De toekomstige verbinding tussen menselijk afval, sanitaire technologie en duurzame landbouw wordt steeds duidelijker. Volgens onderzoek onder leiding van de Universiteit van Illinois Urbana-Champaign, hoogleraar civiele en milieutechniek, Jeremy Guest, landen zouden dichter bij het gebruik van menselijk afval als meststof kunnen komen, de lus sluiten naar meer cirkelvormig, duurzame economieën.

Een nieuwe studie karakteriseert de ruimtelijke verdeling van menselijke urine afgeleide voedingsstoffen - stikstof, fosfor en kalium - en de vraag naar landbouwmest om de locatietypologieën van vraag en aanbod te definiëren, hun prevalentie over de hele wereld en de implicaties voor het herstel van hulpbronnen. De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Milieuwetenschap en -technologie .

"De totale hoeveelheid stikstof, fosfor en kalium blijven grotendeels constant in ons lichaam, zodra we stoppen met groeien, " zei gast, die tevens dienst doet als waarnemend adjunct-directeur voor onderzoek bij het Institute for Sustainability, Energie, en Milieu aan de U. of I. "Alles wat binnenkomt via eten en drinken, moet eruit komen in onze urine, ontlasting en zweet. Wetende dat, we kunnen schatten hoeveel van elk van deze voedingsstoffen zich in het lichaamsafval van een bevolking bevindt als we hun dieet kennen."

Eerdere studies van Guest en anderen hebben het potentieel beoordeeld voor het terugwinnen van voedingsstoffen uit menselijk afval over de hele wereld en hebben locaties geïdentificeerd met een overschot aan van menselijk afval afgeleide voedingsstoffen in verhouding tot de lokale vraag naar landbouwmeststoffen.

"De nieuwe studie is de eerste die de relaties tussen het aanbod en de locatie van de vraag naar de locatie van menselijk afval beschrijft met behulp van een enkele wiskundige vergelijking, Gast zei. "De kwaliteit van de sanitaire infrastructuur varieert sterk over de hele wereld, evenals de voeding van mensen en de beschikbaarheid van land dat geschikt is voor landbouw. Het hebben van de middelen om het terugwinningspotentieel van nutriënten te karakteriseren en kwantitatief te vergelijken, kan een lange weg zijn om besluitvormers beter te informeren als het gaat om toekomstig sanitatie- en landbouwbeleid."

Het team voerde uitgebreide numerieke en geografische analyses uit van voedings-, bevolking, sanitatie- en landbouwgegevens uit 107 landen om deze kwantitatieve karakterisering op wereldschaal te realiseren. Het onderzoek bracht drie verschillende typologieën van vraag en aanbod aan het licht:landen met een co-locatie van vraag en aanbod; landen met een ontwrichte vraag en aanbod; en landen met uiteenlopende nabijheid van vraag en aanbod.

De Verenigde Staten en Australië, bijvoorbeeld, vallen onder de ontwrichte vraag-aanbodtypologie. Ze hebben intensieve landbouw in gebieden ver van grote steden, dus de toevoer van voedingsstoffen afkomstig van menselijk afval is ver weg van waar het nodig is, zei gast. Zelfs met een geavanceerde sanitaire infrastructuur, dit betekent dat voedingsstoffen over grote afstanden moeten worden getransporteerd, hetzij als zware vloeistoffen of omgezet in geconcentreerde kristallijne producten. economisch gesproken, Gast zei, het zou logisch zijn om met een geconcentreerd product te werken om in deze landen een meststof op basis van menselijk afval te implementeren.

De studie meldt dat in landen met co-locatie typologieën van vraag en aanbod, zoals India, Nigeria en Oeganda, menselijke populaties bevinden zich meer in de nabijheid van landbouwgebieden, lokaal hergebruik mogelijk maken. In veel gemeenschappen waar vraag en aanbod samenkomen, echter, er is behoefte aan verbeterde sanitaire infrastructuur. Gast zei dat het implementeren van een kunstmestprogramma op basis van menselijk afval zeer gunstig kan zijn voor sanitaire voorzieningen en landbouw op deze plaatsen.

Landen als Brazilië, Mexico, China en Rusland vertonen een continuüm van co-locatie tot dislocatie van vraag en aanbod van nutriënten. De studie meldt dat beleidsmakers het gebruik van nutriënten afkomstig van menselijk afval zouden moeten benaderen met meer geregionaliseerde strategieën en een reeks lokale benaderingen voor hergebruik en transport. "Landen met een hoger inkomen in deze groep hebben mogelijk de infrastructuur en economische steun voor verschillende technologieën, maar degenen met beperkte financiële middelen zouden op sommige gebieden prioriteit moeten geven aan technologie voor het terugwinnen van hulpbronnen, ' zei gast.

Het team was verrast om te ontdekken dat de typologieën nauw overeenkwamen met de Human Development Index van de Verenigde Naties.

"Hogere HDI-scorende landen zoals de VS, West-Europa en Australië hebben de neiging om te vallen in de ontwrichte typologie van vraag en aanbod en landen met een lagere HDI-score passen meestal in de typologie van vraag en aanbod. Natuurlijk, er zijn uitzonderingen, maar we hadden niet verwacht zo'n sterke correlatie te vinden, ' zei gast.

Het team hoopt dat dit onderzoek zal helpen om de meest opvallende economische, sanitaire voorzieningen en landbouwkenmerken van landen over de hele wereld, zodat besluitvormers prioriteit kunnen geven aan investeringen, beleid en technologieën die de doelstellingen voor een circulaire economie en de voorziening van sanitaire voorzieningen voor iedereen zullen bevorderen, zei gast.