ขอบคุณที่เยี่ยมชม Nature.comเวอร์ชันเบราว์เซอร์ที่คุณใช้มีการรองรับ CSS ที่จำกัดเพื่อประสบการณ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์ที่อัปเดตแล้ว (หรือปิดใช้งานโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer)ในระหว่างนี้ เพื่อให้แน่ใจว่าได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง เราจะแสดงไซต์โดยไม่มีสไตล์และ JavaScript
Chelsea Wold เป็นนักข่าวอิสระในกรุงเฮก ประเทศเนเธอร์แลนด์ และเป็นผู้เขียน Daydream: An Urgent Global Quest to Change Toilets
ระบบห้องน้ำเฉพาะจะสกัดไนโตรเจนและสารอาหารอื่นๆ จากปัสสาวะเพื่อใช้เป็นปุ๋ยและผลิตภัณฑ์อื่นๆเครดิตรูปภาพ: MAK/Georg Mayer/EOOS NEXT
Gotland ซึ่งเป็นเกาะที่ใหญ่ที่สุดของสวีเดนมีน้ำจืดเพียงเล็กน้อยในขณะเดียวกัน ประชาชนก็กำลังต่อสู้กับมลพิษในระดับที่เป็นอันตรายจากการเกษตรและระบบบำบัดน้ำเสียที่ก่อให้เกิดสาหร่ายที่เป็นอันตรายรอบ ๆ ทะเลบอลติกพวกเขาสามารถฆ่าปลาและทำให้คนป่วย
เพื่อช่วยแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมชุดนี้ เกาะกำลังปักหมุดความหวังไว้กับสารที่ไม่น่าเป็นไปได้ชนิดหนึ่งที่ผูกมัดพวกมันไว้ นั่นคือ ปัสสาวะของมนุษย์
ตั้งแต่ปี 2021 ทีมวิจัยเริ่มทำงานร่วมกับบริษัทท้องถิ่นที่ให้เช่าสุขาเคลื่อนที่เป้าหมายคือการรวบรวมปัสสาวะมากกว่า 70,000 ลิตรในระยะเวลา 3 ปีในโถปัสสาวะแบบไม่ใช้น้ำและห้องสุขาเฉพาะในสถานที่ต่างๆ ในช่วงฤดูร้อนทีมงานมาจาก Swedish University of Agricultural Sciences (SLU) ใน Uppsala ซึ่งได้แยกตัวออกจากบริษัทชื่อ Sanitation360โดยใช้กระบวนการที่นักวิจัยพัฒนาขึ้น พวกเขาทำให้ปัสสาวะแห้งเป็นชิ้นคล้ายคอนกรีต จากนั้นจึงบดเป็นผงและอัดเป็นเม็ดปุ๋ยที่พอดีกับอุปกรณ์ฟาร์มมาตรฐานเกษตรกรในท้องถิ่นใช้ปุ๋ยเพื่อปลูกข้าวบาร์เลย์ ซึ่งจะถูกส่งไปยังโรงเบียร์เพื่อผลิตเบียร์ที่สามารถกลับเข้าสู่วัฏจักรหลังการบริโภค
Prithvi Simha วิศวกรเคมีของ SLU และ CTO ของ Sanitation360 กล่าวว่าเป้าหมายของนักวิจัยคือการ "ก้าวข้ามแนวคิดและนำไปปฏิบัติ" การนำปัสสาวะกลับมาใช้ใหม่ในวงกว้างเป้าหมายคือการจัดหาแบบจำลองที่สามารถเลียนแบบได้ทั่วโลก“เป้าหมายของเราคือให้ทุกคน ทุกที่ ทำแบบฝึกหัดนี้”
ในการทดลองที่ Gotland ข้าวบาร์เลย์ที่ใส่ปุ๋ยในปัสสาวะ (ขวา) ถูกนำไปเปรียบเทียบกับพืชที่ไม่ได้ใส่ปุ๋ย (กลาง) และปุ๋ยแร่ธาตุ (ซ้าย)เครดิตรูปภาพ: Jenna Senecal
โครงการ Gotland เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามทั่วโลกที่คล้ายคลึงกันในการแยกปัสสาวะออกจากน้ำเสียอื่นๆ และรีไซเคิลเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ปุ๋ยการปฏิบัติที่เรียกว่าการเบี่ยงเบนปัสสาวะกำลังได้รับการศึกษาโดยกลุ่มต่างๆ ในสหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย สวิตเซอร์แลนด์ เอธิโอเปีย แอฟริกาใต้ และอื่นๆความพยายามเหล่านี้ไปไกลกว่าห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัยโถฉี่แบบไม่ใช้น้ำเชื่อมต่อกับระบบกำจัดชั้นใต้ดินที่สำนักงานในโอเรกอนและเนเธอร์แลนด์ปารีสวางแผนที่จะติดตั้งห้องสุขาสำหรับเปลี่ยนปัสสาวะในเขตนิเวศที่มีผู้อยู่อาศัย 1,000 คน ซึ่งสร้างขึ้นในเขตที่ 14 ของเมืององค์การอวกาศยุโรปจะวางห้องสุขา 80 ห้องไว้ที่สำนักงานใหญ่ในกรุงปารีส ซึ่งจะเริ่มดำเนินการในปลายปีนี้ผู้สนับสนุนการเปลี่ยนปัสสาวะกล่าวว่าสามารถใช้ประโยชน์ได้ในสถานที่ต่าง ๆ ตั้งแต่ด่านทหารชั่วคราวไปจนถึงค่ายผู้ลี้ภัย ศูนย์กลางเมืองที่มั่งคั่ง และสลัมที่แผ่กิ่งก้านสาขา
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าการผันปัสสาวะ หากนำไปใช้ในวงกว้างทั่วโลก อาจก่อให้เกิดประโยชน์มหาศาลต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของประชาชนส่วนหนึ่งเป็นเพราะปัสสาวะอุดมไปด้วยสารอาหารที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อแหล่งน้ำ และสามารถนำไปใช้เป็นปุ๋ยพืชผลหรือในกระบวนการทางอุตสาหกรรมได้Simha ประมาณการว่ามนุษย์ผลิตปัสสาวะมากพอที่จะทดแทนปุ๋ยไนโตรเจนและฟอสเฟตประมาณหนึ่งในสี่ของโลกในปัจจุบันนอกจากนี้ยังมีโพแทสเซียมและธาตุต่างๆ มากมาย (ดู "ส่วนประกอบในปัสสาวะ")เหนือสิ่งอื่นใด การไม่ทิ้งปัสสาวะลงในท่อระบายน้ำ จะช่วยประหยัดน้ำได้มาก และลดภาระของระบบท่อน้ำทิ้งที่เก่าและรับภาระมากเกินไป
จากข้อมูลของผู้เชี่ยวชาญในสาขานี้ ส่วนประกอบสำหรับเปลี่ยนปัสสาวะจำนวนมากอาจใช้กันอย่างแพร่หลายในเร็วๆ นี้ เนื่องจากความก้าวหน้าในห้องสุขาและกลยุทธ์การกำจัดปัสสาวะแต่ยังมีอุปสรรคใหญ่ในการเปลี่ยนแปลงขั้นพื้นฐานในด้านพื้นฐานที่สุดอย่างหนึ่งของชีวิตนักวิจัยและบริษัทต่าง ๆ จำเป็นต้องจัดการกับความท้าทายมากมาย ตั้งแต่การปรับปรุงการออกแบบโถส้วมสำหรับเปลี่ยนปัสสาวะ ไปจนถึงการทำให้ปัสสาวะง่ายต่อการแปรรูปและเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีคุณค่าซึ่งอาจรวมถึงระบบบำบัดสารเคมีที่เชื่อมต่อกับห้องสุขาแต่ละห้องหรืออุปกรณ์ชั้นใต้ดินที่ให้บริการทั่วทั้งอาคาร และให้บริการสำหรับการกู้คืนและบำรุงรักษาผลิตภัณฑ์ที่มีความเข้มข้นหรือแข็งตัวที่เป็นผลลัพธ์ (ดู "จากปัสสาวะสู่ผลิตภัณฑ์")นอกจากนี้ยังมีประเด็นที่กว้างขึ้นเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงและการยอมรับทางสังคม ซึ่งเชื่อมโยงทั้งในระดับที่แตกต่างกันของข้อห้ามทางวัฒนธรรมที่เกี่ยวข้องกับของเสียของมนุษย์ และอนุสัญญาฝังลึกเกี่ยวกับน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมและระบบอาหาร
ในขณะที่สังคมต้องต่อสู้กับการขาดแคลนพลังงาน น้ำ และวัตถุดิบสำหรับการเกษตรและอุตสาหกรรม การผันปัสสาวะและการใช้ซ้ำคือ “ความท้าทายสำคัญต่อวิธีที่เราจัดเตรียมสุขอนามัย” นักชีววิทยา Lynn Broaddus ที่ปรึกษาด้านความยั่งยืนในมินนิอาโปลิสกล่าว.“แนวเพลงที่จะมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆรัฐมินนิโซตา เขาเคยเป็นอดีตประธานสมาพันธ์สัตว์น้ำแห่งอเล็กซานเดรีย รัฐเวอร์จิเนีย ซึ่งเป็นสมาคมผู้เชี่ยวชาญด้านคุณภาพน้ำทั่วโลก“มันเป็นสิ่งที่มีค่าจริงๆ”
กาลครั้งหนึ่ง ปัสสาวะเป็นสินค้าที่มีค่าในอดีตบางสังคมใช้ทำปุ๋ยพืชผล ทำหนังสัตว์ ซักเสื้อผ้า และทำดินปืนจากนั้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 แบบจำลองสมัยใหม่ของการจัดการน้ำเสียแบบรวมศูนย์เกิดขึ้นในบริเตนใหญ่และแพร่กระจายไปทั่วโลก ทำให้เกิดภาวะปัสสาวะบอด
ในรูปแบบนี้ โถสุขภัณฑ์ใช้น้ำเพื่อระบายปัสสาวะ อุจจาระ และกระดาษชำระลงท่อระบายน้ำอย่างรวดเร็ว ผสมกับของเหลวอื่นๆ จากแหล่งในประเทศ อุตสาหกรรม และบางครั้งจากท่อระบายน้ำพายุในโรงบำบัดน้ำเสียแบบรวมศูนย์ กระบวนการที่ใช้พลังงานมากจะใช้จุลินทรีย์ในการบำบัดน้ำเสีย
ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับกฎและเงื่อนไขของโรงบำบัดในท้องถิ่น น้ำเสียที่ระบายออกจากกระบวนการนี้อาจยังมีไนโตรเจนและสารอาหารอื่นๆ ในปริมาณมาก รวมทั้งสารปนเปื้อนอื่นๆ57% ของประชากรโลกไม่ได้เชื่อมต่อกับระบบท่อน้ำทิ้งส่วนกลางเลย (ดู “น้ำเสียจากมนุษย์”)
นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเพื่อทำให้ระบบรวมศูนย์มีความยั่งยืนมากขึ้นและก่อมลพิษน้อยลง แต่เริ่มที่สวีเดนในทศวรรษที่ 1990 นักวิจัยบางคนกำลังผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขั้นพื้นฐานมากขึ้นNancy Love วิศวกรสิ่งแวดล้อมแห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกนแห่งแอนอาร์เบอร์กล่าวว่าความก้าวหน้าที่ปลายสุดของท่อคือ "อีกหนึ่งวิวัฒนาการของสิ่งเดียวกัน"การเปลี่ยนปัสสาวะจะเป็น "การเปลี่ยนแปลง" เธอกล่าวในการศึกษาที่ 1 ซึ่งจำลองระบบการจัดการน้ำเสียในสามรัฐของสหรัฐอเมริกา เธอและเพื่อนร่วมงานเปรียบเทียบระบบบำบัดน้ำเสียแบบเดิมกับระบบบำบัดน้ำเสียสมมุติฐานที่เปลี่ยนปัสสาวะและใช้สารอาหารที่คืนสภาพมาแทนการใช้ปุ๋ยสังเคราะห์พวกเขาประเมินว่าชุมชนที่ใช้เครื่องเปลี่ยนปัสสาวะสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกโดยรวมได้ 47% การใช้พลังงาน 41% การบริโภคน้ำจืดประมาณครึ่งหนึ่ง และมลพิษทางสารอาหารในน้ำเสีย 64%เทคโนโลยีที่ใช้
อย่างไรก็ตาม แนวคิดนี้ยังคงเฉพาะกลุ่มและจำกัดเฉพาะพื้นที่ปกครองตนเอง เช่น หมู่บ้านเชิงนิเวศในสแกนดิเนเวีย สิ่งปลูกสร้างในชนบท และการพัฒนาในพื้นที่ที่มีรายได้น้อย
Tove Larsen วิศวกรเคมีแห่ง Swiss Federal Institute for Aquatic Science and Technology (Eawag) ในเมือง Dübendorf กล่าวว่า งานค้างส่วนใหญ่เกิดจากตัวห้องสุขาเองเปิดตัวครั้งแรกสู่ตลาดในทศวรรษที่ 1990 และ 2000 โถสุขภัณฑ์แบบเปลี่ยนปัสสาวะส่วนใหญ่มีแอ่งน้ำขนาดเล็กด้านหน้าเพื่อเก็บของเหลว ซึ่งเป็นการตั้งค่าที่ต้องกำหนดเป้าหมายอย่างระมัดระวังการออกแบบอื่นๆ ได้แก่ สายพานลำเลียงแบบใช้เท้าที่ช่วยให้ปัสสาวะไหลออกเมื่อมูลสัตว์ถูกขนส่งไปยังถังปุ๋ยหมัก หรือเซ็นเซอร์ที่ทำงานวาล์วเพื่อส่งปัสสาวะไปยังทางออกแยกต่างหาก
โถสุขภัณฑ์ต้นแบบที่แยกปัสสาวะและทำให้แห้งเป็นผงกำลังได้รับการทดสอบที่สำนักงานใหญ่ของบริษัทน้ำและท่อระบายน้ำของสวีเดน VA SYD ในเมืองมัลเมอเครดิตรูปภาพ: EOOS NEXT
แต่ในโครงการทดลองและโครงการสาธิตในยุโรป ผู้คนไม่ยอมรับการใช้งานของพวกเขา ลาร์เซนกล่าว พร้อมบ่นว่าพวกมันเทอะทะเกินไป มีกลิ่นเหม็น และไม่น่าเชื่อถือ“เราเลิกสนใจเรื่องห้องน้ำแล้วจริงๆ”
ความกังวลเหล่านี้ตามหลอกหลอนการใช้ห้องสุขาปัสสาวะขนาดใหญ่เป็นครั้งแรก ซึ่งเป็นโครงการในเมืองเอเธควินีของแอฟริกาใต้ในช่วงปี 2000Anthony Odili ซึ่งศึกษาด้านการจัดการด้านสุขภาพที่มหาวิทยาลัย KwaZulu-Natal ในเมืองเดอร์บัน กล่าวว่า การขยายพรมแดนหลังการแบ่งแยกสีผิวอย่างกะทันหันส่งผลให้ทางการเข้ายึดพื้นที่ชนบทยากจนบางแห่งที่ไม่มีห้องน้ำและโครงสร้างพื้นฐานด้านน้ำ
หลังจากการระบาดของอหิวาตกโรคในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2543 ทางการได้ติดตั้งสิ่งอำนวยความสะดวกด้านสุขอนามัยหลายแห่งอย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นไปตามข้อจำกัดทางการเงินและการปฏิบัติ รวมถึงห้องน้ำแห้งสำหรับเปลี่ยนปัสสาวะประมาณ 80,000 ห้อง ซึ่งส่วนใหญ่ยังคงใช้อยู่ในปัจจุบันปัสสาวะจะไหลลงดินจากใต้โถส้วม และอุจจาระจะจบลงที่โกดังซึ่งทางเมืองเททิ้งทุกๆ 5 ปีตั้งแต่ปี 2559
Odili กล่าวว่าโครงการนี้ได้สร้างสิ่งอำนวยความสะดวกด้านสุขอนามัยที่ปลอดภัยขึ้นในพื้นที่อย่างไรก็ตาม การวิจัยทางสังคมศาสตร์ได้ระบุปัญหามากมายเกี่ยวกับโปรแกรมแม้จะมีความคิดว่าห้องน้ำดีกว่าไม่มีอะไร แต่การศึกษา ซึ่งรวมถึงการศึกษาบางส่วนที่เขาเข้าร่วมในภายหลัง แสดงให้เห็นว่าผู้ใช้มักไม่ชอบห้องน้ำเหล่านี้ Odili กล่าวหลายหลังสร้างด้วยวัสดุคุณภาพต่ำและใช้งานไม่สะดวกแม้ว่าในทางทฤษฎีแล้วห้องน้ำดังกล่าวควรป้องกันกลิ่น แต่ปัสสาวะในโถสุขภัณฑ์ eThekwini มักจะไปอยู่ในที่เก็บอุจจาระ ทำให้เกิดกลิ่นที่แย่มากจากข้อมูลของ Odili ผู้คน "ไม่สามารถหายใจได้ตามปกติ"นอกจากนี้ยังไม่ได้ใช้ปัสสาวะ
ท้ายที่สุดแล้ว Odili ระบุว่า การตัดสินใจแนะนำห้องน้ำแห้งแบบเปลี่ยนปัสสาวะเป็นการตัดสินใจจากบนลงล่าง และไม่ได้คำนึงถึงความชื่นชอบของผู้คน โดยส่วนใหญ่เป็นเหตุผลด้านสาธารณสุขการศึกษาในปี 25603 พบว่ามากกว่า 95% ของผู้ตอบแบบสำรวจของ eThekwini ต้องการเข้าถึงห้องน้ำที่สะดวกและไม่มีกลิ่นที่ใช้โดยชาวผิวขาวผู้มั่งคั่งในเมือง และหลายคนวางแผนที่จะติดตั้งห้องน้ำเหล่านี้เมื่อมีเงื่อนไขอนุญาตในแอฟริกาใต้ ห้องสุขาเป็นสัญลักษณ์ของความไม่เท่าเทียมทางเชื้อชาติมาช้านาน
อย่างไรก็ตาม การออกแบบใหม่นี้อาจเป็นความก้าวหน้าในการเบี่ยงทางเดินปัสสาวะในปี 2560 นำโดยนักออกแบบ Harald Grundl ร่วมกับ Larsen และบริษัทอื่นๆ บริษัทออกแบบของออสเตรีย EOOS (แยกตัวมาจาก EOOS Next) ได้เปิดตัวกับดักปัสสาวะสิ่งนี้ทำให้ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องเล็ง และฟังก์ชั่นการเบี่ยงเบนปัสสาวะก็แทบมองไม่เห็น (ดู “โถส้วมรูปแบบใหม่”)
ใช้แนวโน้มของน้ำที่จะเกาะบนพื้นผิว (เรียกว่ากาต้มน้ำเนื่องจากทำหน้าที่เหมือนกาต้มน้ำที่หยดไม่สะดวก) เพื่อส่งปัสสาวะจากด้านหน้าโถสุขภัณฑ์ไปยังช่องแยกต่างหาก (ดู "วิธีการรีไซเคิลปัสสาวะ") พัฒนาขึ้นโดยได้รับทุนสนับสนุนจากมูลนิธิ Bill & Melinda Gates ในเมืองซีแอตเทิล รัฐวอชิงตัน ซึ่งสนับสนุนการวิจัยในวงกว้างเกี่ยวกับนวัตกรรมห้องน้ำสำหรับผู้มีรายได้น้อย กับดักปัสสาวะสามารถรวมเข้ากับทุกอย่างตั้งแต่แบบจำลองแท่นเซรามิกระดับไฮเอนด์ไปจนถึงที่นั่งพลาสติก กระทะ พัฒนาขึ้นโดยได้รับทุนสนับสนุนจากมูลนิธิ Bill & Melinda Gates ในเมืองซีแอตเทิล รัฐวอชิงตัน ซึ่งสนับสนุนการวิจัยในวงกว้างเกี่ยวกับนวัตกรรมห้องน้ำสำหรับผู้มีรายได้น้อย กับดักปัสสาวะสามารถรวมเข้ากับทุกอย่างตั้งแต่แบบจำลองแท่นเซรามิกระดับไฮเอนด์ไปจนถึงที่นั่งพลาสติก กระทะ พัฒนาโดยได้รับทุนสนับสนุนจากมูลนิธิ Bill & Melinda Gates ในเมืองซีแอตเทิล รัฐวอชิงตัน ซึ่งสนับสนุนการวิจัยนวัตกรรมห้องน้ำสำหรับผู้มีรายได้น้อยหลากหลายประเภท กับดักปัสสาวะสามารถสร้างได้ในทุกสิ่งตั้งแต่แบบจำลองที่มีแท่นเซรามิกไปจนถึงที่นั่งพลาสติกกระถาง พัฒนาขึ้นโดยได้รับทุนสนับสนุนจากมูลนิธิ Bill & Melinda Gates ในเมืองซีแอตเทิล รัฐวอชิงตัน ซึ่งสนับสนุนการวิจัยอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับนวัตกรรมห้องน้ำสำหรับผู้มีรายได้น้อย โดยสามารถสร้างที่เก็บปัสสาวะได้ในทุกสิ่งตั้งแต่แบบจำลองเซรามิกระดับไฮเอนด์ไปจนถึงถาดนั่งยองพลาสติกLAUFEN ผู้ผลิตชาวสวิสกำลังเปิดตัวผลิตภัณฑ์ที่ชื่อว่า "Save!"สำหรับตลาดยุโรป แม้ว่าราคาจะสูงเกินไปสำหรับผู้บริโภคจำนวนมาก
มหาวิทยาลัย KwaZulu-Natal และ eThekwini City Council กำลังทดสอบห้องน้ำดักปัสสาวะรุ่นต่างๆ ที่สามารถเบี่ยงเบนปัสสาวะและชะล้างฝุ่นละอองได้ครั้งนี้เน้นศึกษาผู้ใช้มากขึ้นOdie มองในแง่ดีว่าผู้คนจะชอบห้องน้ำแบบเปลี่ยนปัสสาวะแบบใหม่เพราะกลิ่นดีขึ้นและใช้งานง่ายขึ้น แต่เขาตั้งข้อสังเกตว่าผู้ชายต้องนั่งลงเพื่อปัสสาวะ ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงทางวัฒนธรรมครั้งใหญ่แต่ถ้าห้องน้ำ “ยังถูกนำไปใช้และนำมาใช้โดยย่านที่มีรายได้สูง – โดยผู้คนจากภูมิหลังทางชาติพันธุ์ที่แตกต่างกัน – มันจะช่วยกระจายได้อย่างแท้จริง” เขากล่าว“เราต้องมีเลนส์ทางเชื้อชาติเสมอ” เขากล่าวเสริม เพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาจะไม่พัฒนาสิ่งที่ถูกมองว่าเป็น “คนผิวดำเท่านั้น” หรือ “คนจนเท่านั้น”
การแยกปัสสาวะเป็นเพียงขั้นตอนแรกในการเปลี่ยนแปลงสุขอนามัยส่วนต่อไปคือการหาว่าจะทำอย่างไรกับมันในพื้นที่ชนบทผู้คนสามารถเก็บมันไว้ในถังเพื่อฆ่าเชื้อโรคและนำไปใช้กับพื้นที่เพาะปลูกองค์การอนามัยโลกให้คำแนะนำสำหรับการปฏิบัตินี้
แต่สภาพแวดล้อมในเมืองมีความซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งเป็นที่ที่ปัสสาวะส่วนใหญ่ถูกผลิตขึ้นการสร้างท่อระบายน้ำแยกหลายจุดทั่วเมืองเพื่อส่งปัสสาวะไปยังจุดศูนย์กลางคงเป็นไปไม่ได้และเนื่องจากปัสสาวะมีน้ำเป็นส่วนประกอบประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ การจัดเก็บและขนส่งจึงมีราคาแพงเกินไปดังนั้น นักวิจัยจึงมุ่งเน้นไปที่การทำให้แห้ง เข้มข้น หรือสกัดสารอาหารจากปัสสาวะที่ระดับห้องน้ำหรืออาคาร โดยทิ้งน้ำไว้เบื้องหลัง
มันจะไม่ง่าย Larson กล่าวจากมุมมองทางวิศวกรรม “ปัสสาวะเป็นทางออกที่ไม่ดี” เธอกล่าวนอกจากน้ำแล้ว ส่วนประกอบส่วนใหญ่คือยูเรียซึ่งเป็นสารประกอบที่อุดมด้วยไนโตรเจนซึ่งร่างกายผลิตเป็นผลพลอยได้จากการเผาผลาญโปรตีนยูเรียมีประโยชน์ในตัวเอง: ปุ๋ยสังเคราะห์เป็นปุ๋ยไนโตรเจนทั่วไป (ดูข้อกำหนดเกี่ยวกับไนโตรเจน)แต่มันก็ยุ่งยากเช่นกัน เมื่อรวมกับน้ำ ยูเรียจะเปลี่ยนเป็นแอมโมเนีย ซึ่งทำให้ปัสสาวะมีกลิ่นเฉพาะตัวหากไม่เปิดใช้ แอมโมเนียจะส่งกลิ่น สร้างมลพิษในอากาศ และดึงไนโตรเจนที่มีค่าออกไปปฏิกิริยานี้เรียกว่า ยูเรีย ไฮโดรไลซิส ซึ่งถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ยูเรียเอสที่แพร่หลาย สามารถใช้เวลาหลายไมโครวินาที ทำให้ยูเรียเป็นหนึ่งในเอนไซม์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด
วิธีการบางอย่างทำให้ไฮโดรไลซิสดำเนินต่อไปได้นักวิจัยของ Eawag ได้พัฒนากระบวนการขั้นสูงที่จะเปลี่ยนปัสสาวะที่ผ่านการไฮโดรไลซ์ให้เป็นสารละลายที่มีสารอาหารเข้มข้นประการแรก ในพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ จุลินทรีย์จะเปลี่ยนแอมโมเนียที่ระเหยง่ายให้เป็นแอมโมเนียมไนเตรตที่ไม่ระเหย ซึ่งเป็นปุ๋ยทั่วไปจากนั้นเครื่องกลั่นจะเข้มข้นของเหลวบริษัทสาขาชื่อ Vuna ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองดูเบนดอร์ฟเช่นกัน กำลังทำงานเพื่อจำหน่ายระบบสำหรับอาคารและผลิตภัณฑ์ชื่อ Aurin ซึ่งได้รับการอนุมัติในสวิตเซอร์แลนด์สำหรับโรงงานอาหารเป็นครั้งแรกในโลก
คนอื่นพยายามหยุดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสโดยเพิ่มหรือลดค่า pH ของปัสสาวะอย่างรวดเร็ว ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นกลางเมื่อขับออกมาในวิทยาเขตของ University of Michigan Love กำลังร่วมมือกับ Earth Abundance Institute ที่ไม่แสวงหาผลกำไรในเมือง Brattleboro รัฐเวอร์มอนต์ เพื่อพัฒนาระบบสำหรับอาคารที่ขจัดกรดซิตริกเหลวออกจากโถสุขภัณฑ์และโถสุขภัณฑ์แบบไม่ใช้น้ำน้ำพุ่งออกจากโถฉี่ปัสสาวะจะถูกทำให้เข้มข้นโดยการแช่แข็งซ้ำแล้วซ้ำอีก5.
ทีม SLU ที่นำโดยวิศวกรสิ่งแวดล้อม Bjorn Winneros บนเกาะ Gotland ได้พัฒนาวิธีทำให้ปัสสาวะแห้งเป็นยูเรียแข็งผสมกับสารอาหารอื่นๆทีมงานประเมินต้นแบบล่าสุดของพวกเขา ซึ่งเป็นโถสุขภัณฑ์แบบตั้งพื้นพร้อมเครื่องเป่าแห้งในตัว ที่สำนักงานใหญ่ของบริษัทน้ำและท่อน้ำทิ้งของสวีเดน VA SYD ในเมืองมัลเมอ
วิธีอื่นๆ กำหนดเป้าหมายสารอาหารแต่ละตัวในปัสสาวะพวกเขาสามารถรวมเข้ากับห่วงโซ่อุปทานที่มีอยู่สำหรับปุ๋ยและสารเคมีอุตสาหกรรมได้ง่ายขึ้น William Tarpeh วิศวกรเคมีอดีตเพื่อนร่วมงานหลังปริญญาเอกที่ Love's ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในแคลิฟอร์เนียกล่าว
วิธีทั่วไปในการคืนฟอสฟอรัสจากปัสสาวะที่ถูกไฮโดรไลซ์คือการเติมแมกนีเซียม ซึ่งทำให้เกิดการตกตะกอนของปุ๋ยที่เรียกว่าสตรูไวท์Tarpeh กำลังทดลองกับเม็ดวัสดุดูดซับที่สามารถคัดเลือกเอาไนโตรเจนในรูปของแอมโมเนีย6 หรือฟอสฟอรัสในรูปของฟอสเฟตระบบของเขาใช้ของเหลวชนิดอื่นที่เรียกว่ารีเจนเนอแรนท์ (regenerant) ซึ่งไหลผ่านลูกโป่งหลังจากที่มันหมดตัวสร้างใหม่ใช้สารอาหารและต่ออายุลูกบอลสำหรับรอบต่อไปนี่เป็นวิธีการเชิงรับที่ใช้เทคโนโลยีต่ำ แต่การสร้างใหม่เชิงพาณิชย์นั้นไม่ดีต่อสิ่งแวดล้อมตอนนี้ทีมของเขากำลังพยายามสร้างผลิตภัณฑ์ราคาถูกและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น (ดู "มลพิษแห่งอนาคต")
นักวิจัยคนอื่นๆ กำลังพัฒนาวิธีผลิตกระแสไฟฟ้าโดยการใส่ปัสสาวะลงในเซลล์เชื้อเพลิงของจุลินทรีย์ในเคปทาวน์ แอฟริกาใต้ อีกทีมหนึ่งได้พัฒนาวิธีการสร้างอิฐที่ไม่ธรรมดาโดยการผสมปัสสาวะ ทราย และแบคทีเรียที่ผลิตยูรีเอสลงในแม่พิมพ์พวกเขากลายเป็นปูนเป็นรูปร่างใด ๆ โดยไม่ต้องยิงองค์การอวกาศยุโรปกำลังพิจารณาปัสสาวะของนักบินอวกาศเพื่อใช้เป็นทรัพยากรในการสร้างที่อยู่อาศัยบนดวงจันทร์
“เมื่อผมนึกถึงอนาคตของการรีไซเคิลปัสสาวะและการรีไซเคิลน้ำเสีย เราต้องการที่จะผลิตผลิตภัณฑ์ให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้” Tarpeh กล่าว
ในขณะที่นักวิจัยติดตามแนวคิดต่างๆ มากมายในการทำให้ปัสสาวะเป็นสินค้า พวกเขารู้ว่ามันเป็นการต่อสู้ที่ยากเย็นแสนเข็ญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมที่ยึดมั่นบริษัทปุ๋ยและอาหาร เกษตรกร ผู้ผลิตห้องน้ำ และหน่วยงานกำกับดูแลต่างชะลอการเปลี่ยนแปลงแนวทางปฏิบัติของตนอย่างมีนัยสำคัญ“มีความเฉื่อยมากมายที่นี่” Simcha กล่าว
ตัวอย่างเช่น ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ศูนย์วิจัยและการศึกษาของ LAUFEN save!ซึ่งรวมถึงการใช้จ่ายกับสถาปนิก การสร้าง และการปฏิบัติตามกฎระเบียบของเทศบาล — และนั่นยังไม่เสร็จสิ้น เควิน โอนา วิศวกรสิ่งแวดล้อมซึ่งปัจจุบันทำงานที่มหาวิทยาลัยเวสต์เวอร์จิเนียในมอร์แกนทาวน์กล่าวเขากล่าวว่าการขาดรหัสและข้อบังคับที่มีอยู่ทำให้เกิดปัญหาในการจัดการสิ่งอำนวยความสะดวก ดังนั้นเขาจึงเข้าร่วมกลุ่มที่กำลังพัฒนารหัสใหม่
ส่วนหนึ่งของความเฉื่อยอาจเกิดจากความกลัวการต่อต้านของนักช้อป แต่จากการสำรวจในปี 2564 ของผู้คนใน 16 ประเทศ7 พบว่าในฝรั่งเศส จีน และยูกันดา ความเต็มใจที่จะบริโภคอาหารเสริมปัสสาวะมีเกือบ 80% (ดูที่คนจะกิน มัน?').
Pam Elardo ซึ่งเป็นผู้นำของ Wastewater Administration ในตำแหน่งรองผู้บริหารของ New York City Environmental Protection Agency กล่าวว่าเธอสนับสนุนนวัตกรรมต่างๆ เช่น การเบี่ยงเบนของปัสสาวะ เนื่องจากเป้าหมายหลักของบริษัทของเธอคือการลดมลพิษและรีไซเคิลทรัพยากรเธอคาดหวังว่าสำหรับเมืองอย่างนิวยอร์ก วิธีการเปลี่ยนถ่ายปัสสาวะที่ใช้ได้จริงและคุ้มค่าที่สุดจะเป็นระบบนอกตารางในการปรับปรุงใหม่หรือในอาคารใหม่ เสริมด้วยการดำเนินการบำรุงรักษาและการเก็บขยะหากนักประดิษฐ์สามารถแก้ปัญหาได้ "พวกเขาควรจะทำงาน" เธอกล่าว
จากความก้าวหน้าเหล่านี้ Larsen คาดการณ์ว่าการผลิตจำนวนมากและระบบอัตโนมัติของเทคโนโลยีการเบี่ยงปัสสาวะอาจอยู่ไม่ไกลสิ่งนี้จะช่วยปรับปรุงกรณีธุรกิจสำหรับการเปลี่ยนผ่านไปสู่การจัดการของเสียการเบี่ยงทางเดินปัสสาวะ “เป็นเทคนิคที่ถูกต้อง” เธอกล่าว“นี่เป็นเทคโนโลยีเดียวที่สามารถแก้ปัญหาการกินที่บ้านได้ในระยะเวลาที่เหมาะสมแต่ประชาชนต้องตัดสินใจ”
ฮิลตัน, SP, Keoleian, GA, Daigger, GT, Zhou, B. & Love, NG Environ ฮิลตัน, SP, Keoleian, GA, Daigger, GT, Zhou, B. & Love, NG Environฮิลตัน, SP, Keoleyan, GA, Digger, GT, Zhou, B. และ Love, NG Environ ฮิลตัน, SP, Keoleian, GA, Daigger, GT, Zhou, B. & Love, NG Environ。 ฮิลตัน, SP, Keoleian, GA, Daigger, GT, Zhou, B. & Love, NG Environ。ฮิลตัน, SP, Keoleyan, GA, Digger, GT, Zhou, B. และ Love, NG Environวิทยาศาสตร์.เทคโนโลยี.55, 593–603 (2564).
Sutherland, K. และคณะระบายความประทับใจของห้องสุขาทางเบี่ยงขั้นตอนที่ 2: การเปิดตัวแผนการตรวจสอบ eThekwini City UDDT (มหาวิทยาลัย KwaZulu-Natal, 2018)
Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ Water Sanit Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ Water SanitMkhize N, Taylor M, Udert KM, Gounden TG.และบัคลี่ย์, CAJ Water Sanit. Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ Water Sanit。 Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ Water SanitMkhize N, Taylor M, Udert KM, Gounden TG.และบัคลี่ย์, CAJ Water Sanit.การจัดการการแลกเปลี่ยน 7, 111–120 (2017)
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. 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.อินเตอร์เนชั่นแนล พาราไดซ์ อิงลิช58, 7415–7419 (2562).
Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg. Noe-Hays , A. , Homeyer , RJ , Davis , AP & Love , NG ACS EST Engg Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg. Noe-Hays , A. , Homeyer , RJ , Davis , AP & Love , NG ACS EST Engg Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg。 Noe-Hays , A. , Homeyer , RJ , Davis , AP & Love , NG ACS EST Engg Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg. Noe-Hays , A. , Homeyer , RJ , Davis , AP & Love , NG ACS EST Engghttps://doi.org/10.1021/access.1c00271 (2021 г.).