Menneskeligt spildevand værdifuldt for globalt landbrug, økonomi, undersøgelse finder

Det kan virke afskrækkende for nogle, men menneskeligt affald er fyldt med næringsstoffer, der kan genbruges til værdifulde produkter, der kan fremme landbrugets bæredygtighed og bedre økonomisk uafhængighed for nogle udviklingslande.

Byer producerer og skal håndtere enorme mængder spildevand. Forskere ved University of Illinois i Urbana-Champaign har udviklet en model til at afklare, hvilke dele af verden der kan have størst gavn af recirkulation af nitrogen fra menneskeligt affald, kalium og fosfor fra byer og tilbage til landbrugsmarker. De rapporterer deres fund i journalen Naturens bæredygtighed .

"Vi dyrker vores afgrøder på marken, anvende næringsrig gødning, spise afgrøderne, udskiller alt nitrogen, fosfor og kalium og så ender de næringsstoffer på spildevandsrensningsanlægget, " sagde Jeremy Gæst, en civilingeniør og miljøteknisk professor og studieforfatter. "Det er en meget lineær, envejs strøm af ressourcer. Konstruktion af et mere cirkulært næringsstofkredsløb ville skabe muligheder, der kunne gavne miljøet, økonomi og landbrug."

Holdets sonderende øvelse undersøgte 56 af de største byer på tværs af seks kontinenter for at vurdere gennemførligheden af ​​recirkulation af næringsstoffer, der stammer fra menneskeligt affald. De så på faktorer som transportafstand, befolkning og afgrødetæthed, afgrødens næringsstofbehov og hvilke typer produkter der ville klare sig bedst hvor.

"I nogle tilfælde, spildevand, der er blevet renset for sikkerheden, kan bruges til samtidig at vande og gøde afgrøder, "sagde John Trimmer, en kandidatstuderende i Illinois og hovedforfatter på undersøgelsen.

Renset spildevand er en mulighed for steder, hvor afgrøder vokser tæt på byer, såsom mange dele af Afrika, Asien og Europa. Imidlertid, vand er udfordrende at transportere på grund af dets vægt og relativt lave næringsstofindhold, så det er ikke en god mulighed, når næringsstoffer skal rejse længere afstande for at nå landbrugsjord, sagde forskerne.

"I nogle byer, vi skal bruge mere avanceret teknologi til at genvinde et mere koncentreret produkt, der er egnet til længere transportafstande, " sagde Gæst. "Disse ligner de krystalliserede gødninger, som vi er vant til og, i de fleste tilfælde, teknologien til at producere disse fra menneskeligt affald er veletableret."

Undersøgelsen viser, at en række byer i hele verden kunne drage fordel af denne foreslåede bæredygtighedstilgang – ikke kun for at hjælpe med at dyrke afgrøder, men også for deres økonomiske uafhængighed.

"Vi fandt, for eksempel, det i Kairo, Egypten, hvis alle kvælstofressourcer fra spildevand blev udnyttet, byen kunne reducere Egyptens import af kvælstofgødning med omtrent det halve, " Trimmer sagde. "Denne type tilgang kan også hjælpe småbønder på steder som Afrika syd for Sahara med at få bedre adgang til gødning, end hvad der er tilgængeligt i øjeblikket."

Undersøgelsen identificerer også dele af verden, hvor recirkulation af næringsstoffer kan have mindre indflydelse.

"De fleste af de befolkningscentre, vi kiggede på i hele USA, ser ikke ud til at være de bedste kandidater, " sagde Trimmer. "F.eks. steder som New York og Boston er for langt fra intense landbrugsområder. Imidlertid, Midtvesten – især Chicago – klarede sig en smule bedre i vores analyse."

Holdet anerkender, at der er begrænsninger for denne type øvelse.

"Fordi dette blev udviklet som en global analyse, metoden tillader os ikke at undersøge detaljerne for hver by, som kørevejene til at trække næringsstoffer eller placeringer af spildevandsanlæg, blandt andre detaljer, "Gæst sagde. "Resultaterne af denne øvelse skal tages som estimater af næringsstoftransportafstande og er nyttige til at identificere brede tendenser og steder, der kan berettige yderligere undersøgelse af genbrugsstrategier."