Σας ευχαριστούμε που επισκεφτήκατε 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 στον Internet Explorer).Στο μεταξύ, για να διασφαλίσουμε τη συνεχή υποστήριξη, θα αποδώσουμε τον ιστότοπο χωρίς στυλ και JavaScript.
Η Chelsea Wold είναι ανεξάρτητη δημοσιογράφος με έδρα τη Χάγη της Ολλανδίας και συγγραφέας του Daydream: An Urgent Global Quest to Change Toilets.
Εξειδικευμένα συστήματα τουαλέτας εξάγουν άζωτο και άλλα θρεπτικά συστατικά από τα ούρα για χρήση ως λίπασμα και άλλα προϊόντα.Πίστωση εικόνας: MAK/Georg Mayer/EOOS NEXT
Το Γκότλαντ, το μεγαλύτερο νησί της Σουηδίας, έχει λίγο γλυκό νερό.Την ίδια στιγμή, οι κάτοικοι παλεύουν με επικίνδυνα επίπεδα ρύπανσης από τη γεωργία και τα συστήματα αποχέτευσης που προκαλούν επιβλαβή άνθηση φυκιών γύρω από τη Βαλτική Θάλασσα.Μπορούν να σκοτώσουν ψάρια και να αρρωστήσουν τους ανθρώπους.
Για να βοηθήσει στην επίλυση αυτής της σειράς περιβαλλοντικών προβλημάτων, το νησί εναποθέτει τις ελπίδες του στη μία απίθανη ουσία που τα δεσμεύει: τα ανθρώπινα ούρα.
Ξεκινώντας το 2021, η ερευνητική ομάδα άρχισε να συνεργάζεται με μια τοπική εταιρεία που ενοικιάζει φορητές τουαλέτες.Ο στόχος είναι να συλλεχθούν περισσότερα από 70.000 λίτρα ούρων σε μια περίοδο 3 ετών σε άνυδρα ουρητήρια και αποκλειστικές τουαλέτες σε πολλαπλές τοποθεσίες κατά τη διάρκεια της καλοκαιρινής τουριστικής περιόδου.Η ομάδα προήλθε από το Σουηδικό Πανεπιστήμιο Γεωργικών Επιστημών (SLU) στην Ουψάλα, το οποίο έχει δημιουργήσει μια εταιρεία που ονομάζεται Sanitation360.Χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που ανέπτυξαν οι ερευνητές, στέγνωσαν τα ούρα σε κομμάτια που μοιάζουν με σκυρόδεμα, τα οποία στη συνέχεια άλεσαν σε σκόνη και συμπίεσαν σε κόκκους λιπάσματος που ταιριάζουν στον τυπικό αγροτικό εξοπλισμό.Οι ντόπιοι αγρότες χρησιμοποιούν το λίπασμα για να καλλιεργήσουν κριθάρι, το οποίο στη συνέχεια στέλνεται στα ζυθοποιεία για να παράγουν μπύρα που μπορεί να επιστρέψει στον κύκλο μετά την κατανάλωση.
Ο Prithvi Simha, χημικός μηχανικός στο SLU και CTO του Sanitation360, είπε ότι στόχος των ερευνητών είναι να «πάνε πέρα ​​από την ιδέα και να εφαρμόσουν στην πράξη» την επαναχρησιμοποίηση ούρων σε μεγάλη κλίμακα.Ο στόχος είναι να παρέχουμε ένα μοντέλο που να μπορεί να μιμηθεί παγκοσμίως.«Στόχος μας είναι όλοι, παντού, να κάνουν αυτή την άσκηση».
Σε ένα πείραμα στο Γκότλαντ, το κριθάρι γονιμοποιημένο με ούρα (δεξιά) συγκρίθηκε με μη γονιμοποιημένα φυτά (κέντρο) και με ορυκτά λιπάσματα (αριστερά).Πίστωση εικόνας: Jenna Senecal.
Το έργο Gotland αποτελεί μέρος μιας παρόμοιας παγκόσμιας προσπάθειας διαχωρισμού των ούρων από άλλα λύματα και ανακύκλωσής τους σε προϊόντα όπως το λίπασμα.Η πρακτική, γνωστή ως εκτροπή ούρων, μελετάται από ομάδες στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Αυστραλία, την Ελβετία, την Αιθιοπία και τη Νότια Αφρική, μεταξύ άλλων.Αυτές οι προσπάθειες υπερβαίνουν κατά πολύ τα πανεπιστημιακά εργαστήρια.Τα ουρητήρια χωρίς νερό συνδέονται με συστήματα απόρριψης υπογείου σε γραφεία στο Όρεγκον και στην Ολλανδία.Το Παρίσι σχεδιάζει να εγκαταστήσει τουαλέτες που εκτρέπουν τα ούρα σε μια οικοζώνη 1.000 κατοίκων που χτίζεται στο 14ο διαμέρισμα της πόλης.Η Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία θα τοποθετήσει 80 τουαλέτες στα κεντρικά της γραφεία στο Παρίσι, η οποία θα αρχίσει να λειτουργεί αργότερα φέτος.Οι υποστηρικτές της εκτροπής ούρων λένε ότι θα μπορούσε να βρει χρήσεις σε μέρη που κυμαίνονται από αυτοσχέδια στρατιωτικά φυλάκια μέχρι καταυλισμούς προσφύγων, πλούσια αστικά κέντρα και μεγάλες παραγκουπόλεις.
Οι επιστήμονες λένε ότι η εκτροπή ούρων, εάν εφαρμοστεί σε μεγάλη κλίμακα σε όλο τον κόσμο, θα μπορούσε να αποφέρει τεράστια οφέλη στο περιβάλλον και τη δημόσια υγεία.Αυτό οφείλεται εν μέρει στο ότι τα ούρα είναι πλούσια σε θρεπτικά συστατικά που δεν μολύνουν τα υδάτινα σώματα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη λίπανση των καλλιεργειών ή σε βιομηχανικές διεργασίες.Η Simha εκτιμά ότι οι άνθρωποι παράγουν αρκετά ούρα για να αντικαταστήσουν περίπου το ένα τέταρτο των σημερινών αζωτούχων και φωσφορικών λιπασμάτων στον κόσμο.περιέχει επίσης κάλιο και πολλά ιχνοστοιχεία (βλ. «Συστατικά στα ούρα»).Το καλύτερο από όλα, με το να μην ξεπλένετε τα ούρα στην αποχέτευση, εξοικονομείτε πολύ νερό και μειώνετε την επιβάρυνση ενός γηρασμένου και υπερφορτωμένου αποχετευτικού συστήματος.
Σύμφωνα με ειδικούς στον τομέα, πολλά συστατικά εκτροπής ούρων μπορεί σύντομα να γίνουν ευρέως διαθέσιμα χάρη στις προόδους στις τουαλέτες και στις στρατηγικές απόρριψης ούρων.Υπάρχουν όμως και μεγάλα εμπόδια σε θεμελιώδεις αλλαγές σε μια 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 εκτρέπουν τα ούρα μέχρι να διευκολύνουν την επεξεργασία και τη μετατροπή των ούρων σε πολύτιμα προϊόντα.Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει συστήματα χημικής επεξεργασίας που συνδέονται με μεμονωμένες τουαλέτες ή εξοπλισμό υπογείου που εξυπηρετούν ολόκληρο το κτίριο και παρέχουν υπηρεσίες για την ανάκτηση και συντήρηση του προκύπτοντος συμπυκνωμένου ή σκληρυμένου προϊόντος (βλ. «Από τα ούρα στο προϊόν»).Επιπλέον, υπάρχουν ευρύτερα ζητήματα κοινωνικής αλλαγής και αποδοχής, που συνδέονται τόσο με τους διαφορετικούς βαθμούς πολιτισμικών ταμπού που σχετίζονται με τα ανθρώπινα απόβλητα όσο και με τις βαθιές συμβάσεις σχετικά με τα βιομηχανικά απόβλητα και τα συστήματα τροφίμων.
Καθώς η κοινωνία αντιμετωπίζει ελλείψεις ενέργειας, νερού και πρώτων υλών για τη γεωργία και τη βιομηχανία, η εκτροπή και η επαναχρησιμοποίηση ούρων είναι «μια μεγάλη πρόκληση για τον τρόπο που παρέχουμε υγιεινή», λέει η βιολόγος Lynn Broaddus, σύμβουλος βιωσιμότητας με έδρα τη Μινεάπολη..«Ένα είδος που θα γίνεται όλο και πιο σημαντικό.Μινεσότα, ήταν ο προηγούμενος Πρόεδρος της Aquatic Federation of Alexandria, Va., μιας παγκόσμιας ένωσης επαγγελματιών ποιότητας νερού.«Είναι πράγματι κάτι πολύτιμο».
Μια φορά κι έναν καιρό, τα ούρα ήταν ένα πολύτιμο αγαθό.Στο παρελθόν, ορισμένες κοινωνίες το χρησιμοποιούσαν για να γονιμοποιήσουν τις καλλιέργειες, να φτιάχνουν δέρμα, να πλένουν ρούχα και να φτιάχνουν πυρίτιδα.Στη συνέχεια, στα τέλη του 19ου και στις αρχές του 20ου αιώνα, το σύγχρονο μοντέλο της κεντρικής διαχείρισης των λυμάτων εμφανίστηκε στη Μεγάλη Βρετανία και εξαπλώθηκε σε όλο τον κόσμο, με αποκορύφωμα τη λεγόμενη ουροποιητική τύφλωση.
Σε αυτό το μοντέλο, οι τουαλέτες χρησιμοποιούν νερό για την γρήγορη αποστράγγιση ούρων, περιττωμάτων και χαρτιού υγείας στην αποχέτευση, αναμεμειγμένο με άλλα υγρά από οικιακές, βιομηχανικές πηγές και μερικές φορές αποχετεύσεις καταιγίδας.Σε κεντρικές μονάδες επεξεργασίας λυμάτων, οι ενεργοβόρες διεργασίες χρησιμοποιούν μικροοργανισμούς για την επεξεργασία των λυμάτων.
Ανάλογα με τους τοπικούς κανόνες και τις συνθήκες της μονάδας επεξεργασίας, τα λύματα που απορρίπτονται από αυτή τη διαδικασία μπορεί να περιέχουν ακόμη σημαντικές ποσότητες αζώτου και άλλων θρεπτικών συστατικών, καθώς και ορισμένους άλλους ρύπους.Το 57% του παγκόσμιου πληθυσμού δεν είναι καθόλου συνδεδεμένο με ένα κεντρικό σύστημα αποχέτευσης (βλ. «Ανθρώπινα λύματα»).
Οι επιστήμονες εργάζονται για να κάνουν τα κεντρικά συστήματα πιο βιώσιμα και λιγότερο ρυπογόνα, αλλά ξεκινώντας από τη Σουηδία στη 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», είπε η Nancy Love, περιβαλλοντική μηχανικός στο Πανεπιστήμιο του Michigan στο Ann Arbor.Η εκτροπή των ούρων θα είναι «μεταμορφωτική», λέει.Στη Μελέτη 1, η οποία προσομοίωσε συστήματα διαχείρισης λυμάτων σε τρεις πολιτείες των ΗΠΑ, αυτή και οι συνάδελφοί της συνέκριναν τα συμβατικά συστήματα επεξεργασίας λυμάτων με υποθετικά συστήματα επεξεργασίας λυμάτων που εκτρέπουν τα ούρα και χρησιμοποιούν ανακτημένα θρεπτικά συστατικά αντί για συνθετικά λιπάσματα.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 λυμάτων από θρεπτικά συστατικά κατά 64%.τεχνολογία που χρησιμοποιείται.
Ωστόσο, η ιδέα παραμένει εξειδικευμένη και περιορίζεται σε μεγάλο βαθμό σε αυτόνομες περιοχές όπως τα σκανδιναβικά οικολογικά χωριά, τα αγροτικά βοηθητικά κτίρια και οι εξελίξεις σε περιοχές χαμηλού εισοδήματος.
Ο Tove Larsen, χημικός μηχανικός στο Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Υδατικής Επιστήμης και Τεχνολογίας (Eawag) στο Dübendorf, λέει ότι μεγάλο μέρος των καθυστερήσεων προκαλείται από τις ίδιες τις τουαλέτες.Εισήχθη για πρώτη φορά στην αγορά τις δεκαετίες του 1990 και του 2000, οι περισσότερες τουαλέτες που εκτρέπουν τα ούρα έχουν μια μικρή λεκάνη μπροστά τους για τη συλλογή του υγρού, μια ρύθμιση που απαιτεί προσεκτική στόχευση.Άλλα σχέδια περιλαμβάνουν ιμάντες μεταφοράς που λειτουργούν με τα πόδια που επιτρέπουν στα ούρα να στραγγίζουν καθώς η κοπριά μεταφέρεται στον κάδο κομποστοποίησης ή αισθητήρες που λειτουργούν βαλβίδες για να κατευθύνουν τα ούρα σε ξεχωριστή έξοδο.
Μια πρωτότυπη τουαλέτα που διαχωρίζει τα ούρα και τα στεγνώνει σε σκόνη δοκιμάζεται στα κεντρικά γραφεία της σουηδικής εταιρείας ύδρευσης και αποχέτευσης VA SYD στο Μάλμε.Πίστωση εικόνας: EOOS NEXT
Αλλά σε πειραματικά έργα και έργα επίδειξης στην Ευρώπη, οι άνθρωποι δεν έχουν αγκαλιάσει τη χρήση τους, είπε ο Λάρσεν, παραπονούμενος ότι είναι πολύ ογκώδη, δύσοσμα και αναξιόπιστα.«Πραγματικά απογοητευτήκαμε από το θέμα των τουαλετών».
Αυτές οι ανησυχίες στοίχειωσαν την πρώτη μεγάλης κλίμακας χρήση τουαλετών που εκτρέπουν τα ούρα, ένα έργο στην πόλη Ethekwini της Νότιας Αφρικής τη δεκαετία του 2000.Ο Anthony Odili, ο οποίος σπουδάζει διαχείριση υγείας στο Πανεπιστήμιο της KwaZulu-Natal στο Durban, είπε ότι η ξαφνική επέκταση των συνόρων της πόλης μετά το απαρτχάιντ είχε ως αποτέλεσμα οι αρχές να καταλάβουν κάποιες φτωχές αγροτικές περιοχές χωρίς υποδομές τουαλέτας και νερού.
Μετά το ξέσπασμα της χολέρας τον Αύγουστο του 2000, οι αρχές ανέπτυξαν γρήγορα αρκετές εγκαταστάσεις υγιεινής που αντιμετώπιζαν οικονομικούς και πρακτικούς περιορισμούς, συμπεριλαμβανομένων περίπου 80.000 ξηρών τουαλετών που εκτρέπουν τα ούρα, οι περισσότερες από τις οποίες εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σήμερα.Τα ούρα στραγγίζουν στο έδαφος κάτω από την τουαλέτα και τα περιττώματα καταλήγουν σε μια εγκατάσταση αποθήκευσης που η πόλη αδειάζει κάθε πέντε χρόνια από το 2016.
Ο Odili είπε ότι το έργο έχει δημιουργήσει ασφαλέστερες εγκαταστάσεις υγιεινής στην περιοχή.Ωστόσο, η έρευνα των κοινωνικών επιστημών έχει εντοπίσει πολλά προβλήματα με το πρόγραμμα.Παρά την αντίληψη ότι οι τουαλέτες είναι καλύτερες από το τίποτα, μελέτες, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων από τις μελέτες στις οποίες συμμετείχε, έδειξαν αργότερα ότι οι χρήστες γενικά τις αντιπαθούν, είπε ο Odili.Πολλά από αυτά είναι κατασκευασμένα με υλικά κακής ποιότητας και είναι άβολα στη χρήση.Ενώ τέτοιες τουαλέτες θεωρητικά θα πρέπει να αποτρέπουν 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 πρακτικά δεν χρησιμοποιούνται.
Τελικά, σύμφωνα με τον Odili, η απόφαση να εισαχθούν στεγνές τουαλέτες που εκτρέπουν τα ούρα ήταν από πάνω 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 ήθελαν πρόσβαση στις βολικές, άοσμες τουαλέτες που χρησιμοποιούν οι πλούσιοι λευκοί κάτοικοι της πόλης και πολλοί σχεδίαζαν να τις εγκαταστήσουν όταν το επέτρεπαν.Στη Νότια Αφρική, οι τουαλέτες είναι 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 (αποσπασμένη από την EOOS Next) κυκλοφόρησε μια παγίδα ούρων.Αυτό εξαλείφει την ανάγκη του χρήστη να στοχεύει και η λειτουργία εκτροπής ούρων είναι σχεδόν αόρατη (βλ. «Νέο είδος τουαλέτας»).
Χρησιμοποιεί την τάση του νερού να κολλάει στις επιφάνειες (ονομάζεται εφέ του βραστήρα επειδή λειτουργεί σαν ένα άβολο βραστήρα που στάζει) για να κατευθύνει τα ούρα από το μπροστινό μέρος της τουαλέτας σε μια ξεχωριστή τρύπα (βλ. «Πώς να ανακυκλώνετε τα ούρα»). Αναπτύχθηκε με χρηματοδότηση από το Ίδρυμα Bill & Melinda Gates στο Σιάτλ της Ουάσιγκτον, το οποίο έχει υποστηρίξει ένα ευρύ φάσμα έρευνας για την καινοτομία στις τουαλέτες για περιβάλλοντα χαμηλού εισοδήματος, η Παγίδα ούρων μπορεί να ενσωματωθεί σε οτιδήποτε, από κορυφαία μοντέλα κεραμικών βάθρων μέχρι πλαστικό squat τηγάνια. Αναπτύχθηκε με χρηματοδότηση από το Ίδρυμα Bill & Melinda Gates στο Σιάτλ της Ουάσιγκτον, το οποίο έχει υποστηρίξει ένα ευρύ φάσμα έρευνας για την καινοτομία στις τουαλέτες για περιβάλλοντα χαμηλού εισοδήματος, η Παγίδα ούρων μπορεί να ενσωματωθεί σε οτιδήποτε, από κορυφαία μοντέλα κεραμικών βάθρων μέχρι πλαστικό squat τηγάνια. Αναπτύχθηκε με χρηματοδότηση από το Ίδρυμα Bill & Melinda Gates στο Σιάτλ της Ουάσιγκτον, το οποίο έχει υποστηρίξει μια ευρεία γκάμα έρευνας για την καινοτομία τουαλέτας χαμηλού εισοδήματος, η παγίδα ούρων μπορεί να ενσωματωθεί σε οτιδήποτε, από μοντέλα με κεραμικά βάθρα μέχρι πλαστικά squats.γλάστρες. Αναπτύχθηκε με χρηματοδότηση από το Ίδρυμα Bill & Melinda Gates στο Σιάτλ της Ουάσιγκτον, το οποίο υποστηρίζει εκτεταμένη έρευνα για την καινοτομία στις τουαλέτες χαμηλού εισοδήματος, ο συλλέκτης ούρων μπορεί να ενσωματωθεί σε οτιδήποτε, από κορυφαία μοντέλα με βάση κεραμικά έως πλαστικούς δίσκους οκλαδόν.Ο Ελβετός κατασκευαστής LAUFEN κυκλοφορεί ήδη ένα προϊόν που ονομάζεται "Save!"για την ευρωπαϊκή αγορά, αν και το κόστος του είναι πολύ υψηλό για πολλούς καταναλωτές.
Το Πανεπιστήμιο του KwaZulu-Natal και το Δημοτικό Συμβούλιο του eThekwini δοκιμάζουν επίσης εκδόσεις τουαλετών παγίδας ούρων που μπορούν να εκτρέψουν τα ούρα και να ξεπλύνουν τα σωματίδια.Αυτή τη φορά, η μελέτη εστιάζει περισσότερο στους χρήστες.Ο Odie είναι αισιόδοξος ότι οι άνθρωποι θα προτιμήσουν τις νέες τουαλέτες που εκτρέπουν τα ούρα επειδή μυρίζουν καλύτερα και είναι πιο εύχρηστες, αλλά σημειώνει ότι οι άνδρες πρέπει να καθίσουν για να ουρήσουν, κάτι που είναι μια τεράστια πολιτιστική αλλαγή.Αλλά αν οι τουαλέτες «υιοθετηθούν και υιοθετηθούν επίσης από γειτονιές υψηλού εισοδήματος – από άτομα διαφορετικών εθνοτήτων – θα βοηθήσει πραγματικά στη διάδοση», είπε.«Πρέπει να έχουμε πάντα έναν φυλετικό φακό», πρόσθεσε, για να βεβαιωθούμε ότι δεν θα αναπτύξουν κάτι που θεωρείται «μόνο μαύρο» ή «μόνο φτωχό».
Ο διαχωρισμός ούρων είναι μόνο το πρώτο βήμα για τη μεταμόρφωση της υγιεινής.Το επόμενο μέρος είναι να καταλάβουμε τι να κάνουμε για αυτό.Σε αγροτικές περιοχές, οι άνθρωποι μπορούν να το αποθηκεύσουν σε δοχεία για να σκοτώσουν τυχόν παθογόνους μικροοργανισμούς και στη συνέχεια να το εφαρμόσουν σε γεωργικές εκτάσεις.Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας κάνει συστάσεις για αυτή την πρακτική.
Αλλά το αστικό περιβάλλον είναι πιο περίπλοκο – εδώ παράγεται το μεγαλύτερο μέρος των ούρων.Δεν θα ήταν πρακτικό να κατασκευαστούν αρκετοί χωριστοί υπονόμοι σε όλη την πόλη για την παροχή ούρων σε μια κεντρική τοποθεσία.Και επειδή τα ούρα είναι περίπου 95 τοις εκατό νερό, είναι πολύ ακριβά η αποθήκευση και η μεταφορά τους.Ως εκ τούτου, οι ερευνητές εστιάζουν στο στέγνωμα, τη συμπύκνωση ή με άλλο τρόπο την εξαγωγή θρεπτικών ουσιών από τα ούρα στο επίπεδο μιας τουαλέτας ή κτιρίου, αφήνοντας πίσω το νερό.
Δεν θα είναι εύκολο, είπε ο Λάρσον.Από μηχανικής άποψης, «το τσουράκι είναι μια κακή λύση», είπε.Εκτός από το νερό, η πλειοψηφία είναι ουρία, μια ένωση πλούσια σε άζωτο που παράγει το σώμα ως υποπροϊόν του μεταβολισμού των πρωτεϊνών.Η ουρία είναι χρήσιμη από μόνη της: η συνθετική έκδοση είναι ένα κοινό αζωτούχο λίπασμα (βλ. Απαιτήσεις Αζώτου).Αλλά είναι επίσης δύσκολο: όταν συνδυάζεται με νερό, η ουρία μετατρέπεται σε αμμωνία, η οποία δίνει στα ούρα τη χαρακτηριστική τους οσμή.Εάν δεν είναι ενεργοποιημένη, η αμμωνία μπορεί να μυρίσει, να μολύνει τον αέρα και να αφαιρέσει πολύτιμο άζωτο.Καταλυόμενη από το πανταχού παρόν ένζυμο ουρεάση, αυτή η αντίδραση, που ονομάζεται υδρόλυση ουρίας, μπορεί να διαρκέσει αρκετά μικροδευτερόλεπτα, καθιστώντας την ουρεάση ένα από τα πιο αποτελεσματικά ένζυμα γνωστά.
Ορισμένες μέθοδοι επιτρέπουν τη συνέχιση της υδρόλυσης.Οι ερευνητές της Eawag 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 αποστακτήρας συμπυκνώνει το υγρό.Μια θυγατρική που ονομάζεται Vuna, με έδρα επίσης στο Dübendorf, εργάζεται για την εμπορευματοποίηση ενός συστήματος για κτίρια και ενός προϊόντος που ονομάζεται Aurin, το οποίο έχει εγκριθεί στην Ελβετία για εργοστάσια τροφίμων για πρώτη φορά στον κόσμο.
Άλλοι προσπαθούν να σταματήσουν την αντίδραση υδρόλυσης αυξάνοντας ή μειώνοντας γρήγορα το pH των ούρων, το οποίο είναι συνήθως ουδέτερο όταν απεκκρίνεται.Στην πανεπιστημιούπολη του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν, η Love συνεργάζεται με το μη κερδοσκοπικό Earth Abundance Institute στο Brattleboro του Βερμόντ, για να αναπτύξει ένα σύστημα για κτίρια που αφαιρεί το υγρό κιτρικό οξύ από τις τουαλέτες και τις άνυδρες τουαλέτες.Νερό αναβλύζει από τα ουρητήρια.Στη συνέχεια, τα ούρα συμπυκνώνονται με επαναλαμβανόμενη κατάψυξη και απόψυξη5.
Μια ομάδα SLU με επικεφαλής τον περιβαλλοντικό μηχανικό Bjorn Winneros στο νησί Gotland ανέπτυξε έναν τρόπο για να στεγνώσει τα ούρα σε στερεή ουρία αναμεμειγμένη με άλλα θρεπτικά συστατικά.Η ομάδα αξιολογεί το τελευταίο της πρωτότυπο, μια ανεξάρτητη τουαλέτα με ενσωματωμένο στεγνωτήριο, στα κεντρικά γραφεία της σουηδικής εταιρείας ύδρευσης και αποχέτευσης VA SYD στο Μάλμε.
Άλλες μέθοδοι στοχεύουν μεμονωμένα θρεπτικά συστατικά στα ούρα.Θα μπορούσαν να ενσωματωθούν πιο εύκολα στις υπάρχουσες αλυσίδες εφοδιασμού για λιπάσματα και βιομηχανικά χημικά, λέει ο χημικός μηχανικός William Tarpeh, πρώην μεταδιδακτορικός συνεργάτης του Love's που τώρα βρίσκεται στο Πανεπιστήμιο Stanford στην Καλιφόρνια.
Μια κοινή μέθοδος για την αποκατάσταση του φωσφόρου από τα υδρολυμένα ούρα είναι η προσθήκη μαγνησίου, το οποίο προκαλεί την καθίζηση ενός λιπάσματος που ονομάζεται στρουβίτης.Το Tarpeh πειραματίζεται με κόκκους προσροφητικού υλικού που μπορούν να αφαιρέσουν επιλεκτικά το άζωτο ως αμμωνία6 ή το φώσφορο ως φωσφορικό.Το σύστημά του χρησιμοποιεί ένα διαφορετικό υγρό που ονομάζεται αναγεννητικό που ρέει μέσα από τα μπαλόνια αφού τελειώσουν.Το αναγεννητικό παίρνει τα θρεπτικά συστατικά και ανανεώνει τις μπάλες για τον επόμενο γύρο.Αυτή είναι μια χαμηλής τεχνολογίας, παθητική μέθοδος, αλλά οι εμπορικές αναγεννήσεις είναι επιβλαβείς για το περιβάλλον.Τώρα η ομάδα του προσπαθεί να φτιάξει φθηνότερα και πιο φιλικά προς το περιβάλλον προϊόντα (βλ. «Ρύπανση του μέλλοντος»).
Άλλοι ερευνητές αναπτύσσουν τρόπους παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας τοποθετώντας ούρα σε μικροβιακές κυψέλες καυσίμου.Στο Κέιπ Τάουν της Νότιας Αφρικής, μια άλλη ομάδα ανέπτυξε μια μέθοδο για την κατασκευή μη συμβατικών οικοδομικών τούβλων αναμειγνύοντας ούρα, άμμο και βακτήρια που παράγουν ουρεάση σε ένα καλούπι.Ασβεστοποιούνται σε οποιοδήποτε σχήμα χωρίς ψήσιμο.Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος εξετάζει τα ούρα των αστροναυτών ως πηγή για την κατασκευή κατοικιών στο φεγγάρι.
«Όταν σκέφτομαι το ευρύ μέλλον της ανακύκλωσης ούρων και της ανακύκλωσης λυμάτων, θέλουμε να είμαστε σε θέση να παράγουμε όσο το δυνατόν περισσότερα προϊόντα», είπε ο Tarpeh.
Καθώς οι ερευνητές επιδιώκουν μια σειρά από ιδέες για την εμπορευματοποίηση ούρων, γνωρίζουν ότι είναι μια δύσκολη μάχη, ειδικά για μια εδραιωμένη βιομηχανία.Οι εταιρείες λιπασμάτων και τροφίμων, οι αγρότες, οι κατασκευαστές τουαλέτας και οι ρυθμιστικές αρχές άργησαν να κάνουν σημαντικές αλλαγές στις πρακτικές τους.«Υπάρχει μεγάλη αδράνεια εδώ», είπε ο Simcha.
Για παράδειγμα, στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, η εγκατάσταση έρευνας και εκπαίδευσης του LAUFEN save!Αυτό περιλαμβάνει δαπάνες για αρχιτέκτονες, οικοδόμηση και συμμόρφωση με τους δημοτικούς κανονισμούς — και αυτό δεν έχει γίνει ακόμη, είπε ο Kevin Ona, περιβαλλοντικός μηχανικός που τώρα εργάζεται στο Πανεπιστήμιο της Δυτικής Βιρτζίνια στο Morgantown.Είπε ότι η έλλειψη υφιστάμενων κωδίκων και κανονισμών δημιούργησε προβλήματα στη διαχείριση των εγκαταστάσεων και έτσι εντάχθηκε στην ομάδα που ανέπτυξε νέους κώδικες.
Μέρος της αδράνειας μπορεί να οφείλεται στον φόβο της αντίστασης των αγοραστών, αλλά μια έρευνα του 2021 σε ανθρώπους σε 16 χώρες7 βρήκε ότι σε μέρη όπως η Γαλλία, η Κίνα και η Ουγκάντα, η προθυμία να καταναλώσουν τρόφιμα εμπλουτισμένα με ούρα ήταν κοντά στο 80% (βλ. Θα φάνε οι άνθρωποι το?').
Η Παμ Ελάρντο, η οποία ηγείται της Διοίκησης Λυμάτων ως αναπληρώτρια διευθύντρια της Υπηρεσίας Περιβαλλοντικής Προστασίας της Νέας Υόρκης, είπε ότι υποστηρίζει καινοτομίες όπως η εκτροπή ούρων καθώς οι βασικοί στόχοι της εταιρείας της είναι η περαιτέρω μείωση της ρύπανσης και η ανακύκλωση των πόρων.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 μετασκευές ή νέα κτίρια, συμπληρωμένα με 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 υπόθεση για αυτήν τη μετάβαση στη διαχείριση απορριμμάτων.Η εκτροπή ούρων «είναι η σωστή τεχνική», είπε.«Αυτή είναι η μόνη τεχνολογία που μπορεί να λύσει προβλήματα διατροφής στο σπίτι σε εύλογο χρονικό διάστημα.Αλλά οι άνθρωποι πρέπει να αποφασίσουν».
Hilton, SP, Keoleian, GA, Daigger, GT, Zhou, B. & Love, NG Environ. Hilton, SP, Keoleian, GA, Daigger, GT, Zhou, B. & Love, NG Environ.Hilton, SP, Keoleyan, GA, Digger, GT, Zhou, B. and Love, NG Environ. Hilton, SP, Keoleian, GA, Daigger, GT, Zhou, B. & Love, NG Environ. Hilton, SP, Keoleian, GA, Daigger, GT, Zhou, B. & Love, NG Environ.Hilton, SP, Keoleyan, GA, Digger, GT, Zhou, B. and Love, NG Environ.η επιστήμη.τεχνολογία.55, 593–603 (2021).
Sutherland, Κ. et αϊ.Άδειασμα εντυπώσεων μιας εκτροπής τουαλέτας.Φάση 2: Έκδοση του σχεδίου επικύρωσης του eThekwini City UDDT (Πανεπιστήμιο KwaZulu-Natal, 2018).
Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ Water Sanit. Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ Water Sanit.Mkhize N, Taylor M, Udert KM, Gounden TG.και Buckley, CAJ Water Sanit. Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ Water Sanit. Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ Water Sanit.Mkhize N, Taylor M, Udert KM, Gounden TG.και Buckley, CAJ Water Sanit.Exchange Management 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, M., Benini, S. & Ciurli, S. Angew. Mazzei, L., Cianci, M., Benini, S. & Ciurli, S. Angew. Mazzei, L., Cianci, Μ., Benini, S. & Churli, S. Angue.Χημική ουσία.International Paradise English.58, 7415–7419 (2019).
Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Egg. Noe-Hays , A. , Homeyer , RJ , Davis , AP & Love , NG ACS EST Egg . Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Egg. Noe-Hays , A. , Homeyer , RJ , Davis , AP & Love , NG ACS EST Egg . Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg. Noe-Hays , A. , Homeyer , RJ , Davis , AP & Love , NG ACS EST Egg . Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Egg. Noe-Hays , A. , Homeyer , RJ , Davis , AP & Love , NG ACS EST Egg .https://doi.org/10.1021/access.1c00271 (2021 г.).