提起“尿”這個詞,人們總是羞于啟齒,,認為它上不得臺面。然而,,各國科學家卻把尿看成“液體黃金”,,正紛紛展開各種實驗,讓尿液成為資源,?!霸捶蛛x”技術就是在這種背景下誕生的。
抽水馬桶太費水
前陣子,,荷蘭阿姆斯特丹的環(huán)保人士發(fā)起一個創(chuàng)意行動――他們在公園擺起了小便斗,,邀請路過的男士當場“噓噓”,然后回收尿液,,以警示人們正視當前面臨的磷礦短缺危機,。
尿液中含有大量的磷元素,人類很早就知道用尿液澆灌促進植物生長?,F代科學研究認為,,一個成年人平均每年排出550公斤尿,足夠給300~400平方米的莊稼地施肥,。尿肥的正確施用可提高作物的抗旱、抗病,、抗蟲能力,,減少農藥使用量。因為土壤中有機質的貧乏易使作物發(fā)生病害,。當前,,化肥造成的污染已成為農村污染的主要問題之一,于是,,越來越多地方將尿液回田,,作為循環(huán)經濟的一部分。有環(huán)保人士指出,,尿液與大便混合后沖進馬桶,,無異于將“液體黃金”白白倒掉。
荷蘭水利部門的官員洛基馬斯表示:“尿液是容易直接獲得的含磷資源,。既然人類天天都會排出含磷的尿液,,何不開發(fā)出一種能回收利用磷的裝置呢,?”
在《英國醫(yī)學雜志》組織的一項民意調查中,以自來水和抽水馬桶為標志的現代公共衛(wèi)生體系,,被選為1840年以來最偉大的醫(yī)學革命,,就連發(fā)明抗生素、DNA排序,、疫苗研制等等大名鼎鼎的醫(yī)學突破,,都排在它后面。然而,,抽水馬桶對環(huán)境的負面影響也不可小覷,。城市中大多數抽水馬桶每天為了沖掉1.5升左右的尿液,要用掉數十升干凈水,。
為污水處理廠“減負”
英國《新科學家》周刊上的一篇文章說,,盡管尿在污水中只占1%,但污水中大約80%的氮和45%的磷酸鹽來自尿,。把尿直接排進污水管道,,大量的水會稀釋這些化學物質,使清除過程變得效率低下,。即使采用最可行的技術,,也將使20%的氮、5%的磷排入水環(huán)境,,致使水體富營養(yǎng)化,。如果糞尿分離,尿液單獨處理而不進入城市污水處理廠,,污水中的氮,、磷含量將大幅度削減,通過常規(guī)的污水處理程序即可達到相關排放標準,,污水處理廠也無需再增加氮磷的處理設備,。
為了將人體排泄物從抽水馬桶里“解放”出來,變廢為寶,,一種應對“環(huán)保而不衛(wèi)生,、衛(wèi)生卻不環(huán)保”難題的源分離技術應運而生:從源頭――便器入手,,將糞便,、尿液單獨收集、輸送,、處置,、利用,不再與其他污水混合。糞便,、尿液中的營養(yǎng)物質,,都可以就近無害化處理后返回土地,作為養(yǎng)分而循環(huán)利用,。為此,,各國科學家們展開了各種實驗。
尿液施肥沒有衛(wèi)生風險
瑞典學者最早進行了一項名為“尿液分離”的研究,,專家們比較了用人尿和人糞作為肥料的優(yōu)缺點,。結果顯示,尿液含有植物生長所需的多種營養(yǎng)鹽,,而糞便則是含大量纖維的有機質,,有利于微生物繁殖。比起在污水處理廠分離尿液,,在源頭回收顯然更高效,。
20世紀90年代初,瑞典開發(fā)了尿液與大便分離的廁所,,首都附近的生態(tài)村莊奧德斯坦肖頓的各套公寓,,均安裝了尿液分離式馬桶。與普通馬桶不同,,尿液分離式馬桶有尿液和糞便兩個收集孔,,尿液集中排入儲尿池。瑞典疾控學院,、農科院,、農業(yè)工程部、農業(yè)與環(huán)境工程學院等多家部門,,對該實驗的效果進行評估,,得出以下結論:
從安全性上看,尿液施肥產生的衛(wèi)生風險完全可忽略不計,,而從馬桶到田間的運輸過程中,,尿液里的氮損失低至1%~2%,即尿液肥力幾乎沒減少,;使用分離式馬桶后,排放到自然水體的氮減少約60%,,這與使用抽水馬桶而采取事后清污的傳統做法相比,,顯然事半功倍。另外,,根據個人生活習慣的不同,,每人每天能節(jié)水5到40升不等。這些結果證明,尿液分離系統對生活污水處理是很好的補充,。
瑞典海邊小鎮(zhèn)塔努姆,,2002年也曾呼吁新建房屋一定要有尿液分離的廁所,以解決磷短缺問題,,并緩解沿海地區(qū)的水體富營養(yǎng)化,。隨后,這些措施被不少國家的效仿,。
德國實驗:多數人表示欣賞
德國國際合作機構(GIZ)是一個公益組織,,其總部辦公大樓在埃施博恩市,距法蘭克福市10公里遠(在法蘭克福市西北方向),。2005年,,該大樓進行內部重新裝修,考慮到前來總部大樓參觀的人很多,,德國技術合作公司等單位在此開展了一項實驗,,測試在城市中使用尿液分離馬桶以及尿液作為肥料回收的實際效果。實驗時安裝了50個尿液分離式馬桶,,23個無水小便器,,每天約有400人“光臨”這套系統。
實驗對收集的尿液采取兩種處理方法進行再利用:一是自然放置一段時間后直接施肥,,二是用磷酸銨鎂沉淀法加工之后再做成肥料,。德國的《肥料法》規(guī)定,未經特別允許,,不可將人尿作為肥料使用在農作物上,,所以除了少部分尿液在波恩大學的試驗田里試用之外,大部分尿液和由尿液制成的肥料,,都被送進實驗室進行化學成分分析,,以及給大樓里的盆栽施肥。
調查發(fā)現,,71%的人愿購買用尿液施肥的農作物,;48%的人愿住進裝了尿液分離馬桶的住宅,只有25%的人表示不愿意,。盡管大多數參觀者對這套廁所表示欣賞,,但51%的人覺得它的潔凈度不如普通抽水馬桶。該項目還從經濟成本,、衛(wèi)生,、技術、環(huán)保等多方面進行評估,。結果表明,,盡管還存在一些問題,,比如尿結晶容易造成堵塞等,但這種系統改進后在德國的一些城市是可行的,。
澳學者建議新樓預留管道
2010~2012年,,澳大利亞悉尼科技大學將校園中的部分普通馬桶,改裝成尿液分離式馬桶和無水小便器,,尿液送到西悉尼大學進行施肥實驗,。
該實驗特別重視使用者的感受反饋,比如在調查中,,有的使用者提出,,在使用尿液分離式馬桶時,需要特別留神,,別將廁紙丟到小便槽里,。實驗團隊為了推廣尿液分離式馬桶的使用,還設計了很多生動形象的張貼畫,。盡管這只是一次小規(guī)模實驗,,但組織實驗的學者建議,將來蓋新樓時,,應為收集尿液預留管道,,以便更有效地利用尿液。
管道易堵塞 維護成本高
當前國際上,,源分離技術的研究及應用工作基本在前后兩端進行,。在前端分離方面,有了一些研究和應用案例,,但還未規(guī)?;瘧谩T谀┒水a物處理方面,,將尿液變?yōu)橛袡C肥的嘗試,,要么還處于研究階段,成本較高,,要么僅是簡單處理的傳統肥料,,無法形成規(guī)模化產業(yè),。在很多發(fā)達國家,,尿液的利用還存在立法障礙,可以用尿液澆花澆草坪,,卻不能種菜,。
盡管源分離的接受率不低,但仍存在不少技術問題,。例如,,尿液輸送管堵塞,雖然可以通過機械或化學方法去除結垢,,但維護成本很高,。如果嚴寒等極端天氣造成尿液輸送管破裂,泄漏的氣體將讓居民難以忍受,。
看來,,源分離技術距離大規(guī)模使用還有很長的路要走,但將尿液變成“液體黃金”的夢想,,距離實現確實是越來越近了,。