Я сижу в биотуалете в Finca Gaia, органической ферме, расположенной посреди тропического леса Пуэрто-Рико.
Слева от меня, сквозь разбросанные бамбуковые ветки моего прилавка, я вижу пышные деревья авокадо и высокие плантаны. Надо мной щебечут птицы. Подо мной, в отличие от большинства туалетов, которыми я пользуюсь, нет ни труб, ни лабиринта подземных коллекторов.
С гладким сиденьем, мягкой туалетной бумагой и воздухом, пахнущим цветущими тюльпанами, эта установка мало чем отличается от моей ванной в Нью-Йорке на сенсорном уровне. Но его внутреннее устройство полностью отличается от типичного западного туалета. Когда я закончу, не будет рычага, за который можно будет потянуть. Вместо этого я открываю коробку, полную щепок, выкапываю совком и посыпаю ими то, что оставил в большом ведре, спрятанном под сиденьем.
Мануэль Перес, чья семья владеет фермой, построил этот биотуалет по двум причинам. Во-первых, прокладка труб под этой территорией разрушила бы часть джунглей — Finca Gaia занимает около 35 акров (14 гектаров) естественного леса, вдали от городских канализационных сетей.
Во-вторых, Перес твердо верит, что то, что мы считаем человеческими отходами, является идеальным продуктом для питания его растений и должно быть возвращено земле. Как только ведро наполняется, он добавляет его содержимое в компостную яму вместе с опавшими листьями и другим мусором, и все это в конечном итоге становится богатой и плодородной почвой.
«У нас, людей, совершенно неправильное представление о человеческих отходах», — говорит он. Это отличное удобрение, полное питательных веществ. «Так зачем тратить его, если я могу использовать его для выращивания фруктовых деревьев?»
Далекое ранчо в тропическом лесу кажется подходящим местом для компостирования экскрементов, но эти идеи по переработке экскрементов простираются далеко за его пределы. От ферм до автономных сообществ, от небольших эко-деревень до больших городов — растет движение за то, чтобы использовать метаболические продукты — чаще называемые экскрементами — наших тел с пользой, а не просто стараться изо всех сил. уничтожить его.
Этому есть несколько причин. Наши какашки действительно являются мощным, богатым питательными веществами удобрением, которое может помочь растениям процветать. Компостирование, а не смывание, также снижает потребление воды — разумный шаг в эпоху изменения климата и нехватки воды. Внесение его в землю также снижает потребность в синтетических удобрениях, которые могут смываться с полей в реки и озера и для производства которых требуется ископаемое топливо. (Процесс Габера-Боша для синтеза аммиака, богатого азотом, требует температуры 400-650°C (752-1202°F) и чрезвычайно высокого давления, чего можно достичь только при использовании ископаемого топлива. Процесс дает около 1,8% глобальных выбросов CO2.)
Переработка экскрементов может показаться нетрадиционной и негигиеничной, но она все чаще признается важным шагом в циркулярной санитарии и экономике — процессе обработки и преобразования отходов в полезный продукт.
«Эта тема сейчас очень актуальна», — говорит Келси МакВильямс, основатель и управляющий директор Point of Shift , компании из Филадельфии, которая разрабатывает системы санитарии замкнутого цикла. «Люди понимают, что то, что мы делаем, неустойчиво, поэтому интерес к циркулярной санитарии гораздо больше, особенно в США, но и в других местах тоже».
Если все сделано правильно, это более целостный и устойчивый способ решения всемирной проблемы человеческих отходов. Потому что вонючая правда состоит в том, что наша планета действительно страдает от переизбытка человеческих экскрементов.
Поскольку семь миллиардов из нас выбрасывают по фунту (450 г) таких отходов в день, наши отходы загрязняют окружающую среду разными способами. В развивающемся мире, где часто может отсутствовать устойчивая промышленная санитарная инфраструктура, эти неочищенные сточные воды часто попадают в питьевую воду, вызывая диарейные заболевания, от которых до сих пор умирают полмиллиона детей в год.
Но хотя мы можем думать, что решили проблему с нашими промышленными системами очистки, они проблематичны на другом уровне. Они помогают защитить нас от таких болезней, как холера и дизентерия, но вызывают другую глобальную проблему. Когда мы постоянно выращиваем нашу пищу в одних местах, но едим и выделяем ее в других, мы в конечном итоге перераспределяем питательные вещества на планете.
Вот что происходит. Когда наше зерно, фрукты и овощи растут, они берут питательные вещества – азот, фосфор, калий – из земли. Когда мы едим эту пищу, мы поглощаем некоторые из этих элементов, но не все. На самом деле, человеческому организму требуется довольно небольшое их количество, поэтому остальные в конечном итоге стекают по трубе в наши экскременты — мощное трио удобрений.
Очистные сооружения удаляют любые патогенные бактерии из сточных вод, прежде чем они сбрасывают их в водоем поблизости, но обычно не очищают их от этих питательных веществ (однако некоторые из более продвинутых коммунальных предприятий имеют технологию для этого). По мере того как эти богатые удобрениями сточные воды попадают в озера, реки или море, они начинают удобрять все, что не нужно, вызывая цветение токсичных водорослей, которые убивают рыбу. Он душит коралловые рифы. Он также уничтожает прибрежные болота., экосистемы, которые обычно действуют как губки, поглощающие приливы и защищающие нас от штормовых нагонов — проблема, особенно острая в эпоху таяния ледников и повышения уровня моря. Избыток азота приводит к тому, что болота зарастают, и в конечном итоге они превращаются в разлагающиеся илистые отмели.
«Более 30% мировых болот сильно загрязнены сточными водами, и различный процент коралловых рифов также загрязнен», — говорит Стефани Уир, морской эколог и основатель Ocean Sewage Alliance , некоммерческой организации, которая стремится «повторно приучить к горшку». мира» по очистке океана от отходов жизнедеятельности человека. «А коралловые рифы — это хрупкие экосистемы, поэтому даже небольшое количество вредно для них».
То, что происходит с оставшимся твердым биологическим отстоем, столь же безобразно. Иногда его сжигают. Иногда ее сушат и закапывают вместе с мусором, где она гниет, выделяя парниковые газы. Иногда он скапливается в «лагунах» — эвфемизм для огромных выгребных ям, в которых хранятся тонны отходов, которые иногда перерабатываются, но могут быть просто оставлены как есть, накрытыми, чтобы уменьшить вонь и предотвратить случайное падение диких животных или людей — не обязательно нанося ущерб окружающей среде. , но конечно расточительно.
Между тем, сельскохозяйственные угодья год за годом истощаются после сбора урожая, поэтому фермерам приходится покупать и вносить синтетические удобрения, поддерживая нарушенный цикл питательных веществ. Вместо того, чтобы возвращать эти питательные вещества на землю в виде компостированных сточных вод, мы смываем их в море, одновременно производя больше синтетических удобрений, чтобы восстановить наши истощающиеся сельскохозяйственные угодья. «Если вы посмотрите на то, как работает система, это не имеет смысла», — говорит Уир. «Мы просто спускаем деньги в унитаз».
Эксперты говорят, что для того, чтобы остановить дрейф питательных веществ из почвы, людям необходимо найти способы перенаправить свои сточные воды обратно в землю. Конечно, не у каждого есть ферма, на которой можно компостировать продукты своего тела, но есть ряд новых технологий, которые могут работать в разных условиях и масштабах, от семейных домов до многоквартирных домов и больших городов.
McWilliams работает с небольшими клиентами — экопоселениями и кемпингами — в США, разрабатывая привлекательные туалеты, которые превращают отходы в компост, который можно использовать для удобрения деревьев или клумб. Она также работает с клиентами в нескольких резервациях коренных американцев, где туалеты со смывом встречаются редко, а во многих домах используются либо уборные, либо выгребные ямы. (Коренные американцы в 19 раз чаще, чем белые американцы, не имеют водопровода в доме).
«Мои клиенты хотят заменить унылые горшки Porta-Potties чем-то, что не пахнет, не кишит мухами и загрязняющими химическими веществами и может быть возвращено матери-природе», — говорит она. Подобно подходу Перес, ее проекты основаны на опилках и сельскохозяйственных остатках, чтобы уменьшить запахи и начать процесс компостирования.
Древесная щепа и опилки не работают в городских условиях, но компания Epic Cleantec из Сан-Франциско решает эту проблему на уровне многоквартирных домов с помощью интеллектуальных технологий. Сточные воды жителей поступают не на очистные сооружения, а в систему Epic Cleantec, которая отделяет твердые частицы от воды, очищая последнюю настолько, чтобы ее можно было повторно использовать для полива растений, смыва туалетов и даже стирки (только не для питья). Отделенные твердые биологические вещества уплотняются в бочках внутри специальных шкафов с контролем запаха, а затем подвергаются термической и окислительной обработке, которая убивает патогены.
Я смотрю на это как на возможность иметь совершенную систему переработки – Стефани Уир.
«Одно из преимуществ системы заключается в том, что гораздо проще обеззараживать осадок до того, как патогенные микроорганизмы выйдут из-под контроля на пути к заводу», — объясняет генеральный директор и основатель Аарон Тартаковский. «Обычно твердые частицы циркулируют в канализации в течение нескольких часов или дней, поэтому количество патогенов чрезвычайно велико», — говорит он. «Мы фиксируем их через несколько секунд после того, как кто-то спускает воду в унитазе, поэтому у нас есть часть патогенов по сравнению с очистными сооружениями».
Конечным результатом является сухой почвенный продукт без запаха, богатый углеродом и азотом. До сих пор Epic Cleantec использовала этот «человек» только в небольшой теплице, занимающейся исследованиями и разработками, чтобы лучше понять свойства почвы, но фирма надеется вскоре использовать его в парках. «Мы ведем переговоры с департаментом парков города об использовании его в парках в качестве пилотного проекта», — говорит Тартаковский. «Мы называем это «Почва сан-францисканцев для сан-францисканцев».
На муниципальном уровне канадская компания Lystek разработала решение, предназначенное для работы в больших масштабах. Компания Lystek создала массивный блендер для сточных вод с настолько острым лезвием, что он нарезает все канализационные микроорганизмы на кусочки, оставляя регулируемые патогены, такие как кишечная палочка и сальмонелла, ниже установленных пределов обнаружения. Полученную слякоть загружают в грузовики, которые впрыскивают ее в почву на фермах, где выращивают траву для кормления коров.
Основатель Аджай Сингх, ученый из Университета Ватерлоо в Онтарио, разработал этот процесс после того, как узнал, что большая часть городских отходов вывозится грузовиками в отдаленные места.
«Эти грузовики с бензиновым двигателем, по сути, перевозили воду, потому что вода составляет 98% жидких отходов», — говорит он. «Я хотел лучше использовать все эти ресурсы. Поэтому мы сделали то, что мы называем смузи из сточных вод».
По данным компании, эта технология уже используется во многих городах Канады, США и Ближнего Востока, обслуживая население около 1 700 000 человек.
Другая компания, DC Water , очистная установка в Вашингтоне, округ Колумбия, перерабатывает «выход» всего капитала США. Он очищает сточные воды от всех патогенов, кипятя их при температуре 300F (148C) и сжимая до шестикратного атмосферного давления. Приготовленный шлам перекачивается в резервуары биореактора, в которых различные бактерии в течение нескольких недель поедают его, превращая в мутную слизь. Затем слизь высушивают в течение трех недель, пока она не достигнет консистенции почвы для горшков, становясь удобрением под названием « Блум », которое продает некоммерческая организация BlueDrop.
Фермеры покупают львиную долю Bloom, но среди покупателей также есть ландшафтные дизайнеры и строительные компании, которым нужен верхний слой почвы. Эти оптовые покупатели обычно покупают навалом, но Bloom также доступен в розничных магазинах в мешках по 25 фунтов и 50 фунтов (11 кг и 22 кг) для домашних садоводов.
Поля для гольфа также любят Блум, потому что в нем много железа, которое придает траве темный насыщенный оттенок зеленого, говорит Эйприл Томпсон, директор по маркетингу и продажам BlueDrop.
«В марте у нас были рекордные продажи, на этом этапе 2022 года мы продали больше, чем за весь 2020 год», — говорит она. «Мы уже продали 44 000 тонн [около 40 000 метрических тонн]. К нам в дверь постучали фермеры, потому что цены на удобрения выросли и о нас много говорят». Весной, в сезон основных удобрений, спрос был настолько высок, что Блум был полностью распродан, и фермеры ждали, когда жители округа Колумбия сделают больше.
Есть причины, по которым фермеры, особенно органические, ценят человечество. Твердые биологические вещества содержат не только необходимое трио удобрений: азот, калий и фосфор. Они содержат другие питательные вещества, необходимые растениям для здоровья и роста, такие как магний и натрий, и помогают растениям накапливать эти питательные вещества.
«Мы считаем твердые биологические вещества действительно поливитаминами для почвы», — объясняет Линн Мосс, специалист по твердым биологическим веществам в инженерной фирме Black & Veatch. «Они, естественно, содержат железо и цинк, в которых нуждаются растения и которые фермеры в противном случае должны добавлять в почву. Когда вы вносите твердые биологические вещества в землю, вы также получаете все эти другие питательные вещества».
По словам Мосс, добавление гуманности также изменяет структуру почвы, делая ее более устойчивой, предотвращая эрозию и балансируя влажность. Он делает грязь более пушистой, поэтому вода проходит легче. И наоборот, в условиях засухи это также помогает ему удерживать воду. Менее плотные почвы также мягче, что позволяет саженцам быстрее приживаться и наращивать более крепкие корни, обеспечивая более высокие урожаи.
«Ключевая проблема, с которой мы сталкиваемся сегодня в США и других странах, заключается в том, что органическое вещество истощается из-за некоторых наших методов ведения сельского хозяйства», — говорит Мосс. «Добавление твердых биологических веществ может восстановить это органическое вещество, что приносит всевозможные преимущества». Одно недавнее исследование показало, что применение твердых биологических веществ может заменить использование синтетических удобрений на неплодородных тропических почвах.
Все это означает, что прекращение дрейфа питательных веществ в отходы и восстановление циркулярного земледелия может решить сразу целый ряд проблем. Он отводит загрязнение от океана, а также помогает восстанавливать наши почвы и сокращать использование синтетических удобрений.
Почему еще не все здания и муниципалитеты перешли на такие умные технологии? Одним из барьеров являются деньги: устойчивые технологии (особенно новые) требуют финансирования, а муниципалитеты, которые полагаются на доллары налогоплательщиков, имеют ограниченные бюджеты.
Еще одна проблема – до сих пор сохраняющееся табу на эту тему – многие люди просто не любят говорить о канализации. Есть и некоторые экологические проблемы. Например, для применения на земле в США ил должен соответствовать тому, что Агентство по охране окружающей среды США называет «качеством класса А». Это означает, что они должны быть свободны или содержать лишь незначительное количество различных загрязнителей, включая тяжелые металлы, фармацевтические препараты или вредные « вечные химические вещества ». Следовательно, очистные сооружения, которые очищают стоки промышленных предприятий, могут не производить достаточно чистый шлам. Тем не менее, новые технологии могут помочь решить эти проблемы.
В конечном счете, новые технологии переработки отходов жизнедеятельности человека могут помочь нам восстановить круговое сельское хозяйство, утраченное нашим современным образом жизни.
«Я рассматриваю это как возможность создать совершенную систему переработки», — говорит Уир. «Вы едите пищу, выделяете пищу, а затем собираете ресурсы из этих выделений и снова используете их для выращивания пищи». У нас нет бесконечных ресурсов на этой планете, поэтому мы должны начать восстанавливать и повторно использовать их. ."
