ขอขอบคุณที่เยี่ยมชม Nature.com เวอร์ชันเบราว์เซอร์ที่คุณใช้มีการรองรับ CSS ที่จำกัด เพื่อประสบการณ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์ที่อัปเดตแล้ว (หรือปิดใช้งานโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้ เพื่อให้มั่นใจว่าจะได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง เราจะแสดงผลไซต์โดยไม่ใช้รูปแบบและ JavaScript
เชลซี โวลด์เป็นนักข่าวอิสระที่อาศัยอยู่ในกรุงเฮก ประเทศเนเธอร์แลนด์ และเป็นผู้เขียน Daydream: An Urgent Global Quest to Change Toilets
ระบบห้องน้ำแบบพิเศษจะสกัดไนโตรเจนและสารอาหารอื่นๆ จากปัสสาวะเพื่อใช้เป็นปุ๋ยและผลิตภัณฑ์อื่นๆ เครดิตภาพ: MAK/Georg Mayer/EOOS NEXT
เกาะกอตแลนด์ซึ่งเป็นเกาะที่ใหญ่ที่สุดของสวีเดนมีน้ำจืดเพียงเล็กน้อย ในขณะเดียวกัน ประชาชนยังต้องต่อสู้กับมลพิษในระดับอันตรายจากระบบเกษตรกรรมและระบบบำบัดน้ำเสีย ซึ่งก่อให้เกิดการบานของสาหร่ายที่เป็นอันตรายรอบๆ ทะเลบอลติก สาหร่ายเหล่านี้สามารถฆ่าปลาและทำให้ผู้คนป่วยได้
เพื่อช่วยแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมชุดนี้ เกาะแห่งนี้ฝากความหวังไว้กับสารที่ไม่น่าจะเป็นไปได้ชนิดหนึ่งที่สามารถจับกับสิ่งแวดล้อมได้ นั่นก็คือ ปัสสาวะของมนุษย์
ตั้งแต่ปี 2021 ทีมวิจัยได้เริ่มทำงานร่วมกับบริษัทในท้องถิ่นที่ให้เช่าห้องน้ำเคลื่อนที่ โดยมีเป้าหมายที่จะรวบรวมปัสสาวะมากกว่า 70,000 ลิตรในระยะเวลา 3 ปีในโถปัสสาวะแบบไม่ใช้น้ำและห้องน้ำเฉพาะในสถานที่ต่างๆ หลายแห่งตลอดช่วงฤดูท่องเที่ยวฤดูร้อน ทีมวิจัยมาจากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์แห่งสวีเดน (SLU) ในอุปป์ซาลา ซึ่งได้แยกบริษัทที่ชื่อว่า Sanitation360 ออกไป โดยใช้กระบวนการที่นักวิจัยพัฒนาขึ้น พวกเขาทำให้ปัสสาวะแห้งเป็นก้อนคล้ายคอนกรีต จากนั้นจึงบดเป็นผงและอัดเป็นเม็ดปุ๋ยที่เหมาะกับอุปกรณ์ฟาร์มมาตรฐาน เกษตรกรในท้องถิ่นใช้ปุ๋ยเพื่อปลูกข้าวบาร์เลย์ จากนั้นจึงส่งไปยังโรงเบียร์เพื่อผลิตเบียร์ที่สามารถกลับเข้าสู่วงจรหลังจากบริโภค
Prithvi Simha วิศวกรเคมีที่ SLU และ CTO ของ Sanitation360 กล่าวว่าเป้าหมายของนักวิจัยคือ "ก้าวข้ามแนวคิดและนำปัสสาวะกลับมาใช้ใหม่ในทางปฏิบัติ" ในวงกว้าง เป้าหมายคือการสร้างแบบจำลองที่สามารถเลียนแบบได้ทั่วโลก "เป้าหมายของเราคือให้ทุกคน ทุกที่ ทำกิจกรรมนี้"
ในการทดลองที่เมืองกอตแลนด์ ข้าวบาร์เลย์ที่ได้รับปุ๋ยปัสสาวะ (ขวา) ถูกเปรียบเทียบกับต้นข้าวบาร์เลย์ที่ไม่ได้รับปุ๋ย (ตรงกลาง) และปุ๋ยแร่ธาตุ (ซ้าย) เครดิตภาพ: Jenna Senecal
โครงการ Gotland เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามทั่วโลกที่คล้ายคลึงกันในการแยกปัสสาวะออกจากน้ำเสียอื่นๆ และรีไซเคิลเป็นผลิตภัณฑ์ เช่น ปุ๋ย แนวทางปฏิบัตินี้ ซึ่งเรียกว่า การแยกปัสสาวะ กำลังได้รับการศึกษาโดยกลุ่มต่างๆ ในสหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย สวิตเซอร์แลนด์ เอธิโอเปีย และแอฟริกาใต้ เป็นต้น ความพยายามเหล่านี้ไม่ได้จำกัดอยู่แค่ห้องทดลองของมหาวิทยาลัยเท่านั้น โถปัสสาวะแบบไม่ใช้น้ำเชื่อมต่อกับระบบกำจัดขยะในชั้นใต้ดินของสำนักงานในโอเรกอนและเนเธอร์แลนด์ ปารีสมีแผนจะติดตั้งโถปัสสาวะแยกในพื้นที่นิเวศที่มีผู้อยู่อาศัย 1,000 คน ซึ่งกำลังก่อสร้างอยู่ในเขตที่ 14 ของเมือง สำนักงานอวกาศยุโรปจะติดตั้งโถปัสสาวะ 80 ห้องที่สำนักงานใหญ่ในปารีส ซึ่งจะเริ่มดำเนินการในช่วงปลายปีนี้ ผู้สนับสนุนการแยกปัสสาวะกล่าวว่าวิธีนี้สามารถนำไปใช้ในสถานที่ต่างๆ ตั้งแต่ฐานทัพชั่วคราวของทหารไปจนถึงค่ายผู้ลี้ภัย ศูนย์กลางเมืองที่มีฐานะร่ำรวย และสลัมที่แผ่กว้าง
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าการแยกปัสสาวะหากนำไปใช้ในวงกว้างทั่วโลกอาจส่งผลดีต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของประชาชนเป็นอย่างมาก ส่วนหนึ่งเป็นเพราะปัสสาวะอุดมไปด้วยสารอาหารที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อแหล่งน้ำ และสามารถใช้ใส่ปุ๋ยให้พืชผลหรือในกระบวนการอุตสาหกรรมได้ ซิมฮาประมาณการว่ามนุษย์ผลิตปัสสาวะได้เพียงพอที่จะทดแทนปุ๋ยไนโตรเจนและฟอสเฟตที่มีอยู่ประมาณหนึ่งในสี่ของโลก นอกจากนี้ ปัสสาวะยังมีโพแทสเซียมและธาตุอื่นๆ อีกหลายชนิด (ดู "ส่วนประกอบในปัสสาวะ") สิ่งที่ดีที่สุดก็คือ การไม่ทิ้งปัสสาวะลงท่อระบายน้ำจะช่วยให้คุณประหยัดน้ำได้มากและลดภาระของระบบท่อระบายน้ำที่เก่าและใช้งานหนักเกินไป
ผู้เชี่ยวชาญในสาขานี้กล่าวว่า ส่วนประกอบสำหรับแยกปัสสาวะจำนวนมากอาจพร้อมใช้งานอย่างแพร่หลายในไม่ช้านี้ เนื่องจากความก้าวหน้าของห้องน้ำและกลยุทธ์การกำจัดปัสสาวะ แต่ยังมีอุปสรรคใหญ่ต่อการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานในด้านพื้นฐานที่สุดด้านหนึ่งของชีวิต นักวิจัยและบริษัทต่างๆ จำเป็นต้องแก้ไขปัญหาต่างๆ มากมาย ตั้งแต่การปรับปรุงการออกแบบห้องน้ำแยกปัสสาวะ ไปจนถึงการทำให้ปัสสาวะสามารถประมวลผลได้ง่ายขึ้นและเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีคุณค่า ซึ่งอาจรวมถึงระบบบำบัดทางเคมีที่เชื่อมต่อกับห้องน้ำแต่ละห้องหรืออุปกรณ์ใต้ดินที่ให้บริการทั้งอาคาร และการให้บริการเพื่อการกู้คืนและการบำรุงรักษาผลิตภัณฑ์ที่เข้มข้นหรือแข็งตัวที่เกิดขึ้น (ดู "จากปัสสาวะสู่ผลิตภัณฑ์") นอกจากนี้ ยังมีปัญหาที่กว้างขึ้นเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงทางสังคมและการยอมรับ ซึ่งเชื่อมโยงกับทั้งข้อห้ามทางวัฒนธรรมในระดับต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับของเสียจากมนุษย์ และกับขนบธรรมเนียมที่ฝังรากลึกเกี่ยวกับน้ำเสียจากอุตสาหกรรมและระบบอาหาร
ในขณะที่สังคมกำลังเผชิญกับปัญหาการขาดแคลนพลังงาน น้ำ และวัตถุดิบสำหรับภาคเกษตรกรรมและอุตสาหกรรม การแยกและนำปัสสาวะกลับมาใช้ใหม่เป็น “ความท้าทายสำคัญต่อวิธีการจัดการสุขอนามัยของเรา” ลินน์ บรอดดัส นักชีววิทยาที่ปรึกษาความยั่งยืนประจำเมืองมินนิอาโปลิสกล่าว “แนวทางดังกล่าวจะมีความสำคัญเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ มินนิโซตา เขาเคยดำรงตำแหน่งประธานสหพันธ์กีฬาทางน้ำแห่งเมืองอเล็กซานเดรีย รัฐเวอร์จิเนีย ซึ่งเป็นสมาคมผู้เชี่ยวชาญด้านคุณภาพน้ำระดับโลก “อันที่จริงแล้ว แนวทางดังกล่าวมีคุณค่ามาก”
ครั้งหนึ่ง ปัสสาวะเป็นสินค้าที่มีค่า ในอดีต สังคมบางแห่งใช้ปัสสาวะเพื่อใส่ปุ๋ยพืช ทำหนัง ซักผ้า และผลิตดินปืน จากนั้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 รูปแบบการจัดการน้ำเสียแบบรวมศูนย์สมัยใหม่ก็เกิดขึ้นในบริเตนใหญ่และแพร่หลายไปทั่วโลก จนทำให้เกิดภาวะตาบอดจากการปัสสาวะในที่สุด
ในรุ่นนี้ โถส้วมจะใช้น้ำเพื่อระบายปัสสาวะ อุจจาระ และกระดาษชำระลงท่อระบายน้ำอย่างรวดเร็ว โดยผสมกับของเหลวอื่นๆ จากแหล่งน้ำในครัวเรือน อุตสาหกรรม และบางครั้งก็รวมถึงท่อระบายน้ำฝน ในโรงงานบำบัดน้ำเสียแบบรวมศูนย์ กระบวนการที่ใช้พลังงานมากจะใช้จุลินทรีย์ในการบำบัดน้ำเสีย
ขึ้นอยู่กับกฎระเบียบในท้องถิ่นและเงื่อนไขของโรงงานบำบัด น้ำเสียที่ถูกปล่อยออกมาจากกระบวนการนี้อาจยังคงมีไนโตรเจนและสารอาหารอื่นๆ รวมไปถึงสารปนเปื้อนอื่นๆ อยู่เป็นจำนวนมาก 57% ของประชากรโลกไม่ได้เชื่อมต่อกับระบบท่อระบายน้ำส่วนกลางเลย (ดู "น้ำเสียของมนุษย์")
นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเพื่อให้ระบบรวมศูนย์มีความยั่งยืนมากขึ้นและสร้างมลพิษน้อยลง แต่เริ่มจากสวีเดนในช่วงทศวรรษ 1990 นักวิจัยบางคนกำลังผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญยิ่งขึ้น ความก้าวหน้าในขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการเป็นเพียง "วิวัฒนาการอีกครั้งของสิ่งเดิมๆ" แนนซี เลิฟ วิศวกรสิ่งแวดล้อมจากมหาวิทยาลัยมิชิแกนที่แอนอาร์เบอร์กล่าว การแยกปัสสาวะจะ "เปลี่ยนแปลง" เธอกล่าว ในการศึกษาวิจัยที่ 1 ซึ่งจำลองระบบการจัดการน้ำเสียใน 3 รัฐของสหรัฐอเมริกา เธอและเพื่อนร่วมงานได้เปรียบเทียบระบบบำบัดน้ำเสียแบบเดิมกับระบบบำบัดน้ำเสียสมมติที่แยกปัสสาวะและใช้สารอาหารที่กู้คืนมาแทนปุ๋ยสังเคราะห์ พวกเขาประเมินว่าชุมชนที่ใช้การแยกปัสสาวะสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกโดยรวมได้ 47% การใช้พลังงานได้ 41% การใช้น้ำจืดได้ประมาณครึ่งหนึ่ง และลดมลพิษทางสารอาหารในน้ำเสียได้ 64%
อย่างไรก็ตาม แนวคิดนี้ยังคงเป็นกลุ่มเฉพาะและจำกัดอยู่เฉพาะในพื้นที่ปกครองตนเอง เช่น หมู่บ้านนิเวศน์สแกนดิเนเวีย อาคารนอกเมืองในชนบท และการพัฒนาในพื้นที่ที่มีรายได้น้อย
Tove Larsen วิศวกรเคมีจากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทางน้ำแห่งสหพันธรัฐสวิส (Eawag) ในเมืองดูเบนดอร์ฟ กล่าวว่าปัญหาส่วนใหญ่เกิดจากโถส้วมเอง โถส้วมแยกปัสสาวะส่วนใหญ่ซึ่งเปิดตัวสู่ตลาดครั้งแรกในช่วงทศวรรษ 1990 และ 2000 จะมีอ่างเล็กๆ อยู่ด้านหน้าเพื่อรองรับของเหลว ซึ่งต้องตั้งตำแหน่งอย่างระมัดระวัง นอกจากนี้ยังมีการออกแบบอื่นๆ เช่น สายพานลำเลียงที่เหยียบด้วยเท้า ซึ่งช่วยให้ปัสสาวะระบายออกได้ในขณะที่มูลสัตว์ถูกขนส่งไปยังถังปุ๋ยหมัก หรือเซ็นเซอร์ที่ควบคุมวาล์วเพื่อส่งปัสสาวะไปยังทางออกอื่น
ต้นแบบโถส้วมที่แยกปัสสาวะและทำให้แห้งเป็นผงกำลังถูกทดสอบที่สำนักงานใหญ่ของบริษัทน้ำและท่อน้ำเสีย VA SYD ของสวีเดนในเมืองมัลเมอ เครดิตภาพ: EOOS NEXT
ลาร์เซนกล่าวว่าโครงการทดลองและสาธิตในยุโรปนั้น ผู้คนไม่ยอมรับการใช้งานห้องน้ำ โดยบ่นว่าห้องน้ำมีขนาดใหญ่เกินไป มีกลิ่น และใช้งานไม่ได้ “เราเลิกสนใจเรื่องห้องน้ำไปแล้ว”
ความกังวลเหล่านี้ยังคงวนเวียนอยู่ในโครงการห้องน้ำแยกปัสสาวะครั้งใหญ่ครั้งแรกในเมือง Ethekwini ของแอฟริกาใต้ในช่วงทศวรรษ 2000 Anthony Odili ซึ่งศึกษาการจัดการด้านสุขภาพที่มหาวิทยาลัย KwaZulu-Natal ในเมืองเดอร์บัน กล่าวว่าการขยายพรมแดนของเมืองหลังยุคการแบ่งแยกสีผิวอย่างกะทันหันส่งผลให้ทางการเข้ายึดครองพื้นที่ชนบทที่ยากจนบางแห่งที่ไม่มีห้องน้ำและโครงสร้างพื้นฐานด้านน้ำ
หลังจากการระบาดของโรคอหิวาตกโรคในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2543 ทางการได้จัดสรรสถานที่สุขาภิบาลหลายแห่งอย่างรวดเร็ว ซึ่งต้องปฏิบัติตามข้อจำกัดทางการเงินและการปฏิบัติ รวมถึงห้องสุขาแห้งสำหรับแยกปัสสาวะประมาณ 80,000 ห้อง ซึ่งส่วนใหญ่ยังคงใช้งานอยู่จนถึงปัจจุบัน ปัสสาวะจะไหลลงสู่ดินจากใต้โถส้วม และอุจจาระจะลงเอยในสถานที่จัดเก็บที่ทางเมืองได้ดำเนินการกำจัดทิ้งทุก ๆ ห้าปีตั้งแต่ปี พ.ศ. 2559
Odili กล่าวว่าโครงการนี้ได้สร้างสิ่งอำนวยความสะดวกด้านสุขอนามัยที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นในพื้นที่ อย่างไรก็ตาม การวิจัยทางสังคมศาสตร์ได้ระบุถึงปัญหาหลายประการในโครงการนี้ แม้จะมีแนวคิดว่าห้องน้ำดีกว่าไม่มีเลย แต่การศึกษารวมถึงการศึกษาบางส่วนที่เขาเข้าร่วมในภายหลังแสดงให้เห็นว่าผู้ใช้ส่วนใหญ่ไม่ชอบห้องน้ำ Odili กล่าว ห้องน้ำหลายแห่งสร้างขึ้นด้วยวัสดุคุณภาพต่ำและไม่สะดวกสบายในการใช้งาน แม้ว่าในทางทฤษฎีแล้วห้องน้ำดังกล่าวควรจะป้องกันกลิ่นได้ แต่ปัสสาวะในห้องน้ำ eThekwini มักจะลงเอยในที่เก็บอุจจาระ ทำให้เกิดกลิ่นเหม็น Odili กล่าวว่าผู้คน "ไม่สามารถหายใจได้ตามปกติ" ยิ่งไปกว่านั้น ปัสสาวะไม่ได้ถูกใช้งานจริง
ในท้ายที่สุด ตามที่ Odili กล่าว การตัดสินใจนำห้องน้ำแห้งที่แยกปัสสาวะมาใช้เป็นการตัดสินใจจากบนลงล่างและไม่ได้คำนึงถึงความต้องการของผู้คน โดยส่วนใหญ่เป็นเพราะเหตุผลด้านสุขภาพของประชาชน การศึกษาวิจัยในปี 20173 พบว่าผู้ตอบแบบสอบถามของ eThekwini มากกว่า 95% ต้องการเข้าถึงห้องน้ำไร้กลิ่นที่สะดวกสบายซึ่งใช้โดยผู้อยู่อาศัยผิวขาวผู้มั่งคั่งในเมือง และหลายคนวางแผนที่จะติดตั้งห้องน้ำดังกล่าวเมื่อเงื่อนไขเอื้ออำนวย ในแอฟริกาใต้ ห้องน้ำเป็นสัญลักษณ์ของความไม่เท่าเทียมกันทางเชื้อชาติมาช้านาน
อย่างไรก็ตาม การออกแบบใหม่นี้สามารถก้าวข้ามขีดจำกัดของระบบปัสสาวะได้ ในปี 2017 บริษัทออกแบบ EOOS ของออสเตรีย (ซึ่งแยกตัวออกมาจาก EOOS Next) นำโดยนักออกแบบ Harald Grundl ร่วมกับ Larsen และคนอื่นๆ ได้เปิดตัวกับดักปัสสาวะ ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้ไม่ต้องเล็ง และฟังก์ชันการปัสสาวะแทบจะมองไม่เห็น (ดู “โถส้วมแบบใหม่”)
การกระทำดังกล่าวใช้แนวโน้มของน้ำที่จะเกาะติดอยู่บนพื้นผิว (เรียกว่าปรากฏการณ์กาต้มน้ำ เนื่องจากทำหน้าที่เหมือนกาต้มน้ำที่หยดน้ำลงมาอย่างไม่ถนัด) เพื่อส่งปัสสาวะจากด้านหน้าโถส้วมลงไปในรูแยกต่างหาก (ดู "วิธีรีไซเคิลปัสสาวะ") Urine Trap ได้รับการพัฒนาโดยได้รับทุนจากมูลนิธิ Bill & Melinda Gates Foundation ในเมืองซีแอตเทิล รัฐวอชิงตัน ซึ่งสนับสนุนการวิจัยด้านนวัตกรรมห้องน้ำสำหรับผู้มีรายได้น้อยเป็นจำนวนมาก โดยสามารถนำไปติดตั้งในผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้ตั้งแต่รุ่นฐานเซรามิกระดับไฮเอนด์ไปจนถึงโถส้วมนั่งยองแบบพลาสติก Urine Trap ได้รับการพัฒนาโดยได้รับทุนจากมูลนิธิ Bill & Melinda Gates Foundation ในเมืองซีแอตเทิล รัฐวอชิงตัน ซึ่งสนับสนุนการวิจัยด้านนวัตกรรมห้องน้ำสำหรับผู้มีรายได้น้อยเป็นจำนวนมาก โดยสามารถนำไปติดตั้งในผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้ตั้งแต่รุ่นฐานเซรามิกระดับไฮเอนด์ไปจนถึงโถส้วมนั่งยองแบบพลาสติก กับดักปัสสาวะได้รับการพัฒนาโดยได้รับทุนจากมูลนิธิ Bill & Melinda Gates ในเมืองซีแอตเทิล รัฐวอชิงตัน ซึ่งสนับสนุนการวิจัยนวัตกรรมห้องน้ำสำหรับผู้มีรายได้น้อยหลายประเภท โดยสามารถนำไปติดตั้งกับสิ่งของต่างๆ ได้ตั้งแต่โมเดลที่มีฐานรองเซรามิกไปจนถึงโถส้วมนั่งยองที่ทำจากพลาสติกหม้อ. ตัวเก็บปัสสาวะได้รับการพัฒนาโดยได้รับทุนจากมูลนิธิ Bill & Melinda Gates Foundation ในเมืองซีแอตเทิล รัฐวอชิงตัน ซึ่งสนับสนุนการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับนวัตกรรมห้องน้ำสำหรับผู้มีรายได้น้อย โดยสามารถติดตั้งตัวเก็บปัสสาวะได้กับทุกสิ่งตั้งแต่รุ่นเซรามิกระดับไฮเอนด์ไปจนถึงถาดส้วมนั่งยองแบบพลาสติกผู้ผลิตสัญชาติสวิส LAUFEN กำลังเปิดตัวผลิตภัณฑ์ชื่อ “Save!” สำหรับตลาดยุโรปแล้ว ถึงแม้ว่าต้นทุนจะสูงเกินไปสำหรับผู้บริโภคหลายรายก็ตาม
นอกจากนี้ มหาวิทยาลัย KwaZulu-Natal และสภาเมือง eThekwini ยังได้ทดสอบโถส้วมดักปัสสาวะรุ่นต่างๆ ที่สามารถเบี่ยงปัสสาวะและชะล้างอนุภาคออกไปได้ ในครั้งนี้ การศึกษาจะเน้นไปที่ผู้ใช้งานมากขึ้น Odie มองในแง่ดีว่าผู้คนจะชอบโถส้วมเบี่ยงปัสสาวะรุ่นใหม่นี้มากกว่าเพราะมีกลิ่นที่ดีกว่าและใช้งานง่ายกว่า แต่เขาตั้งข้อสังเกตว่าผู้ชายต้องนั่งปัสสาวะ ซึ่งถือเป็นการเปลี่ยนแปลงทางวัฒนธรรมครั้งใหญ่ แต่หากโถส้วม "ได้รับการนำไปใช้และนำไปใช้ในชุมชนที่มีรายได้สูง - โดยผู้คนที่มีภูมิหลังทางชาติพันธุ์ที่แตกต่างกัน - ก็จะช่วยแพร่กระจายไปได้อย่างมาก" เขากล่าว "เราต้องมองในแง่มุมของเชื้อชาติอยู่เสมอ" เขากล่าวเสริม เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่เกิดการพัฒนาสิ่งที่ถูกมองว่า "เฉพาะคนดำ" หรือ "เฉพาะคนจน"
การแยกปัสสาวะเป็นเพียงขั้นตอนแรกในการเปลี่ยนแปลงระบบสุขาภิบาล ขั้นตอนต่อไปคือการหาแนวทางในการแก้ปัญหา ในพื้นที่ชนบท ผู้คนสามารถเก็บปัสสาวะไว้ในถังเพื่อฆ่าเชื้อโรค แล้วจึงนำไปฉีดพ่นในพื้นที่เกษตรกรรม องค์การอนามัยโลกได้แนะนำแนวทางปฏิบัตินี้
แต่สภาพแวดล้อมในเมืองมีความซับซ้อนกว่ามาก เนื่องจากเป็นแหล่งผลิตปัสสาวะส่วนใหญ่ การสร้างท่อระบายน้ำแยกกันหลายแห่งทั่วเมืองเพื่อส่งปัสสาวะไปยังสถานที่กลางแห่งนั้นไม่สามารถทำได้ในทางปฏิบัติ และเนื่องจากปัสสาวะประกอบด้วยน้ำประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ จึงมีค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บและขนส่งสูงเกินไป ดังนั้น นักวิจัยจึงมุ่งเน้นไปที่การทำให้แห้ง ทำให้เข้มข้นขึ้น หรือสกัดสารอาหารจากปัสสาวะในระดับห้องน้ำหรืออาคาร โดยปล่อยให้มีน้ำเหลืออยู่
ลาร์สันกล่าวว่ามันจะไม่ง่ายเลย จากมุมมองด้านวิศวกรรม เธอกล่าวว่า “ปัสสาวะเป็นทางออกที่ไม่ดี” นอกจากน้ำแล้ว ยูเรียเป็นสารประกอบไนโตรเจนที่ร่างกายผลิตขึ้นเป็นผลพลอยได้จากการเผาผลาญโปรตีน ยูเรียมีประโยชน์ในตัวเอง ยูเรียสังเคราะห์เป็นปุ๋ยไนโตรเจนทั่วไป (ดูข้อกำหนดไนโตรเจน) แต่ก็ยุ่งยากเช่นกัน เมื่อผสมกับน้ำ ยูเรียจะเปลี่ยนเป็นแอมโมเนีย ซึ่งทำให้ปัสสาวะมีกลิ่นเฉพาะตัว หากไม่ได้เปิดใช้งาน แอมโมเนียจะส่งกลิ่น ทำให้เกิดมลภาวะในอากาศ และดึงไนโตรเจนที่มีค่าออกไป ปฏิกิริยานี้ซึ่งถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ยูเรียซึ่งมีอยู่ทั่วไป เรียกว่าการไฮโดรไลซิสยูเรีย อาจใช้เวลาหลายไมโครวินาที ทำให้ยูเรียกลายเป็นเอนไซม์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดชนิดหนึ่งที่รู้จัก
วิธีการบางอย่างช่วยให้กระบวนการไฮโดรไลซิสดำเนินต่อไปได้ นักวิจัยของ Eawag ได้พัฒนาขั้นตอนขั้นสูงที่เปลี่ยนปัสสาวะที่ผ่านการไฮโดรไลซิสให้กลายเป็นสารละลายธาตุอาหารเข้มข้น ขั้นแรก ในตู้ปลา จุลินทรีย์จะแปลงแอมโมเนียระเหยเป็นแอมโมเนียมไนเตรตที่ไม่ระเหย ซึ่งเป็นปุ๋ยทั่วไป จากนั้นเครื่องกลั่นจะทำให้ของเหลวเข้มข้นขึ้น บริษัทในเครือที่ชื่อ Vuna ซึ่งมีสำนักงานใหญ่ในเมืองดูเบินดอร์ฟเช่นกัน กำลังดำเนินการนำระบบสำหรับอาคารและผลิตภัณฑ์ชื่อ Aurin ออกสู่ตลาด ซึ่งได้รับการอนุมัติในสวิตเซอร์แลนด์สำหรับพืชอาหารเป็นครั้งแรกในโลก
คนอื่นๆ พยายามหยุดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสโดยการเพิ่มหรือลดค่า pH ของปัสสาวะอย่างรวดเร็ว ซึ่งโดยปกติแล้วค่า pH จะเป็นกลางเมื่อขับออกมา ในมหาวิทยาลัยมิชิแกน Love กำลังจับมือกับสถาบัน Earth Abundance ซึ่งเป็นองค์กรไม่แสวงหากำไรในเมืองแบรตเทิลโบโร รัฐเวอร์มอนต์ เพื่อพัฒนาระบบสำหรับอาคารที่ขจัดกรดซิตริกเหลวออกจากโถส้วมแยกส่วนและโถส้วมไร้น้ำ น้ำจะพุ่งออกมาจากโถปัสสาวะ จากนั้นปัสสาวะจะถูกทำให้เข้มข้นขึ้นโดยการแช่แข็งและละลายซ้ำๆ5
ทีม SLU ซึ่งนำโดยวิศวกรสิ่งแวดล้อม Bjorn Winneros บนเกาะ Gotland ได้พัฒนาวิธีการทำให้ปัสสาวะแห้งเป็นยูเรียแข็งผสมกับสารอาหารอื่นๆ ทีมกำลังประเมินต้นแบบล่าสุดซึ่งเป็นโถส้วมแบบตั้งพื้นพร้อมเครื่องอบผ้าในตัวที่สำนักงานใหญ่ของบริษัท VA SYD ซึ่งเป็นบริษัทจัดการน้ำเสียของสวีเดนในเมืองมัลเมอ
วิธีการอื่นๆ จะมุ่งเป้าไปที่สารอาหารแต่ละชนิดในปัสสาวะ สารอาหารเหล่านี้สามารถรวมเข้ากับห่วงโซ่อุปทานที่มีอยู่สำหรับปุ๋ยและสารเคมีในอุตสาหกรรมได้ง่ายขึ้น วิลเลียม ทาร์เพห์ วิศวกรเคมี อดีตนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ Love's ซึ่งปัจจุบันเรียนอยู่ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในแคลิฟอร์เนีย กล่าว
วิธีทั่วไปในการฟื้นฟูฟอสฟอรัสจากปัสสาวะที่ผ่านการไฮโดรไลซ์คือการเติมแมกนีเซียม ซึ่งทำให้เกิดการตกตะกอนของปุ๋ยที่เรียกว่าสตรูไวท์ Tarpeh กำลังทดลองใช้เม็ดวัสดุดูดซับที่สามารถกำจัดไนโตรเจนในรูปแอมโมเนีย6 หรือฟอสฟอรัสในรูปฟอสเฟตได้อย่างเลือกสรร ระบบของเขาใช้ของเหลวอีกชนิดหนึ่งที่เรียกว่ารีเจนเนอเรเตอร์ ซึ่งจะไหลผ่านลูกโป่งหลังจากที่ลูกโป่งหมด รีเจนเนอเรเตอร์จะนำสารอาหารไปเติมและฟื้นฟูลูกโป่งสำหรับรอบต่อไป นี่เป็นวิธีการแบบพาสซีฟที่ใช้เทคโนโลยีต่ำ แต่รีเจนเนอเรเตอร์เชิงพาณิชย์นั้นไม่ดีต่อสิ่งแวดล้อม ปัจจุบัน ทีมงานของเขาพยายามผลิตผลิตภัณฑ์ที่ถูกกว่าและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น (ดู “มลพิษในอนาคต”)
นักวิจัยคนอื่นๆ กำลังพัฒนาวิธีสร้างไฟฟ้าโดยการนำปัสสาวะใส่ในเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ ในเมืองเคปทาวน์ ประเทศแอฟริกาใต้ ทีมวิจัยอีกทีมหนึ่งได้พัฒนาวิธีสร้างอิฐก่อสร้างที่ไม่ธรรมดาโดยผสมปัสสาวะ ทราย และแบคทีเรียที่ผลิตยูเรียสลงในแม่พิมพ์ แบคทีเรียเหล่านี้จะเปลี่ยนเป็นรูปร่างต่างๆ ได้โดยไม่ต้องเผา สำนักงานอวกาศยุโรปกำลังพิจารณาใช้ปัสสาวะของนักบินอวกาศเป็นทรัพยากรสำหรับสร้างที่อยู่อาศัยบนดวงจันทร์
“เมื่อฉันคิดถึงอนาคตอันกว้างไกลของการรีไซเคิลปัสสาวะและรีไซเคิลน้ำเสีย เราต้องการที่จะผลิตสินค้าได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้” ทาร์เปห์กล่าว
ในขณะที่นักวิจัยพยายามค้นหาแนวคิดต่างๆ เพื่อเปลี่ยนปัสสาวะให้เป็นสินค้า พวกเขารู้ดีว่ามันเป็นงานที่ยากลำบาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมที่เติบโตอย่างมั่นคง บริษัทปุ๋ยและอาหาร เกษตรกร ผู้ผลิตโถส้วม และหน่วยงานกำกับดูแล ต่างก็ล่าช้าในการเปลี่ยนแปลงแนวทางปฏิบัติของตนอย่างมีนัยสำคัญ “มีแรงเฉื่อยมากมายในเรื่องนี้” ซิมชา กล่าว
ตัวอย่างเช่น ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ การติดตั้งระบบวิจัยและการศึกษา LAUFEN save! ซึ่งรวมถึงการใช้จ่ายกับสถาปนิก การก่อสร้าง และการปฏิบัติตามกฎระเบียบของเทศบาล ซึ่งยังไม่เสร็จสิ้น เควิน โอนา วิศวกรสิ่งแวดล้อมซึ่งปัจจุบันทำงานที่มหาวิทยาลัยเวสต์เวอร์จิเนียในมอร์แกนทาวน์ กล่าว เขาบอกว่าการขาดกฎระเบียบและข้อบังคับที่มีอยู่ก่อให้เกิดปัญหาในการบริหารจัดการสิ่งอำนวยความสะดวก ดังนั้น เขาจึงเข้าร่วมกลุ่มที่กำลังพัฒนากฎระเบียบใหม่
ส่วนหนึ่งของความเฉื่อยชาอาจเกิดจากความกลัวต่อการต่อต้านของผู้ซื้อ แต่ผลสำรวจผู้คนใน 16 ประเทศในปี 20217 พบว่าในสถานที่อย่างฝรั่งเศส จีน และยูกันดา ความเต็มใจที่จะบริโภคอาหารที่เสริมปัสสาวะนั้นอยู่ที่เกือบ 80% (ดู "ผู้คนจะกินมันหรือไม่")
แพม เอลาร์โด หัวหน้าฝ่ายบริหารจัดการน้ำเสียในฐานะรองผู้บริหารของสำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมแห่งนครนิวยอร์ก กล่าวว่าเธอสนับสนุนนวัตกรรมต่างๆ เช่น การแยกปัสสาวะ เนื่องจากบริษัทของเธอมีเป้าหมายหลักในการลดมลพิษและรีไซเคิลทรัพยากรมากขึ้น เธอคาดหวังว่าสำหรับเมืองอย่างนิวยอร์ก วิธีการแยกปัสสาวะที่ใช้งานได้จริงและคุ้มต้นทุนที่สุดจะเป็นระบบนอกโครงข่ายในการปรับปรุงหรือสร้างอาคารใหม่ เสริมด้วยการบำรุงรักษาและการดำเนินการเก็บรวบรวม หากผู้คิดค้นนวัตกรรมสามารถแก้ปัญหาได้ "พวกเขาควรจะทำงาน" เธอกล่าว
จากความก้าวหน้าเหล่านี้ ลาร์เซนคาดการณ์ว่าการผลิตจำนวนมากและการใช้ระบบอัตโนมัติของเทคโนโลยีการแยกปัสสาวะอาจไม่ไกลเกินเอื้อม ซึ่งจะช่วยปรับปรุงกรณีทางธุรกิจสำหรับการเปลี่ยนแปลงไปสู่การจัดการขยะ การแยกปัสสาวะ “เป็นเทคนิคที่ถูกต้อง” เธอกล่าว “นี่เป็นเทคโนโลยีเดียวเท่านั้นที่สามารถแก้ปัญหาการกินอาหารที่บ้านได้ในระยะเวลาที่เหมาะสม แต่ผู้คนต้องตัดสินใจ”
ฮิลตัน, เอสพี, คีโอเลียน, จีเอ, ไดเกอร์, จีที, โจว, บี. และเลิฟ, เอ็นจี เอ็นไวรอน ฮิลตัน, เอสพี, คีโอเลียน, จีเอ, ไดเกอร์, จีที, โจว, บี. และเลิฟ, เอ็นจี เอ็นไวรอนฮิลตัน, เอสพี, คีโอเลยัน, จอร์เจีย, ดิกเกอร์, จีที, โจว, บี. และเลิฟ, เอ็นจี เอ็นไวรอน ฮิลตัน, เอสพี, คีโอเลียน, จีเอ, ไดเกอร์, จีที, โจว, บี. แอนด์ เลิฟ, เอ็นจี เอ็นไวรอน ฮิลตัน, เอสพี, คีโอเลียน, จีเอ, ไดเกอร์, จีที, โจว, บี. แอนด์ เลิฟ, เอ็นจี เอ็นไวรอนฮิลตัน, เอสพี, คีโอเลยัน, จอร์เจีย, ดิกเกอร์, จีที, โจว, บี. และเลิฟ, เอ็นจี เอ็นไวรอนวิทยาศาสตร์. เทคโนโลยี. 55, 593–603 (2021).
Sutherland, K. et al. รอยประทับของโถส้วมแยกน้ำ ระยะที่ 2: การเผยแพร่แผนการตรวจสอบ UDDT ของเมืองเอเธกวินี (มหาวิทยาลัย KwaZulu-Natal, 2018)
Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ วอเตอร์สนิท Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ วอเตอร์สนิทมไคซ เอ็น, เทย์เลอร์ เอ็ม, อูเดิร์ต เคเอ็ม, กุนเดน ทีจี. และบัคลี่ย์ ซีเอเจ วอเตอร์สนิท Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ Water Sanit Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ วอเตอร์สนิทมไคซ เอ็น, เทย์เลอร์ เอ็ม, อูเดิร์ต เคเอ็ม, กุนเดน ทีจี. และบัคลี่ย์ ซีเอเจ วอเตอร์สนิทการจัดการการแลกเปลี่ยน 7, 111–120 (2017)
มาซเซ, แอล., เซียนซี, เอ็ม., เบนินี, เอส. & ซิอูร์ลี, เอส. แองเจว มาซเซ, แอล., เซียนซี, เอ็ม., เบนินี, เอส. & ซิอูร์ลี, เอส. แองเจว Mazzei, L., Cianci, M., Benini, S. & Churli, S. Angue Mazzei, L., Cianci, M., Benini, S. & Ciurli, S. Angew Mazzei, L., Cianci, M., Benini, S. & Ciurli, S. Angew Mazzei, L., Cianci, M., Benini, S. & Churli, S. Angueสารเคมี. International Paradise English. 58, 7415–7419 (2019).
Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg โน-เฮย์ส, เอ. , โฮมเยอร์ , RJ , เดวิส , AP & Love , NG ACS EST Engg Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg โน-เฮย์ส, เอ. , โฮมเยอร์ , RJ , เดวิส , AP & Love , NG ACS EST Engg Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg โน-เฮย์ส, เอ. , โฮมเยอร์ , RJ , เดวิส , AP & Love , NG ACS EST Engg Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg โน-เฮย์ส, เอ. , โฮมเยอร์ , RJ , เดวิส , AP & Love , NG ACS EST Engghttps://doi.org/10.1021/access.1c00271 (2021 г.).