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Chelsea Wold hè un ghjurnalista freelance basatu in L'Aia, Paesi Bassi è autore di Daydream: An Urgent Global Quest to Change Toilets.
Sistemi di toilette specializati estrae nitrogenu è altri nutrienti da l'urina per l'utilizazione cum'è fertilizante è altri prudutti.Creditu di l'Image: MAK/Georg Mayer/EOOS NEXT
Gotland, l'isula più grande di Svezia, hà pocu acqua fresca.À u listessu tempu, i residenti sò affruntati cù livelli periculosi di contaminazione da l'agricultura è i sistemi di fognatura chì causanu fiori d'alga dannosa intornu à u Mari Balticu.Puderanu tumbà i pesci è fà malati.
Per aiutà à risolve sta seria di prublemi ambientali, l'isula mette e so speranze nantu à quella improbabile sustanza chì li lega : l'urina umana.
A partesi da 2021, a squadra di ricerca hà cuminciatu à travaglià cù una sucietà lucale chì affitta toilette portatili.L'obiettivu hè di cullà più di 70.000 litri d'urina per un periudu di 3 anni in urinale senza acqua è toilette dedicate in parechje locu durante a stagione turistica d'estate.A squadra hè venuta da l'Università Svedese di Scienze Agricole (SLU) in Uppsala, chì hà spuntatu una cumpagnia chjamata Sanitation360.Aduprendu un prucessu chì i ricercatori anu sviluppatu, anu seccu l'urina in pezzi simili à u cimentu, chì sò poi macinati in polvere è pressatu in granuli di fertilizzanti chì si adattanu à l'equipaggiu standard di a splutazioni.L'agricultori lucali utilizanu u fertilizante per cultivà l'orzu, chì hè dopu mandatu à e birrerie per pruduce ale chì ponu turnà in u ciculu dopu u cunsumu.
Prithvi Simha, ingegnere chimicu in SLU è CTO di Sanitation360, hà dettu chì u scopu di i circadori hè di "andà oltre u cuncettu è mette in pratica" a riutilizazione di l'urina à grande scala.U scopu hè di furnisce un mudellu chì pò esse emulatu in u mondu sanu."U nostru scopu hè chì tutti, in ogni locu, facenu stu esercitu".
In un esperimentu in Gotland, l'orzu fecundatu cù l'urina (a diritta) hè stata paragunata cù e piante non fertilizate (centru) è cù fertilizzanti minerali (a manca).Creditu di l'imaghjini: Jenna Senecal.
U prughjettu di Gotland face parte di un sforzu mundiale simile per separà l'urina da altre acque di scarico è riciclà in prudutti cum'è fertilizzanti.A pratica, cunnisciuta cum'è diversione d'urina, hè studiata da gruppi in i Stati Uniti, l'Australia, a Svizzera, l'Etiopia è u Sudafrica, frà altri.Questi sforzi vanu assai oltre i laboratori universitari.L'urinale senza acqua sò cunnessi à i sistemi di eliminazione di u sotano in l'uffizii in Oregon è in l'Olanda.Parigi prevede di installà toilette chì devia l'urina in una ecozona di 1000 residenti chì hè stata custruita in u 14e arrondissement di a cità.L'Agenzia Spaziale Europea mette 80 toilette in a so sede di Parigi, chì principiarà l'operazioni più tardi questu annu.I proponenti di a diversione di l'urina dicenu chì puderia truvà usi in lochi chì varienu da l'avamposti militari improvvisati à i campi di rifuggiati, i centri urbani ricchi è i slums sprawling.
I scientisti dicenu chì a diversione di l'urina, se implementata à grande scala in u mondu, puderia purtà enormi benefici à l'ambiente è a salute publica.Questu hè in parte perchè l'urina hè ricca in nutrienti chì ùn contaminanu micca i corpi d'acqua è pò esse usatu per fertilizà i culturi o in prucessi industriali.Simha stima chì l'omu pruduce abbastanza urina per rimpiazzà circa un quartu di l'attuali fertilizzanti di nitrogenu è fosfatatu di u mondu;cuntene ancu potassiu è parechji elementi traccia (vede "Custituenti in l'urina").U megliu di tuttu, per ùn lavà l'urina in u drenu, risparmiate assai acqua è riduce a carica nantu à un sistema di fognatura invechjatu è overburdened.
Sicondu i sperti in u campu, assai cumpunenti di diversione di l'urina ponu prestu prestu assai dispunibili grazie à l'avanzati in i toilette è e strategie di eliminazione di l'urina.Ma ci sò ancu grandi ostaculi à u cambiamentu fundamentale in unu di l'aspetti più fundamentali di a vita.I ricercatori è l'imprese anu bisognu di affruntà una miriade di sfide, da a migliurà u disignu di i toilette chì devia l'urina à fà l'urina più faciule da processà è trasfurmà in prudutti preziosi.Questu pò include sistemi di trattamentu chimicu cunnessi à i toilette individuali o l'equipaggiu di u sotano chì serve l'intera edifiziu è furnisce servizii per a ricuperazione è u mantenimentu di u pruduttu cuncentratu o induritu risultatu (vede "Da l'urina à u pruduttu").Inoltre, ci sò questioni più larghe di u cambiamentu suciale è l'accettazione, ligati sia à i varii gradi di tabù culturali assuciati à i rifiuti umani, sia à cunvenzioni profonde nantu à l'acqua residuale industriale è i sistemi alimentari.
Cume a sucetà scontra cù a mancanza di energia, acqua è materie prime per l'agricultura è l'industria, a diversione è a riutilizazione di l'urina hè "una sfida maiò à a manera di furnisce sanità", dice u biologu Lynn Broaddus, un cunsultante di sustenibilità basatu in Minneapolis.."Un generu chì diventerà sempre più impurtante.Minnesota, era u passatu presidente di a Federazione Aquatica di Alexandria, Virginia, una associazione mundiale di prufessiunali di qualità di l'acqua."Hè in realtà qualcosa di valore".
Una volta, l'urina era una merce preziosa.In u passatu, certi sucietà l'utilizanu per fertilizà i culturi, per fà a pelle, per lavà a robba è per fà a polvara.Dopu, à a fine di u 19u è u principiu di u 20u seculu, u mudellu mudernu di a gestione centralizata di l'acqua residuale hè ghjuntu in Gran Bretagna è si sparse in u mondu sanu, culminendu in a cusì chjamata cecità urinaria.
In questu mudellu, i toilette utilizanu l'acqua per drenà rapidamente l'urina, l'excrementi è a carta igienica in u drenu, mischju cù altri fluidi da fonti domestiche, industriali, è à volte i dreni di tempesta.In i stabilimenti centralizzati di trattamentu di l'acqua residuale, i prucessi intensivi d'energia utilizanu microorganismi per trattà l'acqua residua.
Sicondu e regule lucali è e cundizioni di a pianta di trattamentu, l'acqua di l'acqua residuale scaricata da stu prucessu pò ancu cuntene quantità significativa di nitrogenu è altri nutrienti, è ancu altri contaminanti.U 57% di a pupulazione di u mondu ùn hè micca cunnessu à un sistema di fognatura centralizata (vede "Acqua umani").
I scientisti travaglianu per fà i sistemi centralizzati più sustinibili è menu contaminanti, ma à partesi da a Svezia in l'anni 1990, certi circadori spinghjenu per cambiamenti più fundamentali.L'avanzati à a fine di u pipeline sò "solu un'altra evoluzione di a stessa cosa dannata", hà dettu Nancy Love, un ingegnere ambientale in l'Università di Michigan in Ann Arbor.Divertisce l'urina serà "trasformativu", dice.In u Studiu 1, chì simulava i sistemi di gestione di l'acqua residuale in trè stati di i Stati Uniti, ella è i so culleghi anu paragunatu i sistemi di trattamentu di l'acqua residuale cunvinziunali cù i sistemi di trattamentu di l'acqua residuale ipotetica chì devianu l'urina è usanu nutrienti recuperati invece di fertilizzanti sintetici.Stimanu chì e cumunità chì utilizanu a diversione di l'urina ponu riduce l'emissioni di gasi di serra in u 47%, u cunsumu d'energia da u 41%, u cunsumu d'acqua dolce da circa a mità, è a contaminazione di nutrienti di l'acqua residuale da 64%.tecnulugia utilizata.
Tuttavia, u cuncettu resta nichu è largamente limitatu à e zoni autonomi cum'è l'eco-villages scandinavi, l'edifici rurali, è i sviluppi in i zoni à pocu redditu.
Tove Larsen, un ingegnere chimicu di l'Istitutu Federale Svizzeru per a Scienza è a Tecnulugia Aquatica (Eawag) in Dübendorf, dice chì a maiò parte di u backlog hè causatu da i toilette stessi.Prima introduttu à u mercatu in l'anni 1990 è 2000, a maiò parte di i toilette di urina-diverting anu una piccula bacinu davanti à elli per cullà u fluidu, un paràmetru chì deve esse attentu.L'altri disinni includenu cinture trasportatori operate da u pede chì permettenu l'urina per drena mentre u manure hè trasportatu à u compost bin, o sensori chì operanu valvule per dirige l'urina à un outlet separatu.
Un prototipu di toilette chì separa l'urina è a sicca in una polvera hè in prova à a sede di a cumpagnia svedese di acqua è fognaria VA SYD in Malmö.Creditu di l'Image: EOOS NEXT
Ma in i prughjetti sperimentali è di dimostrazione in Europa, a ghjente ùn hà micca abbracciatu u so usu, Larsen hà dettu, lagnannusi chì sò troppu voluminosi, puzzanti è inaffidabili."Semu stati veramente scoraggiati da u tema di i toilette".
Queste preoccupazioni anu perseguitatu u primu usu à grande scala di i toilette di divergenza d'urina, un prughjettu in a cità sudafricana di Ethekwini in l'anni 2000.Anthony Odili, chì studia a gestione di a salute à l'Università di KwaZulu-Natal in Durban, hà dettu chì l'espansione brusca di e fruntiere post-apartheid di a cità hà purtatu à l'autorità chì piglianu alcune zone rurale povere senza infrastruttura di toilette è acqua.
Dopu à u focu di colera in l'aostu di u 2000, l'autorità anu implementatu rapidamente parechje strutture sanitarie chì rispundenu à e limitazioni finanziarie è pratiche, cumprese circa 80 000 toilette secche chì devianu l'urina, a maiò parte di e quali sò sempre in usu oghje.L'urina drena in a terra da sottu à a toilette, è e feci finiscinu in una stallazione di almacenamento chì a cità hà sviutata ogni cinque anni da u 2016.
Odili hà dettu chì u prugettu hà creatu strutture sanitarie più sicure in a zona.Tuttavia, a ricerca di a scienza suciale hà identificatu parechji prublemi cù u prugramma.Malgradu a nuzione chì i toilette sò megliu cà nunda, studii, cumpresi alcuni di i studii chì hà participatu, più tardi dimustratu chì l'utilizatori in generale ùn li piacenu, disse Odili.Parechje di elli sò custruiti cù materiali di qualità povira è sò incunificate à aduprà.Mentri tali toilette duveranu teoricamente impediscenu l'odori, l'urina in i toilette eThekwini spessu finisce in l'almacenamiento fecale, creendu un odore terribili.Sicondu Odili, a ghjente "ùn pudia micca respira normalmente".Inoltre, l'urina hè praticamente micca utilizata.
In ultimamente, secondu Odili, a decisione d'introduzione di toilette secche chì devianu l'urina hè stata di sopra è ùn hà micca cunsideratu e preferenze di e persone, principalmente per ragioni di salute publica.Un studiu di u 20173 hà truvatu chì più di 95% di i rispondenti di eThekwini vulianu accessu à i bagni convenienti è inodori utilizati da i ricchi residenti bianchi di a cità, è parechji pensavanu di stallà quandu e cundizioni permettenu.In Sudafrica, i toilette sò longu un simbulu di inuguaglianza razziale.
Tuttavia, u novu disignu puderia esse un avanzu in a diversione urinaria.In u 2017, guidatu da u designer Harald Grundl, in cullaburazione cù Larsen è altri, a ditta di design austriaca EOOS (svintata da EOOS Next) hà liberatu un piège à urine.Questu elimina a necessità per l'utilizatori di mira, è a funzione di diversione di l'urina hè quasi invisibile (vede "Novu tipu di toilette").
Aduprà a tendenza di l'acqua per aderisce à a superficia (chjamatu effettu di a bolla perchè agisce cum'è un bollitore di goccia goccia) per dirige l'urina da a parte anteriore di a toilette in un foru separatu (vede "Cumu riciclà l'urina"). Sviluppatu cù u finanziamentu da a Fundazione Bill & Melinda Gates in Seattle, Washington, chì hà sustinutu una larga fascia di ricerca in l'innuvazione di i toilette per i paràmetri di redditu bassu, a Trappula d'urina pò esse incorporata in tuttu, da mudelli di pedestal in ceramica high-end à squat in plastica. padelle. Sviluppatu cù u finanziamentu da a Fundazione Bill & Melinda Gates in Seattle, Washington, chì hà sustinutu una larga fascia di ricerca in l'innuvazione di i toilette per i paràmetri di redditu bassu, a Trappula d'urina pò esse incorporata in tuttu, da mudelli di pedestal in ceramica high-end à squat in plastica. padelle. Sviluppatu cù u finanziamentu da a Fundazione Bill & Melinda Gates in Seattle, Washington, chì hà sustinutu una larga gamma di ricerca d'innuvazione di toilette à pocu ingressu, a trappula d'urina pò esse integrata in tuttu, da mudelli cù pedestals in ceramica à squats di plastica.vasi. Sviluppatu cù u finanziamentu da a Fundazione Bill & Melinda Gates in Seattle, Washington, chì sustene una ricerca estensiva in l'innuvazione di i toilette à pocu redditu, u cullettore di urina pò esse integratu in tuttu, da mudelli high-end basati in ceramica à vassoi di plastica squat.U fabricatore svizzeru LAUFEN hà digià liberatu un pruduttu chjamatu "Salvà!"per u mercatu europeu, ancu se u so costu hè troppu altu per parechji cunsumatori.
L'Università di KwaZulu-Natal è u Cunsigliu Municipale di eThekwini stanu ancu testendu versioni di toilette di trappula d'urina chì ponu divirtisce l'urina è sguassate a materia particulata.Sta volta, u studiu si focalizeghja più nantu à l'utilizatori.Odie hè ottimistu chì a ghjente preferisce i novi toilette di divergenza di l'urina perchè anu un odore megliu è sò più faciuli d'utilizà, ma nota chì l'omi anu da pusà à urinate, chì hè un grande cambiamentu culturale.Ma se i toilette "sò ancu aduttatu è aduttatu da i quartieri high-income - da persone di diverse origini etniche - aiutarà veramente à sparghje", disse."Avemu sempre da avè una lente razziale", aghjunse, per assicurà chì ùn sviluppanu micca qualcosa chì hè vistu cum'è "solu neru" o "solu poviri".
A separazione di l'urina hè solu u primu passu per trasfurmà a sanità.A prossima parte hè di capisce ciò chì deve fà.In i zoni rurali, a ghjente pò almacenà in vasi per tumbà qualsiasi patogeni è poi appricà à i terreni agriculi.L'Organizazione Mondiale di a Salute face cunsiglii per questa pratica.
Ma l'ambiente urbanu hè più cumplicatu - questu hè induve a maiò parte di l'urina hè prodotta.Ùn saria micca praticu di custruisce parechji fognarii separati in tutta a cità per furnisce l'urina in un locu cintrali.È perchè l'urina hè circa 95 per centu acqua, hè troppu caru per almacenà è trasportu.Per quessa, i circadori si concentranu nantu à l'asciugatura, a cuncentrazione, o altrimenti l'estrazione di nutrienti da l'urina à u livellu di un toilette o di un edifiziu, lascendu l'acqua.
Ùn serà micca faciule, disse Larson.Da un puntu di vista di l'ingegneria, "piscia hè una mala suluzione", disse.In più di l'acqua, a maiuranza hè urea, un compostu riccu di nitrogenu chì u corpu pruduce cum'è un subproduttu di u metabolismu di a proteina.Urea hè utile per sè stessu: a versione sintetica hè un fertilizante di nitrogenu cumuni (vede Requisiti di nitrogenu).Ma hè ancu difficiule: quandu si cunghjunta cù l'acqua, l'urea si trasforma in ammonia, chì dà à l'urina u so odore caratteristicu.Se ùn hè micca attivatu, l'ammonia pò odore, contamina l'aria è caccià u nitrogenu preziosu.Catalizzata da l'ubiquitous enzyme urease, sta reazione, chjamata idrolisi di urea, pò piglià parechji microsecondi, facendu urease unu di l'enzimi più efficaci cunnisciuti.
Certi metudi permettenu di continuà l'idrolisi.I ricercatori di l'Eawag anu sviluppatu un prucessu avanzatu chì trasforma l'urina idrolizzata in una soluzione nutritiva cuncentrata.Prima, in l'aquarium, i microorganismi cunverte l'ammonia volatile in nitrate ammonium non volatile, un fertilizante cumuni.Allora u distillatore cuncentra u liquidu.Una filiale chjamata Vuna, ancu basata in Dübendorf, travaglia per cummercializà un sistema per l'edificazioni è un pruduttu chjamatu Aurin, chì hè statu appruvatu in Svizzera per e piante alimentari per a prima volta in u mondu.
Altri provanu di piantà a reazione di l'idrolisi aumentendu rapidamente o diminuendu u pH di l'urina, chì hè generalmente neutru quandu escretu.In u campus di l'Università di Michigan, Amore hè in partenariatu cù l'Istitutu di Abundanza di a Terra senza prufittu in Brattleboro, Vermont, per sviluppà un sistema per l'edificazioni chì elimina l'acidu citricu liquidu da i toilette divertenti è i toilette senza acqua.L'acqua spunta da l'urinale.L'urina hè poi cuncentrata da u congelamentu è u scongelu ripetutu5.
Una squadra di SLU guidata da l'ingenieru ambientale Bjorn Winneros in l'isula di Gotland hà sviluppatu un modu per asciucà l'urina in urea solida mischjata cù altri nutrienti.A squadra valuta u so ultimu prototipu, un toilette autoportante cù secadoru integratu, in a sede di a cumpagnia svedese di acqua è fognaria VA SYD in Malmö.
Altri metudi miranu nutrienti individuali in l'urina.Puderanu esse integrati più facilmente in e catene di furnimentu esistenti per i fertilizzanti è i chimichi industriali, dice l'ingegnere chimicu William Tarpeh, un ex postdoctorale in Love's chì hè avà in l'Università di Stanford in California.
Un metudu cumuni di restaurà u fosforu da l'urina idrolizzata hè l'aghjunzione di magnesiu, chì provoca a precipitazione di un fertilizante chjamatu struvite.Tarpeh hè sperimentatu cù granuli di materiale adsorbente chì ponu eliminà selectivamente nitrogenu cum'è ammonia6 o fosforu cum'è fosfatatu.U so sistema usa un fluidu diversu chjamatu regenerante chì scorri à traversu i palloncini dopu chì escenu.U rigenerante piglia i nutrienti è rinnuvà i boli per a prossima volta.Questu hè un metudu passiu, low-tech, ma i regenerati cummerciale sò male per l'ambiente.Avà u so squadra prova di fà prudutti più prezzu è più ecologicu (vede "Pollution of the Future").
Altri circadori sviluppanu modi per generà l'electricità mettendu l'urina in cellule di carburante microbiche.In Cape Town, Sudafrica, un altru squadra hà sviluppatu un metudu per fà mattoni di edifiziu micca cunvinziunali mischjendu l'urina, a sabbia è i batteri chì producenu ureasi in un muffa.Si calcificanu in ogni forma senza sparà.L'Agenzia Spaziale Europea cunsidereghja l'urina di l'astronauti cum'è una risorsa per custruisce l'abitazione nantu à a luna.
"Quandu pensu à u vastu futuru di u riciclamentu di l'urina è u riciclamentu di l'acqua residuale, vulemu esse capace di pruduce quant'è più prudutti pussibule", disse Tarpeh.
Cum'è i circadori perseguite una varietà di idee per commodificà l'urina, sanu chì hè una battaglia in salita, soprattuttu per una industria radicata.L'imprese di fertilizzanti è alimentari, agricultori, pruduttori di toilette è regulatori sò stati lenti per fà cambiamenti significativi à e so pratiche."Ci hè assai inerzia quì", disse Simcha.
Per esempiu, à l'Università di California, Berkeley, a stallazione di ricerca è educazione di u LAUFEN save!Chì include spese per architetti, custruzzione è rispettu di i regulamenti municipali - è questu ùn hè micca fattu ancu, hà dettu Kevin Ona, un ingegnere ambientale chì travaglia avà in l'Università di West Virginia in Morgantown.Ellu disse chì a mancanza di codici esistenti è rigulamenti creanu prublemi per a gestione di e facilità, cusì si unì à u gruppu chì sviluppava novi codici.
Una parte di l'inerzia pò esse dovuta à u timore di a resistenza di i cumpratori, ma un sondaghju di u 2021 di e persone in 16 paesi7 hà truvatu chì in lochi cum'è Francia, Cina è Uganda, a vuluntà di cunsumà alimenti furtificati cù l'urina era vicinu à u 80% (vede Will people eat. hè?').
Pam Elardo, chì guida l'Amministrazione di l'Acque Reflue cum'è amministratore delegatu di l'Agenzia di Proteczione Ambientale di a New York City, hà dettu chì sustene l'innuvazioni cum'è a diversione di l'urina, postu chì i scopi chjave di a so cumpagnia sò di riduce ancu a contaminazione è di riciclà e risorse.Ella aspetta chì per una cità cum'è New York, u metudu più praticu è costu-efficace di svià l'urina seranu sistemi off-grid in retrofit o novi edifici, supplementati da operazioni di mantenimentu è cullizzioni.Se l'innuvatori ponu risolve un prublema, "duveranu travaglià", disse.
In vista di sti progressi, Larsen predice chì a produzzione di massa è l'automatizazione di a tecnulugia di diversione di l'urina pò esse micca luntanu.Questu hà da migliurà u casu cummerciale per questa transizione à a gestione di i rifiuti.A diversione urinaria "hè a tecnica ghjusta", disse."Questa hè l'unica tecnulugia chì pò risolve i prublemi di manghjà in casa in un tempu raghjone.Ma a ghjente hà da fà a so mente ".
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