मूत्र क्रांती: मूत्र पुनर्वापर जगाला कसे वाचवण्यास मदत करते

Nature.com ला भेट दिल्याबद्दल धन्यवाद. तुम्ही वापरत असलेल्या ब्राउझर आवृत्तीला मर्यादित CSS सपोर्ट आहे. सर्वोत्तम अनुभवासाठी, आम्ही शिफारस करतो की तुम्ही अपडेटेड ब्राउझर वापरा (किंवा इंटरनेट एक्सप्लोररमध्ये कंपॅटिबिलिटी मोड अक्षम करा). दरम्यान, सतत सपोर्ट सुनिश्चित करण्यासाठी, आम्ही साइटला स्टाईल आणि जावास्क्रिप्टशिवाय रेंडर करू.
चेल्सी वोल्ड ही नेदरलँड्समधील हेग येथील एक स्वतंत्र पत्रकार आहे आणि ती 'डेड्रीम: अ‍ॅन अर्जेंट ग्लोबल क्वेस्ट टू चेंज टॉयलेट्स' या पुस्तकाची लेखिका आहे.
विशेष शौचालय प्रणाली खत आणि इतर उत्पादनांसाठी मूत्रातून नायट्रोजन आणि इतर पोषक घटक काढतात. प्रतिमा क्रेडिट: MAK/जॉर्ज मेयर/EOOS NEXT
स्वीडनमधील सर्वात मोठे बेट असलेल्या गॉटलँडमध्ये गोडे पाणी कमी आहे. त्याच वेळी, रहिवासी शेती आणि सांडपाणी प्रणालींमुळे होणाऱ्या धोकादायक पातळीच्या प्रदूषणाशी झुंजत आहेत ज्यामुळे बाल्टिक समुद्राभोवती हानिकारक शैवाल फुलत आहेत. ते मासे मारू शकतात आणि लोकांना आजारी बनवू शकतात.
पर्यावरणीय समस्यांच्या या मालिकेचे निराकरण करण्यासाठी, बेट त्यांना बांधणाऱ्या एकमेव अशक्य पदार्थावर आपली आशा ठेऊन आहे: मानवी मूत्र.
२०२१ पासून, संशोधन पथकाने पोर्टेबल शौचालये भाड्याने देणाऱ्या स्थानिक कंपनीसोबत काम करण्यास सुरुवात केली. उन्हाळी पर्यटन हंगामात अनेक ठिकाणी पाणी नसलेल्या मूत्रालयांमध्ये आणि समर्पित शौचालयांमध्ये ३ वर्षांच्या कालावधीत ७०,००० लिटरपेक्षा जास्त मूत्र गोळा करण्याचे उद्दिष्ट आहे. ही टीम उप्साला येथील स्वीडिश युनिव्हर्सिटी ऑफ अ‍ॅग्रिकल्चरल सायन्सेस (SLU) कडून आली होती, ज्याने सॅनिटेशन३६० नावाच्या कंपनीची स्थापना केली आहे. संशोधकांनी विकसित केलेल्या प्रक्रियेचा वापर करून, त्यांनी मूत्र काँक्रीटसारखे तुकडे केले, जे नंतर ते पावडरमध्ये बारीक केले आणि मानक शेती उपकरणांना बसणाऱ्या खतांच्या कणांमध्ये दाबले. स्थानिक शेतकरी बार्ली वाढवण्यासाठी खताचा वापर करतात, जे नंतर ब्रुअरीजमध्ये पाठवले जाते जेणेकरून एल तयार होईल जे सेवनानंतर पुन्हा चक्रात जाऊ शकते.
SLU चे केमिकल इंजिनिअर आणि Sanitation360 चे CTO पृथ्वी सिंहा म्हणाले की, संशोधकांचे ध्येय "संकल्पनेच्या पलीकडे जाऊन मोठ्या प्रमाणात मूत्र पुनर्वापर प्रत्यक्षात आणणे" आहे. जगभरात अनुकरण करता येईल असे मॉडेल प्रदान करणे हे आमचे ध्येय आहे. "आमचे ध्येय प्रत्येकाने, सर्वत्र, हे व्यायाम करावे हे आहे."
गॉटलँडमधील एका प्रयोगात, मूत्र-फर्टिलेटेड बार्लीची (उजवीकडे) तुलना नॉनफर्टिलेटेड वनस्पतींशी (मध्यभागी) आणि खनिज खतांशी (डावीकडे) करण्यात आली. प्रतिमा श्रेय: जेना सेनेकल.
गॉटलँड प्रकल्प हा इतर सांडपाण्यापासून मूत्र वेगळे करून त्याचे खतासारखे उत्पादन बनवण्याच्या अशाच जागतिक प्रयत्नांचा एक भाग आहे. मूत्र वळवणे म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या या पद्धतीचा अभ्यास युनायटेड स्टेट्स, ऑस्ट्रेलिया, स्वित्झर्लंड, इथिओपिया आणि दक्षिण आफ्रिका आणि इतर देशांमध्ये गट करत आहेत. हे प्रयत्न विद्यापीठ प्रयोगशाळांच्या पलीकडे जातात. ओरेगॉन आणि नेदरलँड्समधील कार्यालयांमध्ये पाण्याशिवाय मूत्रालये तळघर विल्हेवाट प्रणालींशी जोडलेली आहेत. पॅरिस शहराच्या १४ व्या अरेंडिसमेंटमध्ये बांधल्या जाणाऱ्या १,००० रहिवाशांच्या इकोझोनमध्ये मूत्र वळवणारी शौचालये बसवण्याची योजना आखत आहे. युरोपियन स्पेस एजन्सी त्यांच्या पॅरिस मुख्यालयात ८० शौचालये ठेवणार आहे, जी या वर्षाच्या अखेरीस सुरू होईल. मूत्र वळवण्याच्या समर्थकांचे म्हणणे आहे की ते तात्पुरत्या लष्करी चौक्यांपासून ते निर्वासित छावण्या, श्रीमंत शहरी केंद्रे आणि विस्तीर्ण झोपडपट्ट्यांपर्यंतच्या ठिकाणी वापरता येईल.
शास्त्रज्ञांचे म्हणणे आहे की जर जगभरात मोठ्या प्रमाणात मूत्र वळवण्याचा वापर केला तर पर्यावरण आणि सार्वजनिक आरोग्यासाठी मोठे फायदे मिळू शकतात. याचे कारण असे की मूत्रात भरपूर पोषक घटक असतात जे जलस्रोतांना प्रदूषित करत नाहीत आणि ते पिकांना खत देण्यासाठी किंवा औद्योगिक प्रक्रियांमध्ये वापरता येतात. सिम्हा यांचा अंदाज आहे की मानव जगातील सध्याच्या नायट्रोजन आणि फॉस्फेट खतांपैकी एक चतुर्थांश जागा घेईल इतके मूत्र तयार करतात; त्यात पोटॅशियम आणि अनेक ट्रेस घटक देखील असतात ("मूत्रातील घटक" पहा). सर्वात चांगले म्हणजे, मूत्र नाल्यात न टाकल्याने, तुम्ही भरपूर पाणी वाचवाल आणि जुन्या आणि जास्त भार असलेल्या सांडपाणी प्रणालीवरील भार कमी कराल.
या क्षेत्रातील तज्ज्ञांच्या मते, शौचालये आणि मूत्र विल्हेवाट लावण्याच्या धोरणांमधील प्रगतीमुळे मूत्र वळवण्याचे अनेक घटक लवकरच मोठ्या प्रमाणात उपलब्ध होऊ शकतात. परंतु जीवनातील सर्वात मूलभूत पैलूंपैकी एकामध्ये मूलभूत बदल घडवून आणण्यासाठी मोठे अडथळे देखील आहेत. संशोधक आणि कंपन्यांना मूत्र वळवणाऱ्या शौचालयांच्या डिझाइनमध्ये सुधारणा करण्यापासून ते मूत्र प्रक्रिया करणे आणि मौल्यवान उत्पादनांमध्ये रूपांतरित करणे सोपे करण्यापर्यंत असंख्य आव्हानांना तोंड द्यावे लागेल. यामध्ये वैयक्तिक शौचालयांशी किंवा संपूर्ण इमारतीला सेवा देणाऱ्या तळघर उपकरणांशी जोडलेल्या रासायनिक प्रक्रिया प्रणाली आणि परिणामी एकाग्र किंवा कडक झालेल्या उत्पादनाच्या पुनर्प्राप्ती आणि देखभालीसाठी सेवा प्रदान करणे समाविष्ट असू शकते ("मूत्रापासून उत्पादनापर्यंत" पहा). याव्यतिरिक्त, सामाजिक बदल आणि स्वीकृतीचे व्यापक मुद्दे आहेत, जे मानवी कचऱ्याशी संबंधित सांस्कृतिक निषिद्धांच्या वेगवेगळ्या प्रमाणात आणि औद्योगिक सांडपाणी आणि अन्न प्रणालींबद्दल खोलवर बसलेल्या परंपरांशी जोडलेले आहेत.
समाज शेती आणि उद्योगासाठी ऊर्जा, पाणी आणि कच्च्या मालाच्या कमतरतेशी झुंजत असताना, मूत्र वळवणे आणि पुनर्वापर करणे हे "आम्ही स्वच्छता कशी प्रदान करतो हे एक मोठे आव्हान आहे," असे मिनियापोलिस-आधारित शाश्वतता सल्लागार जीवशास्त्रज्ञ लिन ब्रॉडडस म्हणतात. . "एक असा प्रकार जो वाढत्या प्रमाणात महत्त्वाचा होत जाईल. मिनेसोटा, ते व्हर्जिनियामधील अलेक्झांड्रिया येथील जल गुणवत्ता व्यावसायिकांच्या जागतिक संघटनेच्या जलचर फेडरेशनचे माजी अध्यक्ष होते. "हे खरोखर मौल्यवान काहीतरी आहे."
एकेकाळी, मूत्र ही एक मौल्यवान वस्तू होती. पूर्वी, काही समाज पिकांना खत देण्यासाठी, चामडे बनवण्यासाठी, कपडे धुण्यासाठी आणि गनपावडर बनवण्यासाठी त्याचा वापर करत असत. त्यानंतर, १९ व्या शतकाच्या उत्तरार्धात आणि २० व्या शतकाच्या सुरुवातीला, केंद्रीकृत सांडपाणी व्यवस्थापनाचे आधुनिक मॉडेल ग्रेट ब्रिटनमध्ये उदयास आले आणि जगभर पसरले, ज्यामुळे तथाकथित मूत्राशय अंधत्व आले.
या मॉडेलमध्ये, शौचालये मूत्र, विष्ठा आणि टॉयलेट पेपर जलदगतीने नाल्यात काढून टाकण्यासाठी पाण्याचा वापर करतात, जे घरगुती, औद्योगिक स्त्रोतांमधून आणि कधीकधी वादळ नाल्यांमधून येणाऱ्या इतर द्रवांमध्ये मिसळले जातात. केंद्रीकृत सांडपाणी प्रक्रिया संयंत्रांमध्ये, ऊर्जा-केंद्रित प्रक्रिया सांडपाणी प्रक्रिया करण्यासाठी सूक्ष्मजीवांचा वापर करतात.
प्रक्रिया केंद्राच्या स्थानिक नियम आणि परिस्थितीनुसार, या प्रक्रियेतून सोडल्या जाणाऱ्या सांडपाण्यात अजूनही लक्षणीय प्रमाणात नायट्रोजन आणि इतर पोषक घटक तसेच काही इतर दूषित घटक असू शकतात. जगातील ५७% लोकसंख्या केंद्रीकृत सांडपाणी प्रणालीशी अजिबात जोडलेली नाही ("मानवी सांडपाणी" पहा).
केंद्रीकृत प्रणाली अधिक शाश्वत आणि कमी प्रदूषणकारी बनवण्यासाठी शास्त्रज्ञ काम करत आहेत, परंतु १९९० च्या दशकात स्वीडनपासून सुरुवात करून, काही संशोधक अधिक मूलभूत बदलांसाठी जोर देत आहेत. पाइपलाइनच्या शेवटी झालेली प्रगती ही "त्याच गोष्टीची आणखी एक उत्क्रांती आहे," असे अॅन आर्बर येथील मिशिगन विद्यापीठातील पर्यावरण अभियंता नॅन्सी लव्ह म्हणाल्या. मूत्र वळवणे "परिवर्तनकारी" असेल, असे त्या म्हणतात. अमेरिकेच्या तीन राज्यांमध्ये सांडपाणी व्यवस्थापन प्रणालींचे अनुकरण करणाऱ्या अभ्यास १ मध्ये, तिने आणि तिच्या सहकाऱ्यांनी पारंपारिक सांडपाणी प्रक्रिया प्रणालींची तुलना काल्पनिक सांडपाणी प्रक्रिया प्रणालींशी केली आहे जी मूत्र वळवतात आणि कृत्रिम खतांऐवजी पुनर्प्राप्त पोषक घटकांचा वापर करतात. त्यांचा अंदाज आहे की मूत्र वळवणारे समुदाय एकूण हरितगृह वायू उत्सर्जन ४७%, ऊर्जा वापर ४१%, गोड्या पाण्याचा वापर सुमारे अर्ध्या आणि सांडपाण्याचे पोषक प्रदूषण ६४% कमी करू शकतात. वापरलेली तंत्रज्ञान.
तथापि, ही संकल्पना अजूनही विशिष्ट आहे आणि ती मोठ्या प्रमाणात स्वायत्त क्षेत्रांपुरती मर्यादित आहे जसे की स्कॅन्डिनेव्हियन इको-व्हिलेज, ग्रामीण आउटबिल्डिंग्ज आणि कमी उत्पन्न असलेल्या क्षेत्रातील विकास.
ड्यूबेंडॉर्फ येथील स्विस फेडरल इन्स्टिट्यूट फॉर अ‍ॅक्वाटिक सायन्स अँड टेक्नॉलॉजी (ईवॅग) येथील केमिकल इंजिनिअर टोव्ह लार्सन म्हणतात की, शौचालयांमुळेच बराचसा साठा होतो. १९९० आणि २००० च्या दशकात पहिल्यांदा बाजारात आणण्यात आलेल्या बहुतेक मूत्र वळवणाऱ्या शौचालयांमध्ये द्रव गोळा करण्यासाठी समोर एक लहान बेसिन असते, ज्यासाठी काळजीपूर्वक लक्ष्यीकरण आवश्यक असते. इतर डिझाइनमध्ये पायांनी चालवले जाणारे कन्व्हेयर बेल्ट समाविष्ट आहेत जे खत कंपोस्ट बिनमध्ये नेले जात असताना मूत्र बाहेर काढू देतात किंवा सेन्सर जे व्हॉल्व्ह चालवतात जेणेकरून मूत्र वेगळ्या आउटलेटमध्ये निर्देशित होईल.
स्वीडिश पाणी आणि सांडपाणी कंपनी VA SYD च्या मालमो येथील मुख्यालयात मूत्र वेगळे करून ते पावडरमध्ये वाळवणाऱ्या एका प्रोटोटाइप शौचालयाची चाचणी घेतली जात आहे. प्रतिमा क्रेडिट: EOOS NEXT
परंतु युरोपमधील प्रायोगिक आणि प्रात्यक्षिक प्रकल्पांमध्ये, लोकांनी त्यांचा वापर स्वीकारला नाही, असे लार्सन म्हणाले. ते खूप अवजड, दुर्गंधीयुक्त आणि अविश्वसनीय असल्याची तक्रार त्यांनी केली. "शौचालयांच्या विषयाने आम्हाला खरोखरच निराश केले."
२००० च्या दशकात दक्षिण आफ्रिकेतील एथेकविनी शहरात मूत्र-विभाजित शौचालयांच्या पहिल्या मोठ्या प्रमाणात वापराच्या प्रकल्पादरम्यान या चिंता निर्माण झाल्या. डर्बनमधील क्वाझुलु-नताल विद्यापीठात आरोग्य व्यवस्थापनाचा अभ्यास करणारे अँथनी ओडिली म्हणाले की, शहराच्या रंगभेदानंतरच्या सीमा अचानक वाढल्याने अधिकाऱ्यांनी शौचालय आणि पाण्याच्या पायाभूत सुविधांशिवाय काही गरीब ग्रामीण भाग ताब्यात घेतले आहेत.
ऑगस्ट २००० मध्ये कॉलराच्या उद्रेकानंतर, अधिकाऱ्यांनी आर्थिक आणि व्यावहारिक अडचणी पूर्ण करणाऱ्या अनेक स्वच्छता सुविधा तातडीने तैनात केल्या, ज्यात सुमारे ८०,००० मूत्र-विकसित कोरडे शौचालये समाविष्ट होती, ज्यापैकी बहुतेक आजही वापरात आहेत. शौचालयाच्या खालून मूत्र मातीत वाहून जाते आणि विष्ठा एका साठवणूक सुविधेत जाते जी २०१६ पासून शहर दर पाच वर्षांनी रिकामी करत आहे.
ओडिली म्हणाले की या प्रकल्पामुळे परिसरात सुरक्षित स्वच्छता सुविधा निर्माण झाल्या आहेत. तथापि, सामाजिक विज्ञान संशोधनाने या कार्यक्रमातील अनेक समस्या ओळखल्या आहेत. शौचालये ही काहीही नसण्यापेक्षा चांगली आहेत ही धारणा असूनही, त्यांनी भाग घेतलेल्या काही अभ्यासांसह, नंतर असे दिसून आले की वापरकर्त्यांना सामान्यतः ती आवडत नाहीत, असे ओडिली म्हणाले. त्यापैकी बरेच निकृष्ट दर्जाच्या साहित्याने बांधलेले आहेत आणि वापरण्यास अस्वस्थ आहेत. सैद्धांतिकदृष्ट्या अशा शौचालयांनी दुर्गंधी रोखली पाहिजे, परंतु ईथेकविनीच्या शौचालयांमधील मूत्र बहुतेकदा विष्ठेच्या साठवणुकीत संपते, ज्यामुळे एक भयानक वास येतो. ओडिलीच्या मते, लोक "सामान्यपणे श्वास घेऊ शकत नव्हते." शिवाय, मूत्र व्यावहारिकरित्या वापरले जात नाही.
शेवटी, ओडिलीच्या मते, मूत्र-विकसित कोरडे शौचालये सुरू करण्याचा निर्णय वरपासून खालपर्यंत होता आणि लोकांच्या आवडीनिवडी विचारात घेतल्या नव्हत्या, प्रामुख्याने सार्वजनिक आरोग्याच्या कारणास्तव. २०१७ च्या एका अभ्यासात ३ असे आढळून आले की eThekwini च्या ९५% पेक्षा जास्त प्रतिसादकर्त्यांना शहरातील श्रीमंत गोरे रहिवासी वापरत असलेल्या सोयीस्कर, गंधहीन शौचालयांची उपलब्धता हवी होती आणि अनेकांनी परिस्थिती अनुकूल असताना ती स्थापित करण्याची योजना आखली. दक्षिण आफ्रिकेत, शौचालये ही फार पूर्वीपासून वांशिक असमानतेचे प्रतीक आहेत.
तथापि, नवीन डिझाइन मूत्रमार्ग वळवण्याच्या क्षेत्रात एक प्रगती ठरू शकते. २०१७ मध्ये, डिझायनर हॅराल्ड ग्रंडल यांच्या नेतृत्वाखाली, लार्सन आणि इतरांच्या सहकार्याने, ऑस्ट्रियन डिझाइन फर्म EOOS (EOOS नेक्स्टपासून वेगळे) ने मूत्रमार्ग सापळा जारी केला. यामुळे वापरकर्त्याला लक्ष्य करण्याची गरज नाहीशी होते आणि मूत्रमार्ग वळवण्याचे कार्य जवळजवळ अदृश्य होते ("नवीन प्रकारचे शौचालय" पहा).
ते पाण्याच्या पृष्ठभागावर चिकटून राहण्याच्या प्रवृत्तीचा वापर करते (याला केटल इफेक्ट म्हणतात कारण ते अस्ताव्यस्त टपकणाऱ्या केटलसारखे काम करते) शौचालयाच्या समोरून मूत्र एका वेगळ्या छिद्रात निर्देशित करते ("मूत्र कसे पुनर्वापर करावे" पहा). कमी उत्पन्न असलेल्या लोकांसाठी शौचालयाच्या नवोपक्रमात व्यापक संशोधनाला पाठिंबा देणाऱ्या सिएटल, वॉशिंग्टन येथील बिल अँड मेलिंडा गेट्स फाउंडेशनच्या निधीतून विकसित केलेले, युरिन ट्रॅप हे उच्च दर्जाच्या सिरेमिक पेडेस्टल मॉडेल्सपासून प्लास्टिक स्क्वॅट पॅनपर्यंत सर्व गोष्टींमध्ये समाविष्ट केले जाऊ शकते. कमी उत्पन्न असलेल्या लोकांसाठी शौचालयाच्या नवोपक्रमात व्यापक संशोधनाला पाठिंबा देणाऱ्या सिएटल, वॉशिंग्टन येथील बिल अँड मेलिंडा गेट्स फाउंडेशनच्या निधीतून विकसित केलेले, युरिन ट्रॅप हे उच्च दर्जाच्या सिरेमिक पेडेस्टल मॉडेल्सपासून प्लास्टिक स्क्वॅट पॅनपर्यंत सर्व गोष्टींमध्ये समाविष्ट केले जाऊ शकते. वॉशिंग्टनमधील सिएटल येथील बिल अँड मेलिंडा गेट्स फाउंडेशनच्या निधीतून विकसित केलेले, ज्याने कमी उत्पन्न असलेल्या शौचालयांच्या नाविन्यपूर्ण संशोधनाच्या विस्तृत श्रेणीला पाठिंबा दिला आहे, हे मूत्र सापळे सिरेमिक पेडेस्टल्स असलेल्या मॉडेल्सपासून प्लास्टिक स्क्वॅट्सपर्यंत सर्व गोष्टींमध्ये तयार केले जाऊ शकते.भांडी. कमी उत्पन्न असलेल्या शौचालयांच्या नवोपक्रमात व्यापक संशोधनाला पाठिंबा देणाऱ्या सिएटल, वॉशिंग्टन येथील बिल अँड मेलिंडा गेट्स फाउंडेशनच्या निधीतून विकसित केलेले, मूत्र संग्राहक उच्च दर्जाच्या सिरेमिक-आधारित मॉडेल्सपासून प्लास्टिक स्क्वॅट ट्रेपर्यंत सर्व गोष्टींमध्ये तयार केले जाऊ शकते.स्विस उत्पादक लॉफेन आधीच युरोपियन बाजारपेठेसाठी "सेव्ह!" नावाचे उत्पादन बाजारात आणत आहे, जरी त्याची किंमत अनेक ग्राहकांसाठी खूप जास्त आहे.
क्वाझुलु-नताल विद्यापीठ आणि ईथेकविनी सिटी कौन्सिल देखील मूत्र सापळ्यातील शौचालयांच्या आवृत्त्यांची चाचणी घेत आहेत जे मूत्र वळवू शकतात आणि कणयुक्त पदार्थ बाहेर काढू शकतात. यावेळी, अभ्यास वापरकर्त्यांवर अधिक लक्ष केंद्रित करतो. ओडी आशावादी आहेत की लोक नवीन मूत्र वळवणारी शौचालये पसंत करतील कारण त्यांचा वास चांगला असतो आणि वापरण्यास सोपा असतो, परंतु तो असे नमूद करतो की पुरुषांना लघवी करण्यासाठी बसावे लागते, जे एक मोठे सांस्कृतिक बदल आहे. परंतु जर शौचालये "उच्च-उत्पन्न असलेल्या परिसरांनी - वेगवेगळ्या वांशिक पार्श्वभूमीतील लोकांद्वारे देखील स्वीकारली आणि स्वीकारली गेली तर - ते खरोखर पसरण्यास मदत करेल," तो म्हणाला. "आपल्याला नेहमीच वांशिक दृष्टीकोन ठेवावा लागतो," तो पुढे म्हणाला, जेणेकरून ते "फक्त काळ्या" किंवा "फक्त गरीब" असे काहीतरी विकसित करू नये याची खात्री करू शकतील.
मूत्र वेगळे करणे हे स्वच्छतेमध्ये बदल घडवून आणण्याचे पहिले पाऊल आहे. पुढचा भाग म्हणजे त्याबद्दल काय करायचे हे शोधणे. ग्रामीण भागात, लोक कोणत्याही रोगजनकांना मारण्यासाठी ते वॅट्समध्ये साठवू शकतात आणि नंतर ते शेतजमिनीत लावू शकतात. जागतिक आरोग्य संघटना या पद्धतीसाठी शिफारसी करते.
परंतु शहरी वातावरण अधिक गुंतागुंतीचे आहे - येथेच बहुतेक मूत्र तयार होते. मध्यवर्ती ठिकाणी मूत्र पोहोचवण्यासाठी संपूर्ण शहरात अनेक स्वतंत्र गटार बांधणे व्यावहारिक ठरणार नाही. आणि मूत्रात सुमारे ९५ टक्के पाणी असल्याने, ते साठवणे आणि वाहतूक करणे खूप महाग आहे. म्हणूनच, संशोधक शौचालय किंवा इमारतीच्या पातळीवर मूत्रातून पोषक तत्वे सुकवण्यावर, एकाग्र करण्यावर किंवा अन्यथा काढण्यावर लक्ष केंद्रित करत आहेत, ज्यामुळे पाणी मागे राहते.
लार्सन म्हणाली की, हे सोपे होणार नाही. अभियांत्रिकीच्या दृष्टिकोनातून, "लघवी हा एक वाईट उपाय आहे," ती म्हणाली. पाण्याव्यतिरिक्त, बहुतेक युरिया आहे, एक नायट्रोजन-समृद्ध संयुग जे शरीर प्रथिने चयापचयातील उप-उत्पादन म्हणून तयार करते. युरिया स्वतःच उपयुक्त आहे: कृत्रिम आवृत्ती एक सामान्य नायट्रोजन खत आहे (नायट्रोजन आवश्यकता पहा). परंतु ते देखील अवघड आहे: पाण्यासोबत एकत्र केल्यावर, युरिया अमोनियामध्ये बदलते, ज्यामुळे मूत्राला त्याचा वैशिष्ट्यपूर्ण वास येतो. जर ते चालू केले नाही तर, अमोनिया वास घेऊ शकते, हवा प्रदूषित करू शकते आणि मौल्यवान नायट्रोजन काढून टाकू शकते. सर्वव्यापी एन्झाइम युरेजद्वारे उत्प्रेरित, युरिया हायड्रोलिसिस नावाची ही प्रतिक्रिया अनेक मायक्रोसेकंद घेऊ शकते, ज्यामुळे युरेज ज्ञात असलेल्या सर्वात कार्यक्षम एन्झाइमपैकी एक बनते.
काही पद्धतींमुळे हायड्रोलायझिस चालू राहते. इवॅगच्या संशोधकांनी एक प्रगत प्रक्रिया विकसित केली आहे जी हायड्रोलायझ्ड मूत्र एका केंद्रित पोषक द्रावणात रूपांतरित करते. प्रथम, मत्स्यालयात, सूक्ष्मजीव अस्थिर अमोनियाचे रूपांतर नॉन-अस्थिर अमोनियम नायट्रेटमध्ये करतात, जे एक सामान्य खत आहे. डिस्टिलर नंतर द्रव केंद्रित करतो. ड्यूबेंडॉर्फ येथे स्थित वुना नावाची उपकंपनी इमारतींसाठी एक प्रणाली आणि ऑरिन नावाच्या उत्पादनाचे व्यावसायिकीकरण करण्यासाठी काम करत आहे, ज्याला जगात प्रथमच अन्न वनस्पतींसाठी स्वित्झर्लंडमध्ये मान्यता देण्यात आली आहे.
इतर लोक मूत्राचा pH जलद वाढवून किंवा कमी करून हायड्रॉलिसिस प्रतिक्रिया थांबवण्याचा प्रयत्न करतात, जो उत्सर्जित होताना सहसा तटस्थ असतो. मिशिगन विद्यापीठाच्या कॅम्पसमध्ये, लव्ह ब्रॅटलबोरो, व्हरमाँट येथील ना-नफा अर्थ अ‍ॅबंडन्स इन्स्टिट्यूटसोबत भागीदारी करत आहे, ज्यामुळे इमारतींसाठी एक प्रणाली विकसित केली जाते जी वळवणाऱ्या शौचालयांमधून आणि पाणी नसलेल्या शौचालयांमधून द्रव सायट्रिक आम्ल काढून टाकते. मूत्रमार्गातून पाणी बाहेर पडते. नंतर मूत्र वारंवार गोठवून आणि वितळवून केंद्रित केले जाते5.
गॉटलँड बेटावर पर्यावरण अभियंता ब्योर्न विनोरोस यांच्या नेतृत्वाखालील एसएलयू टीमने मूत्र सुकवून इतर पोषक तत्वांसह मिसळलेले घन युरिया बनवण्याचा एक मार्ग विकसित केला. टीम त्यांच्या नवीनतम प्रोटोटाइपचे मूल्यांकन करते, बिल्ट-इन ड्रायरसह एक फ्रीस्टँडिंग टॉयलेट, माल्मो येथील स्वीडिश वॉटर आणि सीवर कंपनी VA SYD च्या मुख्यालयात.
इतर पद्धती मूत्रातील वैयक्तिक पोषक तत्वांना लक्ष्य करतात. खते आणि औद्योगिक रसायनांसाठी विद्यमान पुरवठा साखळ्यांमध्ये ते अधिक सहजपणे एकत्रित केले जाऊ शकतात, असे कॅलिफोर्नियातील स्टॅनफोर्ड विद्यापीठात लव्हजचे माजी पोस्टडॉक्टरल फेलो आणि आता असलेले रासायनिक अभियंता विल्यम टार्पेह म्हणतात.
हायड्रोलायझ्ड मूत्रातून फॉस्फरस पुनर्संचयित करण्याची एक सामान्य पद्धत म्हणजे मॅग्नेशियम जोडणे, ज्यामुळे स्ट्रुवाइट नावाच्या खताचा वर्षाव होतो. टार्पेह शोषक पदार्थाच्या ग्रॅन्युलसह प्रयोग करत आहेत जे निवडकपणे नायट्रोजन अमोनिया म्हणून किंवा फॉस्फरस फॉस्फेट म्हणून काढून टाकू शकतात. त्यांची प्रणाली रीजनरंट नावाच्या वेगळ्या द्रवाचा वापर करते जी फुगे संपल्यानंतर त्यातून वाहते. रीजनरंट पोषक तत्वे घेते आणि पुढील फेरीसाठी बॉलचे नूतनीकरण करते. ही एक कमी-तंत्रज्ञानाची, निष्क्रिय पद्धत आहे, परंतु व्यावसायिक रीजनरेट्स पर्यावरणासाठी वाईट आहेत. आता त्यांची टीम स्वस्त आणि अधिक पर्यावरणास अनुकूल उत्पादने बनवण्याचा प्रयत्न करत आहे ("भविष्याचे प्रदूषण" पहा).
इतर संशोधक सूक्ष्मजीव इंधन पेशींमध्ये मूत्र टाकून वीज निर्माण करण्याचे मार्ग विकसित करत आहेत. दक्षिण आफ्रिकेतील केपटाऊनमध्ये, दुसऱ्या एका संघाने मूत्र, वाळू आणि युरेस-उत्पादक जीवाणूंचे साच्यात मिश्रण करून अपारंपरिक इमारतीच्या विटा बनवण्याची पद्धत विकसित केली आहे. ते आग न लावता कोणत्याही आकारात कॅल्सीफिकेशन करतात. युरोपियन स्पेस एजन्सी चंद्रावर घरे बांधण्यासाठी अंतराळवीरांच्या मूत्राचा एक स्रोत म्हणून विचार करत आहे.
"जेव्हा मी मूत्र पुनर्वापर आणि सांडपाणी पुनर्वापराच्या व्यापक भविष्याबद्दल विचार करतो, तेव्हा आम्हाला शक्य तितकी उत्पादने तयार करता येतील असे वाटते," तारपेह म्हणाले.
संशोधक मूत्राचे व्यापारीकरण करण्यासाठी विविध कल्पनांचा पाठपुरावा करत असताना, त्यांना माहित आहे की ही एक कठीण लढाई आहे, विशेषतः एका मजबूत उद्योगासाठी. खते आणि अन्न कंपन्या, शेतकरी, शौचालय उत्पादक आणि नियामक त्यांच्या पद्धतींमध्ये महत्त्वपूर्ण बदल करण्यात मंद आहेत. "येथे खूप जडत्व आहे," सिम्चा म्हणाले.
उदाहरणार्थ, कॅलिफोर्निया विद्यापीठ, बर्कले येथे, LAUFEN च्या संशोधन आणि शिक्षण स्थापनेमुळे बचत झाली! त्यामध्ये वास्तुविशारदांवर खर्च करणे, बांधकाम करणे आणि महानगरपालिका नियमांचे पालन करणे समाविष्ट आहे - आणि ते अद्याप पूर्ण झालेले नाही, असे मॉर्गनटाउनमधील वेस्ट व्हर्जिनिया विद्यापीठात काम करणारे पर्यावरण अभियंता केविन ओना म्हणाले. त्यांनी सांगितले की विद्यमान संहिता आणि नियमांच्या अभावामुळे सुविधांच्या व्यवस्थापनासाठी समस्या निर्माण झाल्या, म्हणून ते नवीन संहिता विकसित करणाऱ्या गटात सामील झाले.
खरेदीदारांच्या प्रतिकाराच्या भीतीमुळे काही प्रमाणात निष्क्रियता असू शकते, परंतु १६ देशांमधील लोकांच्या २०२१ च्या सर्वेक्षणात असे आढळून आले की फ्रान्स, चीन आणि युगांडा सारख्या ठिकाणी, मूत्र-फोर्टिफाइड अन्न खाण्याची तयारी ८०% च्या जवळपास होती (लोक ते खातील का?' पहा).
न्यू यॉर्क सिटी एन्व्हायर्नमेंटल प्रोटेक्शन एजन्सीच्या उपप्रशासक म्हणून सांडपाणी प्रशासनाचे नेतृत्व करणाऱ्या पाम एलार्डो म्हणाल्या की, त्यांच्या कंपनीचे प्रमुख उद्दिष्ट प्रदूषण कमी करणे आणि संसाधनांचा पुनर्वापर करणे हे असल्याने त्या मूत्र वळवण्यासारख्या नवकल्पनांना पाठिंबा देतात. न्यू यॉर्कसारख्या शहरासाठी, मूत्र वळवण्याची सर्वात व्यावहारिक आणि किफायतशीर पद्धत म्हणजे रेट्रोफिट किंवा नवीन इमारतींमध्ये ऑफ-ग्रिड सिस्टम असेल, ज्याला देखभाल आणि संकलन ऑपरेशन्सद्वारे पूरक असेल. जर नवोन्मेषक समस्या सोडवू शकत असतील, तर "त्यांनी काम केले पाहिजे," ती म्हणाली.
या प्रगती पाहता, लार्सन असा अंदाज व्यक्त करते की मूत्र वळवण्याच्या तंत्रज्ञानाचे मोठ्या प्रमाणात उत्पादन आणि ऑटोमेशन फार दूर नाही. यामुळे कचरा व्यवस्थापनाकडे या संक्रमणासाठी व्यवसायाची परिस्थिती सुधारेल. मूत्र वळवण्याची पद्धत "योग्य तंत्र आहे," ती म्हणाली. "ही एकमेव तंत्रज्ञान आहे जी घरी खाण्याच्या समस्या वाजवी वेळेत सोडवू शकते. परंतु लोकांना त्यांचे मन बनवावे लागेल."
हिल्टन, एसपी, केओलियन, जीए, डायगर, जीटी, झोउ, बी. आणि लव्ह, एनजी एन्व्हायर्नमेंट. हिल्टन, एसपी, केओलियन, जीए, डायगर, जीटी, झोउ, बी. आणि लव्ह, एनजी एन्व्हायर्नमेंट.हिल्टन, एसपी, केओलियन, जीए, डिगर, जीटी, झोउ, बी. आणि लव्ह, एनजी एन्व्हायर्न. हिल्टन, एसपी, केओलियन, जीए, डायगर, जीटी, झोउ, बी. आणि लव्ह, एनजी एन्व्हायर्नमेंट. हिल्टन, एसपी, केओलियन, जीए, डायगर, जीटी, झोउ, बी. आणि लव्ह, एनजी एन्व्हायर्नमेंट.हिल्टन, एसपी, केओलियन, जीए, डिगर, जीटी, झोउ, बी. आणि लव्ह, एनजी एन्व्हायर्न.विज्ञान. तंत्रज्ञान. ५५, ५९३–६०३ (२०२१).
सदरलँड, के. आणि इतर. वळवणाऱ्या शौचालयाचे रिकाम्या ठसे. टप्पा २: ईथेकविनी सिटी यूडीडीटी व्हॅलिडेशन प्लॅनचे प्रकाशन (क्वाझुलु-नताल विद्यापीठ, २०१८).
Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ वॉटर सॅनिट. Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ वॉटर सॅनिट.Mkhize N, Taylor M, Udert KM, Gounden TG. आणि बकले, सीएजे वॉटर सॅनिट. Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ वॉटर सॅनिट. Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ वॉटर सॅनिट.Mkhize N, Taylor M, Udert KM, Gounden TG. आणि बकले, सीएजे वॉटर सॅनिट.एक्सचेंज मॅनेजमेंट ७, १११–१२० (२०१७).
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. Angue.केमिकल. इंटरनॅशनल पॅराडाईज इंग्लिश. ५८, ७४१५–७४१९ (२०१९).
Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST इंजि. नो-हेस, ए., होमियर, आरजे, डेव्हिस, एपी अँड लव्ह, एनजी एसीएस ईएसटी इंजी. Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST इंजि. नो-हेस, ए., होमियर, आरजे, डेव्हिस, एपी अँड लव्ह, एनजी एसीएस ईएसटी इंजी. Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg. नो-हेस, ए., होमियर, आरजे, डेव्हिस, एपी अँड लव्ह, एनजी एसीएस ईएसटी इंजी. Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST इंजि. नो-हेस, ए., होमियर, आरजे, डेव्हिस, एपी अँड लव्ह, एनजी एसीएस ईएसटी इंजी.https://doi.org/10.1021/access.1c00271 (2021 г.).


पोस्ट वेळ: नोव्हेंबर-०६-२०२२