχεύουν μεμονωμένα θρεπτικά συστατικά στα ούρα. Θα μπορούσαν να ενσωματωθούν ευκολότερα στις υπάρχουσες αλυσίδες εφοδιασμού για λιπάσματα και βιομηχανικές χημικές ουσίες, λέει ο χημικός μηχανικός William Tarpeh, πρώην μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Love's Who που βρίσκεται τώρα στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ στην Καλιφόρνια.
Μια κοινή μέθοδος αποκατάστασης του φωσφόρου από υδρολυμένα ούρα είναι η προσθήκη μαγνησίου, η οποία προκαλεί την καθίζηση ενός λιπάσματος που ονομάζεται struvite. Το Tarpeh πειραματίζεται με κόκκους προσροφητικού υλικού που μπορεί να αφαιρέσει επιλεκτικά το άζωτο ως αμμωνία6 ή φωσφόρο ως φωσφορικό. Το σύστημά του χρησιμοποιεί ένα διαφορετικό υγρό που ονομάζεται Regenerant που ρέει μέσα από τα μπαλόνια μετά την εξάντληση. Ο αναγεννησιακός παίρνει τα θρεπτικά συστατικά και ανανεώνει τις μπάλες για τον επόμενο γύρο. Πρόκειται για μια παθητική μέθοδο χαμηλής τεχνολογίας, αλλά οι εμπορικές αναγεννήσεις είναι κακές για το περιβάλλον. Τώρα η ομάδα του προσπαθεί να κάνει φθηνότερα και πιο φιλικά προς το περιβάλλον προϊόντα (βλ. "Ρύπανση του μέλλοντος").
Άλλοι ερευνητές αναπτύσσουν τρόπους δημιουργίας ηλεκτρικής ενέργειας τοποθετώντας ούρα σε μικροβιακά κύτταρα καυσίμου. Στο Κέιπ Τάουν της Νότιας Αφρικής, μια άλλη ομάδα έχει αναπτύξει μια μέθοδο για την κατασκευή μη συμβατικών κτιρίων τούβλων με ανάμειξη βακτηρίων ούρων, άμμου και ουρεάσης σε καλούπι. Αστικοποιούνται σε οποιοδήποτε σχήμα χωρίς πυροδότηση. Η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος εξετάζει τα ούρα των αστροναυτών ως πόρος για την κατασκευή κατοικιών στο φεγγάρι.
"Όταν σκέφτομαι το ευρύ μέλλον της ανακύκλωσης των ούρων και της ανακύκλωσης λυμάτων, θέλουμε να είμαστε σε θέση να παράγουμε όσο το δυνατόν περισσότερα προϊόντα", δήλωσε ο Tarpeh.
Καθώς οι ερευνητές επιδιώκουν μια σειρά ιδεών για την εμπορευματοποίηση ούρων, γνωρίζουν ότι είναι μια ανησυχητική μάχη, ειδικά για μια εδραιωμένη βιομηχανία. Οι εταιρείες λιπασμάτων και τροφίμων, αγρότες, κατασκευαστές και ρυθμιστικές αρχές τουαλέτας έχουν αργήσει για να κάνουν σημαντικές αλλαγές στις πρακτικές τους. "Υπάρχει πολλή αδράνεια εδώ", δήλωσε ο Simcha.
Για παράδειγμα, στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Μπέρκλεϊ, στην Ερευνητική και Εκπαίδευση εγκατάσταση του Laufen Save! Αυτό περιλαμβάνει τις δαπάνες για τους αρχιτέκτονες, την οικοδόμηση και τη συμμόρφωση με τους δημοτικούς κανονισμούς - και αυτό δεν έχει γίνει ακόμα, δήλωσε ο Kevin Ona, ένας περιβαλλοντικός μηχανικός που εργάζεται τώρα στο Πανεπιστήμιο της Δυτικής Βιρτζίνια στο Morgantown. Είπε ότι η έλλειψη υφιστάμενων κωδικών και κανονισμών δημιούργησε προβλήματα για τη διαχείριση των εγκαταστάσεων, οπότε εντάχθηκε στην ομάδα που αναπτύσσει νέους κώδικες.
Μέρος της αδράνειας μπορεί να οφείλεται στον φόβο της αντίστασης των αγοραστών, αλλά η έρευνα των ανθρώπων του 2021 σε 16 χώρες, διαπίστωσε ότι σε μέρη όπως η Γαλλία, η Κίνα και η Ουγκάντα, η προθυμία να καταναλώσουν τρόφιμα με ούρα ήταν κοντά στο 80% (βλ.
Η Pam Elardo, η οποία ηγείται της διοίκησης λυμάτων ως αναπληρωτής διαχειριστή της Υπηρεσίας Προστασίας του Περιβάλλοντος της Νέας Υόρκης, δήλωσε ότι υποστηρίζει καινοτομίες όπως η εκτροπή των ούρων, όπως οι βασικοί στόχοι της εταιρείας της είναι η περαιτέρω μείωση των πόρων της ρύπανσης και της ανακύκλωσης. Αναμένει ότι για μια πόλη όπως η Νέα Υόρκη, η πιο πρακτική και οικονομικά αποδοτική μέθοδος εκτροπής των ούρων θα είναι συστήματα εκτός δικτύου σε εκσυγχρονισμό ή νέα κτίρια, συμπληρωμένα από εργασίες συντήρησης και συλλογής. Εάν οι καινοτόμοι μπορούν να λύσουν ένα πρόβλημα, "θα πρέπει να εργαστούν", είπε.
Δεδομένων αυτών των προόδων, ο Larsen προβλέπει ότι η μαζική παραγωγή και η αυτοματοποίηση της τεχνολογίας εκτροπής ούρων μπορεί να μην είναι μακριά. Αυτό θα βελτιώσει την επιχειρηματική περίπτωση για αυτή τη μετάβαση στη διαχείριση των αποβλήτων. Η εκτροπή των ούρων "είναι η σωστή τεχνική", είπε. "Αυτή είναι η μόνη τεχνολογία που μπορεί να λύσει τα προβλήματα κατανάλωσης στο σπίτι σε λογικό χρονικό διάστημα. Αλλά οι άνθρωποι πρέπει να κάνουν το μυαλό τους. "
Hilton, SP, Keoleian, GA, Daigger, GT, Zhou, Β. & Love, Ng Environ. Hilton, SP, Keoleian, GA, Daigger, GT, Zhou, Β. & Love, Ng Environ.Hilton, SP, Keoleyan, GA, Digger, GT, Zhou, Β. And Love, Ng Environ. Hilton, SP, Keoleian, GA, Daigger, GT, Zhou, Β. & Love, Ng Environ。 Hilton, SP, Keoleian, GA, Daigger, GT, Zhou, Β. & Love, Ng Environ。Hilton, SP, Keoleyan, GA, Digger, GT, Zhou, Β. And Love, Ng Environ.η επιστήμη. τεχνολογία. 55, 593-603 (2021).
Sutherland, Κ. Et αϊ. Εκκενώνοντας τις εντυπώσεις μιας τουαλέτας εκτροπής. Φάση 2: Απελευθέρωση του σχεδίου επικύρωσης της πόλης Ethekwini City (Πανεπιστήμιο Kwazulu-Natal, 2018).
Mkhize, Ν., Taylor, Μ., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, Caj Water Sanit. Mkhize, Ν., Taylor, Μ., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, Caj Water Sanit.Mkhize Ν, Taylor Μ, Udert ΚΜ, Gounden TG. και Buckley, Caj Water Sanit. Mkhize, Ν., Taylor, Μ., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, Caj Water Sanit。 Mkhize, Ν., Taylor, Μ., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, Caj Water Sanit.Mkhize Ν, Taylor Μ, Udert ΚΜ, Gounden TG. και Buckley, Caj Water Sanit.Management Exchange 7, 111-120 (2017).
Mazzei, L., Cianci, Μ., Benini, S. & Ciurli, S. Angew. Mazzei, L., Cianci, Μ., Benini, S. & Ciurli, S. Angew. Mazzei, L., Cianci, Μ., Benini, S. & Churli, S. Angue. Mazzei, L., Cianci, Μ., Benini, S. & Ciurli, S. Angew。 Mazzei, L., Cianci, Μ., Benini, S. & Ciurli, S. Angew。 Mazzei, L., Cianci, Μ., Benini, S. & Churli, S. Angue.Χημική ουσία. Διεθνής Παράδεισος Αγγλικά. 58, 7415-7419 (2019).
Noe-Hays, Α., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST ENGG. Noe-Hays, Α., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST ENGG. Noe-Hays, Α., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST ENGG. Noe-Hays, Α., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST ENGG. Noe-Hays, Α., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST ENGG。 Noe-Hays, Α., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST ENGG. Noe-Hays, Α., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST ENGG. Noe-Hays, Α., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST ENGG.https://doi.org/10.1021/access.1c00271 (2021 g.).