科学探索|研究称人类排泄物可用作肥料用于维持农业和改善经济研究称人类排泄物可用作肥料

据外媒报道，人体排泄物、环卫技术和可持续农业之间的未来联系正变得越来越明显。根据伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校土木与环境工程教授Jeremy Guest指导的一项新研究，各国可能正在向使用人体排泄物作为肥料的方向靠近，从而为更多的循环、可持续的经济提供闭环。

文章图片
这项研究描述了人类尿液衍生的营养物质--氮、磷和钾--和农业肥料需求的空间分布特征，以确定供需位置类型，它们在全球的普遍性，以及对资源回收的影响。这些发现发表在《环境科学与技术》杂志上。
Guest说：“一旦我们停止生长，我们体内的氮、磷和钾的总量基本保持不变，”他同时也是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校可持续发展、能源和环境研究所负责研究的代理副主任，“无论通过食物和饮料进入的是什么，都必须通过我们的尿液、粪便和汗水出来。知道了这一点，如果我们知道一个人口的饮食，我们就可以估计出这些营养物质中的每一种有多少。”
Guest和其他人以前的研究已经评估了在全球范围内从人体排泄物中回收养分的潜力，并确定了人体排泄物产生的养分相对于当地农业化肥需求过剩的地点。
Guest说：“这项新研究是第一次使用一个单一的数学方程式来描述人体排泄物产生的营养物质的供需位置关系。全球各地的卫生基础设施的质量差异很大，人们的饮食和适合农业的土地的可用性也是如此。拥有描述和定量比较一个地方的营养恢复潜力的方法，可以在未来的卫生和农业政策方面为决策者提供更好的信息。”
【科学探索|研究称人类排泄物可用作肥料用于维持农业和改善经济】该团队对107个国家的饮食、人口、卫生设施和农业数据进行了广泛的数字和地理分析，以完成全球范围内的这种定量定性。调查显示了三种不同的供需类型：供需平衡的国家；供需错位的国家；以及供需相近的国家。
例如，美国和澳大利亚就属于供需错位的类型。Guest说，它们在远离大城市的地区有密集的农业，因此人类排泄物产生的营养物质供应远离需要的地方。即使有先进的卫生基础设施，这也意味着营养物质需要远距离运输，要么是作为重质液体，要么是转化为浓缩的结晶产品。Guest说，从经济上讲，在这些国家用浓缩的产品来实施人类粪便衍生的肥料是有意义的。
研究报告称，在印度、尼日利亚和乌干达等供需类型相同的国家，人口更多地是聚集在农业区附近，使当地的再利用成为可能。然而，在许多供需平衡的社区，需要改善卫生基础设施。Guest说，在这些地方，实施人类粪便衍生的肥料计划可能对卫生和农业非常有利。
像巴西、墨西哥、中国和俄罗斯这样的国家表现出养分供应和需求从平衡到错位的连续过程。研究报告指出，政策制定者需要用更多的区域化战略和一系列的本地再利用和运输方法来处理人类废物衍生的养分使用。Guest说：“这一组中收入较高的国家可能拥有各种技术的基础设施和经济支持，但那些财政资源有限的国家将需要在某些地区优先考虑资源回收技术。”
该小组惊讶地发现，这些类型与联合国人类发展指数密切对应。“像美国、西欧和澳大利亚这样人类发展指数得分较高的国家往往属于错位供需类型，而人类发展指数得分较低的国家往往符合平衡供需类型。”Guest说：“当然，也有例外，但我们没有想到会发现如此强烈的关联性。”
该团队希望这项研究将有助于澄清全球各国突出的经济、卫生和农业特征，以便决策者能够优先考虑投资、政策和技术，从而推进循环经济和向所有人提供卫生设施的目标。