ขอบคุณที่เยี่ยมชม Nature.com เบราว์เซอร์เวอร์ชันที่คุณใช้มีการรองรับ CSS ที่จำกัด เพื่อประสบการณ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์ที่อัปเดตแล้ว (หรือปิดใช้งานโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้ เพื่อให้มั่นใจว่าการสนับสนุนจะดำเนินต่อไป เราจะแสดงผลเว็บไซต์โดยไม่ใช้สไตล์และ JavaScript
เชลซี โวลด์เป็นนักข่าวอิสระที่อาศัยอยู่ในกรุงเฮก ประเทศเนเธอร์แลนด์ และเป็นผู้เขียนหนังสือ Daydream: An Urgent Global Quest to Change Toilets
ระบบสุขภัณฑ์เฉพาะทางจะสกัดไนโตรเจนและสารอาหารอื่นๆ ออกจากปัสสาวะเพื่อนำไปใช้เป็นปุ๋ยและผลิตภัณฑ์อื่นๆ เครดิตภาพ: MAK/Georg Mayer/EOOS NEXT
เกาะกอตแลนด์ ซึ่งเป็นเกาะที่ใหญ่ที่สุดของสวีเดน มีน้ำจืดอยู่เพียงเล็กน้อย ขณะเดียวกัน ประชาชนกำลังเผชิญกับมลพิษในระดับอันตรายจากภาคเกษตรกรรมและระบบบำบัดน้ำเสีย ซึ่งก่อให้เกิดการบานสะพรั่งของสาหร่ายที่เป็นอันตรายรอบทะเลบอลติก สาหร่ายเหล่านี้สามารถฆ่าปลาและทำให้ผู้คนเจ็บป่วยได้
เพื่อช่วยแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมชุดนี้ เกาะแห่งนี้ฝากความหวังไว้กับสารที่ไม่น่าจะเป็นไปได้ชนิดหนึ่งที่สามารถจับกับสิ่งแวดล้อมได้ นั่นก็คือ ปัสสาวะของมนุษย์
ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2564 ทีมวิจัยได้เริ่มทำงานร่วมกับบริษัทท้องถิ่นแห่งหนึ่งที่ให้บริการเช่าห้องน้ำเคลื่อนที่ โดยมีเป้าหมายที่จะเก็บปัสสาวะมากกว่า 70,000 ลิตร เป็นระยะเวลา 3 ปี ในโถปัสสาวะแบบไม่ใช้น้ำและห้องน้ำเฉพาะทางในหลายพื้นที่ตลอดช่วงฤดูท่องเที่ยวฤดูร้อน ทีมวิจัยมาจากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์สวีเดน (SLU) ในเมืองอุปซอลา ซึ่งได้แยกตัวออกมาเป็นบริษัทชื่อ Sanitation360 โดยใช้กระบวนการที่นักวิจัยพัฒนาขึ้น พวกเขานำปัสสาวะไปตากแห้งเป็นก้อนคล้ายคอนกรีต จากนั้นนำไปบดเป็นผงและอัดเป็นเม็ดปุ๋ยที่เหมาะกับอุปกรณ์การเกษตรมาตรฐาน เกษตรกรในท้องถิ่นนำปุ๋ยไปปลูกข้าวบาร์เลย์ จากนั้นจึงส่งไปยังโรงเบียร์เพื่อผลิตเบียร์เอลที่สามารถกลับเข้าสู่วงจรได้หลังจากการบริโภค
ปริถวี ซิมฮา วิศวกรเคมีประจำมหาวิทยาลัยเซนต์หลุยส์ (SLU) และประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยี (CTO) ของ Sanitation360 กล่าวว่า เป้าหมายของนักวิจัยคือ “ก้าวข้ามแนวคิดและนำปัสสาวะกลับมาใช้ใหม่ในทางปฏิบัติ” ในวงกว้าง เป้าหมายคือการสร้างแบบจำลองที่สามารถนำไปปฏิบัติได้ทั่วโลก “เป้าหมายของเราคือให้ทุกคน ทุกที่ ได้ทำแบบฝึกหัดนี้”
ในการทดลองที่เกาะก็อตแลนด์ ข้าวบาร์เลย์ที่ใส่ปุ๋ยปัสสาวะ (ขวา) ถูกนำมาเปรียบเทียบกับต้นที่ไม่ได้รับปุ๋ย (กลาง) และปุ๋ยแร่ธาตุ (ซ้าย) เครดิตภาพ: เจนนา เซเนกัล
โครงการ Gotland เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามระดับโลกที่คล้ายคลึงกันในการแยกปัสสาวะออกจากน้ำเสียอื่นๆ และนำกลับมาใช้ใหม่เป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ปุ๋ย แนวทางปฏิบัตินี้ ซึ่งรู้จักกันในชื่อ “การเบี่ยงปัสสาวะ” กำลังได้รับการศึกษาโดยกลุ่มต่างๆ ในสหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย สวิตเซอร์แลนด์ เอธิโอเปีย และแอฟริกาใต้ รวมถึงประเทศอื่นๆ ความพยายามเหล่านี้ไม่ได้จำกัดอยู่แค่ในห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัยเท่านั้น โถปัสสาวะแบบไม่ใช้น้ำถูกเชื่อมต่อกับระบบกำจัดขยะในชั้นใต้ดินของสำนักงานในรัฐโอเรกอนและเนเธอร์แลนด์ ปารีสวางแผนที่จะติดตั้งโถปัสสาวะเบี่ยงปัสสาวะในเขตนิเวศที่มีประชากร 1,000 คน ซึ่งกำลังก่อสร้างในเขตที่ 14 ของกรุงปารีส องค์การอวกาศยุโรป (European Space Agency) จะติดตั้งโถปัสสาวะ 80 ห้องที่สำนักงานใหญ่ในกรุงปารีส ซึ่งจะเริ่มดำเนินการในปลายปีนี้ ผู้สนับสนุนการเบี่ยงปัสสาวะกล่าวว่า วิธีนี้อาจนำไปใช้ประโยชน์ได้ในหลายพื้นที่ ตั้งแต่ฐานทัพชั่วคราวของทหาร ไปจนถึงค่ายผู้ลี้ภัย ศูนย์กลางเมืองที่มั่งคั่ง และสลัมที่แผ่กว้าง
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า หากนำปัสสาวะไปใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวางทั่วโลก จะก่อให้เกิดประโยชน์มหาศาลต่อสิ่งแวดล้อมและสาธารณสุข ส่วนหนึ่งเป็นเพราะปัสสาวะอุดมไปด้วยสารอาหารที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อแหล่งน้ำ และสามารถนำมาใช้เป็นปุ๋ยพืชผลหรือในกระบวนการอุตสาหกรรมได้ ซิมฮาประเมินว่ามนุษย์ผลิตปัสสาวะได้มากพอที่จะทดแทนปุ๋ยไนโตรเจนและฟอสเฟตที่มีอยู่ในปัจจุบันของโลกได้ประมาณหนึ่งในสี่ นอกจากนี้ยังประกอบด้วยโพแทสเซียมและธาตุอาหารรองอีกมากมาย (ดู “ส่วนประกอบในปัสสาวะ”) สิ่งที่ดีที่สุดคือการไม่ทิ้งปัสสาวะลงท่อระบายน้ำ จะช่วยประหยัดน้ำได้มากและลดภาระของระบบท่อระบายน้ำที่เก่าและใช้งานหนักเกินไป
ผู้เชี่ยวชาญในสาขานี้ระบุว่า ส่วนประกอบต่างๆ ของระบบเบี่ยงปัสสาวะอาจพร้อมใช้งานอย่างแพร่หลายในไม่ช้านี้ ด้วยความก้าวหน้าของสุขภัณฑ์และกลยุทธ์การกำจัดปัสสาวะ อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงพื้นฐานในด้านพื้นฐานที่สุดด้านหนึ่งของชีวิตก็ยังมีอุปสรรคสำคัญ นักวิจัยและบริษัทต่างๆ จำเป็นต้องจัดการกับความท้าทายมากมาย ตั้งแต่การปรับปรุงการออกแบบสุขภัณฑ์เบี่ยงปัสสาวะ ไปจนถึงการทำให้ปัสสาวะง่ายต่อการย่อยสลายและเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีคุณค่า ซึ่งอาจรวมถึงระบบบำบัดทางเคมีที่เชื่อมต่อกับสุขภัณฑ์ส่วนบุคคลหรืออุปกรณ์ใต้ดินที่ให้บริการทั่วทั้งอาคาร และการให้บริการสำหรับการกู้คืนและบำรุงรักษาผลิตภัณฑ์ที่เข้มข้นหรือแข็งตัว (ดู “จากปัสสาวะสู่ผลิตภัณฑ์”) นอกจากนี้ ยังมีประเด็นที่กว้างขึ้นเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงทางสังคมและการยอมรับ ซึ่งเชื่อมโยงกับทั้งข้อห้ามทางวัฒนธรรมที่หลากหลายที่เกี่ยวข้องกับของเสียจากมนุษย์ และขนบธรรมเนียมที่ฝังรากลึกเกี่ยวกับระบบบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมและระบบอาหาร
ขณะที่สังคมกำลังเผชิญกับปัญหาการขาดแคลนพลังงาน น้ำ และวัตถุดิบสำหรับภาคเกษตรกรรมและอุตสาหกรรม การเปลี่ยนเส้นทางปัสสาวะและการนำกลับมาใช้ใหม่เป็น “ความท้าทายสำคัญต่อวิธีการจัดการสุขอนามัยของเรา” ลินน์ บรอดดัส นักชีววิทยา ที่ปรึกษาด้านความยั่งยืนประจำมินนีแอโพลิส กล่าว “แนวทางนี้จะมีความสำคัญเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ในรัฐมินนิโซตา เขาเคยดำรงตำแหน่งประธานสหพันธ์สัตว์น้ำแห่งอเล็กซานเดรีย รัฐเวอร์จิเนีย ซึ่งเป็นสมาคมผู้เชี่ยวชาญด้านคุณภาพน้ำระดับโลก “อันที่จริงแล้วมันเป็นสิ่งที่มีคุณค่า”
กาลครั้งหนึ่ง ปัสสาวะเป็นสินค้าที่มีค่า ในอดีต บางสังคมใช้ปัสสาวะเป็นปุ๋ยพืช ทำหนัง ซักผ้า และผลิตดินปืน ต่อมาในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 รูปแบบการจัดการน้ำเสียแบบรวมศูนย์สมัยใหม่ได้เกิดขึ้นในสหราชอาณาจักรและแพร่หลายไปทั่วโลก จนนำไปสู่ภาวะที่เรียกว่าภาวะตาบอดปัสสาวะ
ในรูปแบบนี้ โถส้วมใช้น้ำเพื่อระบายปัสสาวะ อุจจาระ และกระดาษชำระลงท่อระบายน้ำอย่างรวดเร็ว ซึ่งผสมกับของเหลวอื่นๆ จากแหล่งน้ำในครัวเรือน อุตสาหกรรม และบางครั้งอาจรวมถึงท่อระบายน้ำฝน ในโรงบำบัดน้ำเสียส่วนกลาง กระบวนการที่ใช้พลังงานมากจะใช้จุลินทรีย์ในการบำบัดน้ำเสีย
ขึ้นอยู่กับกฎระเบียบและเงื่อนไขในท้องถิ่นของโรงงานบำบัด น้ำเสียที่ปล่อยออกมาจากกระบวนการนี้อาจยังคงมีไนโตรเจนและสารอาหารอื่นๆ ในปริมาณมาก รวมถึงสารปนเปื้อนอื่นๆ อีกด้วย 57% ของประชากรโลกไม่ได้เชื่อมต่อกับระบบท่อระบายน้ำส่วนกลางเลย (ดู “น้ำเสียของมนุษย์”)
นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเพื่อให้ระบบรวมศูนย์มีความยั่งยืนมากขึ้นและก่อมลพิษน้อยลง แต่เริ่มจากสวีเดนในช่วงทศวรรษ 1990 นักวิจัยบางคนกำลังผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญยิ่งขึ้น ความก้าวหน้าที่ปลายท่อส่งน้ำเป็น "เพียงวิวัฒนาการอีกประการหนึ่งของสิ่งเดิมๆ" แนนซี เลิฟ วิศวกรสิ่งแวดล้อมจากมหาวิทยาลัยมิชิแกน แอนอาร์เบอร์ กล่าว การเปลี่ยนเส้นทางปัสสาวะจะเป็น "การเปลี่ยนแปลง" เธอกล่าว ในการศึกษาที่ 1 ซึ่งจำลองระบบการจัดการน้ำเสียในสามรัฐของสหรัฐอเมริกา เธอและเพื่อนร่วมงานได้เปรียบเทียบระบบบำบัดน้ำเสียแบบเดิมกับระบบบำบัดน้ำเสียสมมุติฐานที่เปลี่ยนเส้นทางปัสสาวะและใช้สารอาหารที่กู้คืนมาแทนปุ๋ยสังเคราะห์ พวกเขาประเมินว่าชุมชนที่ใช้การเปลี่ยนเส้นทางปัสสาวะสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกโดยรวมได้ 47% ลดการใช้พลังงานลง 41% ลดการใช้น้ำจืดลงประมาณครึ่งหนึ่ง และลดมลพิษทางสารอาหารในน้ำเสียลง 64% เทคโนโลยีที่ใช้
อย่างไรก็ตาม แนวคิดดังกล่าวยังคงเป็นแนวคิดเฉพาะกลุ่มและจำกัดอยู่เฉพาะในพื้นที่ปกครองตนเอง เช่น หมู่บ้านนิเวศน์สแกนดิเนเวีย อาคารนอกชนบท และการพัฒนาในพื้นที่รายได้น้อย
โทฟ ลาร์เซน วิศวกรเคมีประจำสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทางน้ำแห่งสหพันธรัฐสวิส (Eawag) ในเมืองดูเบนดอร์ฟ กล่าวว่า ปัญหาการตกค้างส่วนใหญ่เกิดจากตัวโถส้วมเอง โถส้วมแบบเบี่ยงปัสสาวะส่วนใหญ่เปิดตัวสู่ตลาดในช่วงทศวรรษ 1990 และ 2000 มักจะมีอ่างเล็กๆ อยู่ด้านหน้าเพื่อรองรับของเหลว ซึ่งต้องอาศัยการตั้งค่าที่ละเอียดแม่นยำ โถส้วมแบบอื่นๆ ได้แก่ สายพานลำเลียงแบบใช้เท้าเหยียบที่ช่วยให้ปัสสาวะระบายออกได้ขณะที่มูลสัตว์ถูกลำเลียงไปยังถังหมักปุ๋ย หรือเซ็นเซอร์ที่ควบคุมวาล์วเพื่อเบี่ยงปัสสาวะไปยังทางออกแยกต่างหาก
ต้นแบบโถส้วมที่แยกปัสสาวะและทำให้แห้งเป็นผงกำลังถูกทดสอบที่สำนักงานใหญ่ของบริษัท VA SYD ซึ่งเป็นบริษัทน้ำประปาและท่อระบายน้ำของสวีเดนในเมืองมัลเมอ เครดิตภาพ: EOOS NEXT
แต่ลาร์เซนกล่าวว่าในโครงการทดลองและโครงการสาธิตในยุโรป ผู้คนยังไม่ยอมรับการใช้งานห้องน้ำประเภทนี้ โดยบ่นว่าห้องน้ำมีขนาดใหญ่เทอะทะ มีกลิ่นเหม็น และไม่น่าเชื่อถือ “เรารู้สึกไม่สบายใจกับเรื่องห้องน้ำมาก”
ความกังวลเหล่านี้ยังคงวนเวียนอยู่ในโครงการใช้ห้องน้ำแยกปัสสาวะขนาดใหญ่ครั้งแรกในเมืองเอเธควินี ประเทศแอฟริกาใต้ ในช่วงทศวรรษ 2000 แอนโทนี โอดิลี นักศึกษาสาขาการจัดการสุขภาพจากมหาวิทยาลัยควาซูลู-นาตาล ในเมืองเดอร์บัน กล่าวว่า การขยายตัวอย่างกะทันหันของเขตแดนเมืองหลังยุคการแบ่งแยกสีผิว ส่งผลให้ทางการเข้ายึดครองพื้นที่ชนบทที่ยากจนบางแห่งซึ่งไม่มีโครงสร้างพื้นฐานด้านห้องน้ำและน้ำ
หลังจากการระบาดของอหิวาตกโรคในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2543 ทางการได้จัดสรรสถานที่สุขาภิบาลหลายแห่งอย่างรวดเร็ว ซึ่งตอบโจทย์ทั้งข้อจำกัดทางการเงินและการใช้งานจริง ซึ่งรวมถึงห้องสุขาแห้งแบบแยกปัสสาวะประมาณ 80,000 ห้อง ซึ่งส่วนใหญ่ยังคงใช้งานอยู่ในปัจจุบัน ปัสสาวะจะไหลลงสู่ดินจากใต้โถส้วม และอุจจาระจะถูกนำไปทิ้งในโรงเก็บที่ทางเมืองได้ดำเนินการกำจัดทิ้งทุกห้าปีนับตั้งแต่ปี พ.ศ. 2559
โอดิลีกล่าวว่าโครงการนี้ได้สร้างสิ่งอำนวยความสะดวกด้านสุขอนามัยที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นในพื้นที่ อย่างไรก็ตาม งานวิจัยทางสังคมศาสตร์ได้ระบุถึงปัญหาหลายประการของโครงการนี้ แม้จะมีแนวคิดว่าห้องน้ำดีกว่าไม่มีเลย แต่การศึกษาบางชิ้น รวมถึงการศึกษาที่เขาเข้าร่วม แสดงให้เห็นว่าผู้ใช้โดยทั่วไปไม่ชอบห้องน้ำ โอดิลีกล่าว ห้องน้ำหลายห้องสร้างขึ้นด้วยวัสดุคุณภาพต่ำและใช้งานไม่สะดวก แม้ว่าในทางทฤษฎีแล้วห้องน้ำแบบนี้น่าจะช่วยป้องกันกลิ่นได้ แต่ปัสสาวะในห้องน้ำเอเธควินีมักจะลงเอยในที่เก็บอุจจาระ ทำให้เกิดกลิ่นเหม็น โอดิลีกล่าวว่าผู้คน “หายใจได้ไม่ปกติ” ยิ่งไปกว่านั้น แทบจะไม่มีการใช้ปัสสาวะเลย
ท้ายที่สุดแล้ว โอดิลีกล่าวว่าการตัดสินใจนำระบบส้วมแห้งแบบแยกปัสสาวะมาใช้นั้นเป็นการตัดสินใจจากบนลงล่างและไม่ได้คำนึงถึงความต้องการของประชาชน โดยส่วนใหญ่แล้วเป็นเพราะเหตุผลด้านสาธารณสุข ผลการศึกษาในปี 20173 พบว่าผู้ตอบแบบสอบถามของอีเทควินีกว่า 95% ต้องการเข้าถึงระบบส้วมที่สะดวก ไร้กลิ่น ซึ่งชาวผิวขาวผู้มั่งคั่งในเมืองใช้ และหลายคนวางแผนที่จะติดตั้งระบบดังกล่าวเมื่อสถานการณ์เอื้ออำนวย ในแอฟริกาใต้ ส้วมเป็นสัญลักษณ์ของความเหลื่อมล้ำทางเชื้อชาติมาอย่างยาวนาน
อย่างไรก็ตาม การออกแบบใหม่นี้อาจเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการเปลี่ยนทิศทางปัสสาวะ ในปี 2017 บริษัทออกแบบ EOOS ของออสเตรีย (ซึ่งแยกตัวออกมาจาก EOOS Next) นำโดยนักออกแบบ Harald Grundl ร่วมมือกับ Larsen และคนอื่นๆ ได้เปิดตัวกับดักปัสสาวะ ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้ไม่ต้องเล็ง และฟังก์ชันเปลี่ยนทิศทางปัสสาวะแทบจะมองไม่เห็น (ดู “โถส้วมแบบใหม่”)
การกระทำนี้ใช้แนวโน้มของน้ำในการเกาะติดพื้นผิว (เรียกว่าปรากฏการณ์กาต้มน้ำ เพราะมันทำหน้าที่เหมือนกาต้มน้ำที่หยดลงมาอย่างลำบาก) เพื่อส่งปัสสาวะจากด้านหน้าโถส้วมเข้าไปในรูแยกต่างหาก (ดู “วิธีรีไซเคิลปัสสาวะ”) Urine Trap ได้รับการพัฒนาโดยได้รับทุนจากมูลนิธิ Bill & Melinda Gates ในเมืองซีแอตเทิล รัฐวอชิงตัน ซึ่งสนับสนุนการวิจัยเกี่ยวกับนวัตกรรมห้องน้ำสำหรับผู้มีรายได้น้อยเป็นจำนวนมาก โดยสามารถนำไปติดตั้งในผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้ตั้งแต่รุ่นฐานเซรามิกระดับไฮเอนด์ไปจนถึงโถส้วมเตี้ยที่ทำจากพลาสติก Urine Trap ได้รับการพัฒนาโดยได้รับทุนจากมูลนิธิ Bill & Melinda Gates ในเมืองซีแอตเทิล รัฐวอชิงตัน ซึ่งสนับสนุนการวิจัยเกี่ยวกับนวัตกรรมห้องน้ำสำหรับผู้มีรายได้น้อยเป็นจำนวนมาก โดยสามารถนำไปติดตั้งในผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้ตั้งแต่รุ่นฐานเซรามิกระดับไฮเอนด์ไปจนถึงโถส้วมเตี้ยที่ทำจากพลาสติก กับดักปัสสาวะนี้ได้รับการพัฒนาโดยได้รับทุนจากมูลนิธิ Bill & Melinda Gates ในเมืองซีแอตเทิล รัฐวอชิงตัน ซึ่งสนับสนุนการวิจัยนวัตกรรมห้องน้ำสำหรับผู้มีรายได้น้อยหลายประเภท โดยสามารถนำไปติดตั้งกับอะไรก็ได้ตั้งแต่โมเดลที่มีฐานรองเซรามิกไปจนถึงโถส้วมนั่งยองที่ทำจากพลาสติกหม้อ. เครื่องเก็บปัสสาวะได้รับการพัฒนาโดยได้รับทุนจากมูลนิธิ Bill & Melinda Gates ในเมืองซีแอตเทิล รัฐวอชิงตัน ซึ่งสนับสนุนการวิจัยอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับนวัตกรรมห้องน้ำสำหรับผู้มีรายได้น้อย โดยสามารถนำไปติดตั้งในทุกสิ่งตั้งแต่รุ่นเซรามิกระดับไฮเอนด์ไปจนถึงถาดรองส้วมแบบพลาสติกผู้ผลิตชาวสวิส LAUFEN กำลังเปิดตัวผลิตภัณฑ์ชื่อ “Save!” สำหรับตลาดยุโรปแล้ว แม้ว่าต้นทุนจะสูงเกินไปสำหรับผู้บริโภคหลายรายก็ตาม
มหาวิทยาลัยควาซูลู-นาตาลและสภาเมืองเอเธควินีกำลังทดสอบโถส้วมดักปัสสาวะรุ่นต่างๆ ที่สามารถเบี่ยงปัสสาวะและชะล้างฝุ่นละอองออกไปได้ ในครั้งนี้ การศึกษาจะมุ่งเน้นไปที่ผู้ใช้งานมากขึ้น โอดีมองโลกในแง่ดีว่าผู้คนจะชอบโถส้วมดักปัสสาวะแบบใหม่นี้มากกว่า เพราะมีกลิ่นที่ดีกว่าและใช้งานง่ายกว่า แต่เขาตั้งข้อสังเกตว่าผู้ชายต้องนั่งปัสสาวะ ซึ่งถือเป็นการเปลี่ยนแปลงทางวัฒนธรรมครั้งใหญ่ แต่หากโถส้วม “ได้รับการยอมรับและนำไปใช้ในชุมชนที่มีรายได้สูง โดยผู้คนจากภูมิหลังทางชาติพันธุ์ที่แตกต่างกัน” จะช่วยกระจายการใช้งานได้อย่างแท้จริง เขากล่าวเสริมว่า “เราต้องมองภาพรวมของเชื้อชาติอยู่เสมอ” เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่พัฒนาสิ่งที่ถูกมองว่า “เฉพาะคนผิวดำ” หรือ “เฉพาะคนจน”
การแยกปัสสาวะเป็นเพียงขั้นตอนแรกในการเปลี่ยนแปลงระบบสุขาภิบาล ขั้นตอนต่อไปคือการหาแนวทางแก้ไขปัญหา ในพื้นที่ชนบท ผู้คนสามารถเก็บปัสสาวะไว้ในถังเพื่อฆ่าเชื้อโรค แล้วจึงนำไปฉีดพ่นในพื้นที่เกษตรกรรม องค์การอนามัยโลกได้ให้คำแนะนำเกี่ยวกับแนวทางปฏิบัตินี้
แต่สภาพแวดล้อมในเมืองมีความซับซ้อนกว่ามาก เพราะเป็นแหล่งผลิตปัสสาวะส่วนใหญ่ การสร้างท่อระบายน้ำแยกกันหลายจุดทั่วเมืองเพื่อส่งปัสสาวะไปยังส่วนกลางนั้นไม่สามารถทำได้จริง และเนื่องจากปัสสาวะประกอบด้วยน้ำประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ การเก็บและขนส่งจึงมีต้นทุนสูง ดังนั้น นักวิจัยจึงมุ่งเน้นไปที่การทำให้แห้ง เข้มข้น หรือสกัดสารอาหารจากปัสสาวะในระดับห้องน้ำหรืออาคาร โดยปล่อยให้มีน้ำเหลืออยู่
ลาร์สันกล่าวว่า มันจะไม่ง่ายเลย จากมุมมองทางวิศวกรรม “ปัสสาวะเป็นทางออกที่ไม่ดี” เธอกล่าว นอกจากน้ำแล้ว ปัสสาวะส่วนใหญ่ยังเป็นยูเรีย ซึ่งเป็นสารประกอบที่อุดมไปด้วยไนโตรเจนที่ร่างกายผลิตขึ้นเป็นผลพลอยได้จากการเผาผลาญโปรตีน ยูเรียมีประโยชน์ในตัวเอง: ยูเรียสังเคราะห์เป็นปุ๋ยไนโตรเจนทั่วไป (ดูข้อกำหนดไนโตรเจน) แต่มันก็ยุ่งยากเช่นกัน: เมื่อผสมกับน้ำ ยูเรียจะกลายเป็นแอมโมเนีย ซึ่งทำให้ปัสสาวะมีกลิ่นเฉพาะตัว หากไม่ได้เปิดใช้งาน แอมโมเนียจะส่งกลิ่น ก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ และดึงไนโตรเจนที่มีค่าออกไป ปฏิกิริยานี้ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ยูเรียซึ่งมีอยู่ทั่วไป เรียกว่ายูเรียไฮโดรไลซิส ซึ่งใช้เวลาหลายไมโครวินาที ทำให้ยูเรียเป็นหนึ่งในเอนไซม์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดที่รู้จัก
บางวิธีช่วยให้กระบวนการไฮโดรไลซิสดำเนินต่อไปได้ นักวิจัยจาก Eawag ได้พัฒนากระบวนการขั้นสูงที่เปลี่ยนปัสสาวะที่ผ่านการไฮโดรไลซิสให้เป็นสารละลายธาตุอาหารเข้มข้น ขั้นแรก ในตู้ปลา จุลินทรีย์จะเปลี่ยนแอมโมเนียระเหยเป็นแอมโมเนียมไนเตรตที่ไม่ระเหย ซึ่งเป็นปุ๋ยทั่วไป จากนั้นเครื่องกลั่นจะทำให้ของเหลวเข้มข้นขึ้น บริษัทในเครือชื่อ Vuna ซึ่งมีสำนักงานใหญ่อยู่ที่เมืองดูเบนดอร์ฟเช่นกัน กำลังดำเนินการนำระบบสำหรับอาคารและผลิตภัณฑ์ชื่อ Aurin ออกสู่ตลาด ซึ่งได้รับการอนุมัติให้ใช้ในพืชอาหารเป็นครั้งแรกในโลกในสวิตเซอร์แลนด์
คนอื่นๆ พยายามหยุดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสโดยการเพิ่มหรือลดค่า pH ของปัสสาวะอย่างรวดเร็ว ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นค่ากลางเมื่อถูกขับออกมา Love ที่วิทยาเขตของมหาวิทยาลัยมิชิแกน กำลังร่วมมือกับสถาบัน Earth Abundance Institute ซึ่งเป็นองค์กรไม่แสวงหาผลกำไรในเมืองแบรตเทิลโบโร รัฐเวอร์มอนต์ เพื่อพัฒนาระบบสำหรับอาคารที่กำจัดกรดซิตริกเหลวออกจากโถส้วมแบบแยกส่วนและโถส้วมแบบไม่ใช้น้ำ น้ำจะพุ่งออกมาจากโถปัสสาวะ ปัสสาวะจะถูกทำให้เข้มข้นขึ้นด้วยการแช่แข็งและละลายซ้ำๆ 5
ทีม SLU นำโดยวิศวกรสิ่งแวดล้อม บียอร์น วินเนรอส บนเกาะก็อตลันด์ ได้พัฒนาวิธีการทำให้ปัสสาวะแห้งเป็นยูเรียแข็งผสมกับสารอาหารอื่นๆ ทีมกำลังประเมินต้นแบบล่าสุดของพวกเขา ซึ่งเป็นโถส้วมแบบตั้งพื้นพร้อมเครื่องอบผ้าในตัว ที่สำนักงานใหญ่ของบริษัท VA SYD บริษัทน้ำประปาและท่อระบายน้ำของสวีเดนในเมืองมัลเมอ
วิธีการอื่นๆ จะมุ่งเป้าไปที่สารอาหารแต่ละชนิดในปัสสาวะ วิลเลียม ทาร์เปห์ วิศวกรเคมี อดีตนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ Love's ซึ่งปัจจุบันศึกษาอยู่ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในรัฐแคลิฟอร์เนีย กล่าวว่า สารอาหารเหล่านี้สามารถนำไปผสานเข้ากับห่วงโซ่อุปทานปุ๋ยและสารเคมีอุตสาหกรรมที่มีอยู่เดิมได้ง่ายขึ้น
วิธีการทั่วไปในการฟื้นฟูฟอสฟอรัสจากปัสสาวะไฮโดรไลซ์คือการเติมแมกนีเซียม ซึ่งทำให้เกิดการตกตะกอนของปุ๋ยที่เรียกว่าสตรูไวท์ ทาร์เพห์กำลังทดลองกับเม็ดวัสดุดูดซับที่สามารถกำจัดไนโตรเจนในรูปแอมโมเนีย6 หรือฟอสฟอรัสในรูปฟอสเฟตได้อย่างเฉพาะเจาะจง ระบบของเขาใช้ของเหลวอีกชนิดหนึ่งที่เรียกว่ารีเจเนอเรชั่น ซึ่งจะไหลผ่านลูกโป่งหลังจากที่ลูกโป่งหมด รีเจเนอเรชั่นจะนำสารอาหารไปสร้างลูกบอลใหม่เพื่อใช้ในการเล่นรอบต่อไป นี่เป็นวิธีการแบบพาสซีฟที่ใช้เทคโนโลยีต่ำ แต่การรีเจเนอเรชั่นเชิงพาณิชย์นั้นส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม ปัจจุบันทีมงานของเขากำลังพยายามผลิตผลิตภัณฑ์ที่ราคาถูกกว่าและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น (ดู “มลพิษแห่งอนาคต”)
นักวิจัยคนอื่นๆ กำลังพัฒนาวิธีการผลิตไฟฟ้าโดยการใส่ปัสสาวะลงในเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ ที่เมืองเคปทาวน์ ประเทศแอฟริกาใต้ ทีมวิจัยอีกทีมหนึ่งได้พัฒนาวิธีการสร้างอิฐก่อสร้างที่แหวกแนว โดยการผสมปัสสาวะ ทราย และแบคทีเรียที่ผลิตยูรีเอสลงในแม่พิมพ์ แบคทีเรียเหล่านี้สามารถกลายเป็นปูนในรูปแบบใดก็ได้โดยไม่ต้องเผา องค์การอวกาศยุโรปกำลังพิจารณานำปัสสาวะของนักบินอวกาศไปใช้เป็นทรัพยากรสำหรับการสร้างที่อยู่อาศัยบนดวงจันทร์
“เมื่อฉันคิดถึงอนาคตอันกว้างใหญ่ของการรีไซเคิลปัสสาวะและการรีไซเคิลน้ำเสีย เราต้องการที่จะสามารถผลิตสินค้าได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้” ทาร์เปห์กล่าว
ขณะที่นักวิจัยกำลังแสวงหาแนวคิดต่างๆ เพื่อนำปัสสาวะมาแปรรูปเป็นสินค้า พวกเขารู้ดีว่ามันเป็นการต่อสู้ที่ยากลำบาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมที่เติบโตอย่างมั่นคง บริษัทปุ๋ยและอาหาร เกษตรกร ผู้ผลิตสุขภัณฑ์ และหน่วยงานกำกับดูแล ต่างล่าช้าในการเปลี่ยนแปลงแนวทางปฏิบัติอย่างมีนัยสำคัญ “มีแรงเฉื่อยอยู่มาก” ซิมชากล่าว
ยกตัวอย่างเช่น ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ การติดตั้ง LAUFEN save! เพื่อการวิจัยและการศึกษา ซึ่งรวมถึงการใช้จ่ายด้านสถาปนิก การก่อสร้าง และการปฏิบัติตามกฎระเบียบของเทศบาล ซึ่งยังไม่เสร็จสิ้น เควิน โอนา วิศวกรสิ่งแวดล้อมซึ่งปัจจุบันทำงานอยู่ที่มหาวิทยาลัยเวสต์เวอร์จิเนียในมอร์แกนทาวน์ กล่าว เขากล่าวว่าการขาดกฎระเบียบและข้อบังคับที่มีอยู่เดิมสร้างปัญหาให้กับการจัดการสถานที่ต่างๆ ดังนั้นเขาจึงเข้าร่วมกลุ่มที่กำลังพัฒนากฎระเบียบใหม่ๆ
ส่วนหนึ่งของความเฉื่อยชาอาจเกิดจากความกลัวต่อการต่อต้านของผู้ซื้อ แต่การสำรวจผู้คนใน 16 ประเทศในปี 20217 พบว่าในสถานที่เช่นฝรั่งเศส จีน และยูกันดา ความเต็มใจที่จะบริโภคอาหารที่เสริมปัสสาวะนั้นเกือบ 80% (ดู 'ผู้คนจะกินมันหรือไม่')
แพม เอลาร์โด หัวหน้าสำนักงานบริหารจัดการน้ำเสีย ในฐานะรองผู้บริหารสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมนครนิวยอร์ก กล่าวว่า เธอสนับสนุนนวัตกรรมต่างๆ เช่น การเบี่ยงปัสสาวะ เนื่องจากเป้าหมายหลักของบริษัทคือการลดมลพิษและรีไซเคิลทรัพยากร เธอคาดหวังว่าสำหรับเมืองอย่างนิวยอร์ก วิธีการเบี่ยงปัสสาวะที่ใช้งานได้จริงและคุ้มค่าที่สุดน่าจะเป็นระบบนอกโครงข่ายไฟฟ้าในการปรับปรุงหรือสร้างอาคารใหม่ เสริมด้วยการบำรุงรักษาและการเก็บตัวอย่าง หากนักประดิษฐ์สามารถแก้ปัญหาได้ “พวกเขาน่าจะใช้งานได้จริง” เธอกล่าว
ด้วยความก้าวหน้าเหล่านี้ ลาร์เซนคาดการณ์ว่าการผลิตจำนวนมากและระบบอัตโนมัติของเทคโนโลยีการเบี่ยงปัสสาวะอาจอยู่ในอีกไม่นาน ซึ่งจะช่วยปรับปรุงกรณีศึกษาทางธุรกิจสำหรับการเปลี่ยนผ่านสู่การจัดการขยะนี้ เธอกล่าวว่า การเบี่ยงปัสสาวะ “เป็นเทคนิคที่ถูกต้อง” “นี่เป็นเทคโนโลยีเดียวที่สามารถแก้ปัญหาการรับประทานอาหารที่บ้านได้ในระยะเวลาที่เหมาะสม แต่ผู้คนต้องตัดสินใจ”
ฮิลตัน, เอสพี, คีโอเลียน, จีเอ, ไดเกอร์, จีที, โจว, บี. และเลิฟ, เอ็นจี เอ็นไวรอน ฮิลตัน, เอสพี, คีโอเลียน, จีเอ, ไดเกอร์, จีที, โจว, บี. และเลิฟ, เอ็นจี เอ็นไวรอนฮิลตัน, เอสพี, เคโอเลยัน, จีเอ, ดิกเกอร์, จีที, โจว, บี. และเลิฟ, เอ็นจี เอ็นไวรอน ฮิลตัน, เอสพี, คีโอเลียน, จีเอ, ไดเกอร์, จีที, โจว, บี. และเลิฟ, เอ็นจี เอ็นไวรอน。 ฮิลตัน, เอสพี, คีโอเลียน, จีเอ, ไดเกอร์, จีที, โจว, บี. และเลิฟ, เอ็นจี เอ็นไวรอน。ฮิลตัน, เอสพี, เคโอเลยัน, จีเอ, ดิกเกอร์, จีที, โจว, บี. และเลิฟ, เอ็นจี เอ็นไวรอนวิทยาศาสตร์. เทคโนโลยี. 55, 593–603 (2021).
ซัทเธอร์แลนด์ เค. และคณะ รอยประทับจากโถส้วมแบบเบี่ยงน้ำ ระยะที่ 2: การเผยแพร่แผนการตรวจสอบ UDDT ของเมืองอีเธควินี (มหาวิทยาลัยควาซูลู-นาตาล, 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. Angueเคมี. พาราไดซ์นานาชาติ ภาษาอังกฤษ. 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.).