我们的厕所可以产生广泛污染肥料的极好替代品

为了应对气候危机、生物多样性丧失和污染，人类需要转向循环经济，所有资源都可以循环利用。为什么不将我们自己的身体排泄物也回收利用作为肥料，前提是不存在有害微生物或药物残留物最终进入食用农作物的风险?植物生长所需的大部分营养素都存在于人的尿液和粪便中。尿液中尤其富含氮和钾，还含有微量的硼、锌和铁等金属。理论上，粪便可以为土壤提供其他营养物质，例如磷、钙和镁或有价值的有机碳。

现在，《环境科学前沿》(FrontiersinEnvironmentalScience)的一项新研究表明，从人类排泄物中回收的现代“绿色”产品是极好的——而且重要的是，是安全的——农业肥料。

第一作者FranziskaHäfner，博士。德国斯图加特霍恩海姆大学的学生说：“在这里，我们表明，从回收人类尿液和粪便中提取的产品是用于卷心菜种植的可行且安全的氮肥。硝化人类尿液中的肥料与传统肥料产品的产量相似，并且没有表现出任何传播病原体或药物的风险。”

“硝化尿肥和粪便堆肥的联合施用导致作物产量略有下降，但从长远来看可能会增加土壤碳含量，促进气候适应性强的粮食生产。”

Häfner及其同事比较了2019年6月至2019年10月期间在莱布尼茨蔬菜和观赏作物研究所种植的白菜的适销作物产量，这些地块种植了富含四种再生肥料的沙质、壤土或粉质土壤，并在生长季节逐渐施用。作为基准肥料，研究人员使用了市售的有机酒糟，这些酒糟是通过发酵生物乙醇生产中的生物质残渣而产生的。

分别收集尿液和粪便

他们还测试了两种所谓的“硝化尿肥”(NUF)，这是一种现代产品，由与粪便分开收集的人尿合成，其中含氮化合物被微生物转化为有价值的铵和硝酸盐。第一个NUF是Aurin，最近在瑞士、列支敦士登和奥地利被批准用于人类农业。第二个是CROP(联合再生有机食品生产)，由德国航空航天中心航空航天医学研究所开发，用于回收月球或火星基地的废水。与Aurin不同的是，Aurin已经上市并且在生产过程中过滤掉了大部分药物并杀死了大部分病原体，而CROP过滤系统仍在开发中。出于这个原因，Häfner等人。在本研究中使用了从无菌合成尿液中提取的CROP肥料。NUF对卷心菜生长的影响在单独施用于土壤时，或与粪便堆肥结合使用时进行了测试，粪便堆肥是从干厕所回收的。

可销售产量(定义为可出售的卷心菜部分)为每公顷35至72公吨。该产量在使用Aurin、CROP或酒糟施肥的地块中最高，在仅通过粪便堆肥施肥的地块中产量最低(低20%至45%，具体取决于土壤类型)，在添加NUF的粪便堆肥中居中。产量在沙子上最高，在淤泥上居中，在壤土上最低。这些结果表明，用NUF施肥的土壤与施以广泛使用的商业酒糟的土壤一样多产。

粪便堆肥中药物的低风险

作者还筛查了粪便堆肥中是否存在310种化学物质，从药物到橡胶添加剂、阻燃剂、紫外线过滤剂、腐蚀抑制剂和驱虫剂。其中只有6.5%的浓度高于堆肥中的检测限，尽管浓度很低，包括11种药物。在后者中，仅在卷心菜的可食用部分检测到止痛药布洛芬和抗惊厥和情绪稳定药物卡马西平，浓度非常低(每公斤1.05至2.8微克)。这意味着需要食用超过50万个卷心菜头才能积累相当于一颗卡马西平药丸的剂量。

“总的来说，通过粪便堆肥进入食品系统的药物化合物对人类健康的风险似乎很低，”作者总结道。

“巨大的潜力”

德国莱布尼茨蔬菜和观赏作物研究所的科学家、第一作者ArianeKrause博士说：“我们的研究结果表明，硝化尿肥，如Aurin和CROP，作为农业肥料具有巨大的潜力。他们认为以便将来更多地使用这些回收产品。”

“如果准备和质量控制得当，德国高达25%的传统合成矿物肥料可以被从人类尿液和粪便中回收的肥料所取代。结合涉及减少畜牧业和饲料植物种植的农业转型，甚至将需要更少的合成肥料，例如导致化石天然气的消耗减少。”