(Разные разности. «ХиЖ» 2025 №10)
Сегодня модно говорить об экономике замкнутого цикла, когда производство безотходно, а все отходы возвращаются в дело в качестве сырья. На самом деле то же самое касается и человека, который ежедневно производит отходы — экскременты. А в экскрементах содержится изрядная доля полезных микро- и макроэлементов, например азота и фосфора, которые так нужны растениям на полях.
Конечно, фермеры используют химические удобрения и навоз животных, которые в долгосрочной перспективе загрязняют окружающую среду, а производство неорганических азотных удобрений энергоемко и дорого. Ученые полагают, что естественной альтернативой могли бы стать удобрения из человеческих фекалий.
Исследователи из Корнельского университета в Итаке изучают, как переработать человеческие экскременты, чтобы их можно было использовать в качестве натурального удобрения и экологически чистой альтернативы. Для этого они использовали пиролизную установку, которая нагревает человеческие фекалии до нескольких сотен градусов по Цельсию. В результате получается так называемый биочар — биоуголь.
При обугливании исходный материал, то есть фекалии, теряет до 90% веса и объема. Получается очень легкий по весу продукт. Его легче хранить, транспортировать и выносить в поле, чем жидкий навоз животных или осадок сточных вод с очистных сооружений.
Кроме того, обугливание экскрементов удаляет патогены, остатки лекарств и большинство загрязняющих веществ, но многие питательные вещества остаются и концентрируются. Важно, что в форме биоугля сельскохозяйственные культуры лучше усваивают питательные вещества, чем в виде обычных неорганических и органических удобрений.
Идеальное удобрение? Нет, недостаток все же есть. Загрязняющие тяжелые металлы фекалий, такие как кадмий, остаются, по крайней мере частично, в биоугле при пиролизе и, следовательно, будут попадать в почву полей. Впрочем, это зависит от происхождения фекалий или среды обитания людей. Возможны варианты, когда содержание кадмия будет ниже, чем в обычных удобрениях.
Исследователи выяснили, что и человеческая моча подходит в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур. Она содержит столько фосфора, азота и калия, что может обеспечить соответственно 14–15, 16–17 и 20–25% от текущего годового потребления удобрений.
Однако, чтобы использовать эти питательные вещества, добавлять мочу надо только в биоуголь, то есть после обугливания человеческих фекалий. Одновременно обрабатывать твердые и жидкие экскременты нельзя (Proceedings of the National Academy of Sciences).
Ежегодно, по расчетам команды, ценный для удобрений фосфор из биоугля может обеспечить 5–7% потребности во всем мире, а насущный азот — около 2%. Если бы экскременты животных собирали вместе с человеческими фекалиями и обугливали, это составило бы около 8% от глобальной потребности в фосфоре и около 16% необходимого азота.
Помните в романе В. Войновича «Москва 2042» лозунг: «Кто сдает продукт вторичный — тот питается отлично!» Ну что ж, очередная антиутопия сумела заглянуть в будущее.
Л.Н. Стрельникова
Остальные статьи из этой рубрики вы можете найти в подборке «Разные разности»
Купить номер или оформить подписку на «Химию и жизнь»: https://hij.ru/kiosk2024/
Благодарим за ваши «лайки», комментарии и подписку на наш канал
– Редакция «Химии и жизни»