Næringsrigt menneskeligt affald klar til at opretholde landbruget, forbedre økonomierne

Den fremtidige forbindelse mellem menneskeligt affald, sanitetsteknologi og bæredygtigt landbrug bliver mere tydeligt. Ifølge forskning ledet af University of Illinois Urbana-Champaign, professor i civil- og miljøteknik, Jeremy Guest, lande kunne rykke tættere på at bruge menneskeligt affald som gødning, lukke løkken til mere cirkulær, bæredygtige økonomier.

En ny undersøgelse karakteriserer den rumlige fordeling af menneskelige urin-afledte næringsstoffer - nitrogen, fosfor og kalium – og efterspørgsel efter landbrugsgødning for at definere udbuds-efterspørgsel placeringstypologier, deres udbredelse over hele kloden og konsekvenserne for ressourcegenvinding. Resultaterne er offentliggjort i tidsskriftet Miljøvidenskab og -teknologi .

"Den samlede mængde nitrogen, fosfor og kalium forbliver stort set konstant i vores kroppe, når vi holder op med at vokse, sagde Gæst, der også fungerer som fungerende associeret direktør for forskning ved Institut for Bæredygtighed, Energi, og miljø ved U. of I. "Alt hvad der kommer ind gennem mad og drikke skal komme ud i vores urin, afføring og sved. Ved det, vi kan vurdere, hvor meget af hvert af disse næringsstoffer der er i en befolknings kropslige affald, hvis vi kender deres kost."

Tidligere undersøgelser af Guest og andre har vurderet potentialet for at genvinde næringsstofferne fra menneskeligt affald over hele kloden og identificeret steder med et overskud af menneskelige affalds-afledte næringsstoffer i forhold til den lokale efterspørgsel efter landbrugsgødning.

"Den nye undersøgelse er den første til at beskrive menneskelige affalds-afledte næringsstofudbud-efterspørgsel placeringsforhold ved hjælp af en enkelt matematisk ligning, "Gæst sagde. "Kvaliteten af ​​sanitetsinfrastruktur varierer meget over hele kloden, det samme gør folks kostvaner og tilgængeligheden af ​​jord egnet til landbrug. At have midlerne til at karakterisere og kvantitativt sammenligne en lokalitets potentiale for genvinding af næringsstoffer kan gå langt for bedre at informere beslutningstagere, når det kommer til fremtidig sanitet og landbrugspolitik."

Holdet udførte omfattende numeriske og geografiske analyser af kost, befolkning, sanitære og landbrugsdata fra 107 lande for at opnå denne kvantitative karakterisering på globalt plan. Undersøgelsen afslørede tre forskellige udbud-efterspørgsel-typologier:lande med en samlokaliseret udbud-efterspørgsel; lande med en forrykket udbud-efterspørgsel; og lande med forskellig udbuds-efterspørgsel nærhed.

USA og Australien, for eksempel, falder ind under den forskudte udbuds-efterspørgselstypologi. De har intensivt landbrug i områder langt fra store byer, således er den menneskelige affalds-afledte næringsstofforsyning langt væk fra hvor det er nødvendigt, sagde Gæst. Selv med avanceret sanitetsinfrastruktur på plads, det betyder, at næringsstoffer skal transporteres over store afstande, enten som tunge væsker eller omdannet til koncentrerede krystallinske produkter. Økonomisk set, Gæst sagde, det ville give mening at arbejde med et koncentreret produkt for at implementere en gødning, der stammer fra menneskeligt affald i disse lande.

Undersøgelsen rapporterer, at i lande med samlokaliserede udbud-efterspørgselstypologier som Indien, Nigeria og Uganda, menneskelige befolkninger er mere væsentligt i nærheden af ​​landbrugsområder, gør lokal genbrug mulig. I mange samfund med samlokaliseret udbud-efterspørgsel, imidlertid, der er behov for forbedret sanitetsinfrastruktur. Gæst sagde, at implementering af et gødningsprogram fra menneskeligt affald kunne være yderst gavnligt for sanitet og landbrug på disse steder.

Lande som Brasilien, Mexico, Kina og Rusland udviser et kontinuum af samlokalisering til forskydning af udbud og efterspørgsel af næringsstoffer. Undersøgelsen rapporterer, at politiske beslutningstagere ville være nødt til at nærme sig menneskelige affalds-afledte næringsstoffer med mere regionaliserede strategier og en række lokale genbrugs- og transporttilgange. "Højindkomstlande i denne gruppe kan have infrastrukturen og økonomisk støtte til forskellige teknologier, men dem med begrænsede økonomiske ressourcer ville kræve prioritering af ressourcegendannelsesteknologi på nogle områder, " sagde Gæst.

Holdet var overrasket over at finde, at typologierne svarede tæt til FN's Human Development Index.

"Lande med højere HDI-score som USA, Vesteuropa og Australien har en tendens til at falde i den forskudte udbuds-efterspørgselstypologi, og lande med lavere HDI-scoring har en tendens til at passe til den samlokaliserede udbuds-efterspørgselstypologi. Selvfølgelig, der er undtagelser, men vi forventede ikke at finde en så stærk sammenhæng, " sagde Gæst.

Holdet håber, at denne forskning vil hjælpe med at afklare den fremtrædende økonomiske, sanitære forhold og landbrugskarakteristika i lande over hele kloden, så beslutningstagere kan prioritere investeringer, politikker og teknologier, der vil fremme mål for en cirkulær økonomi og levering af sanitet til alle, sagde Gæst.