Отходы жизнедеятельности человека могут помочь в борьбе с глобальной продовольственной нестабильностью

Исследователи из Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни Корнеллского университета и Канадского источника синхротронного излучения (Canadian Light Source, CLS) в Университете Саскачевана доказали возможность создания богатого азотом удобрения путем комбинирования твердой и жидкой фракций человеческих отходов. Открытие, недавно опубликованное в журнале Sustainable Chemistry and Engineering, может повысить урожайность в развивающихся странах и снизить загрязнение грунтовых вод нитратным стоком.

Исследователей интересовало, можно ли замкнуть цикл отходов, извлекая азот из мочи. Команда начала с нагрева твердой фракции отходов до 500 °C без доступа кислорода, получив свободный от патогенов уголь — биочар. Затем они активировали его поверхность CO₂, что позволило материалу поглощать аммиак — богатый азотом газ, выделяемый мочой. В результате получилось твердое вещество, насыщенное азотом.

Использование линии SGM в CLS позволило ученым увидеть, как меняется химия азота в процессе адсорбции аммиака, и оценить доступность этого азота для растений. «Чтобы понять взаимодействия между азотом, газообразным аммиаком и углеродом, нет другого хорошего способа, кроме спектроскопии NEXAFS, которую предлагает CLS», — отметил старший автор работы, профессор Йоханнес Леманн.

Исследование доказало принципиальную возможность создания удобрения из базовых компонентов человеческих отходов. Теперь предстоит оптимизировать процесс, сравнить эффективность такого удобрения с коммерческими аналогами и разработать экономически эффективную установку для реальных условий. «Это базовый принцип, применимый где угодно: от очистных сооружений в Саскачеване до молочной фермы в Нью-Йорке или для жителя Найроби», — заключил Леманн.