Mokslo ir technologijų pasaulis

Žmogaus išmatose esančios maistinės medžiagos nukeliauja į vandenynus ir sąvartynus. Tačiau yra daug geresnių žmogaus išmatų panaudojimo būdų, nei nuleisti jas į kanalizaciją.

„Aš sėdžiu biotualete Finca Gaia, ekologiniame ūkyje, esančiame Puerto Riko atogrąžų miško viduryje“, – pasakojimą pradeda BBC straipsnio autorė Lina Zeldovich.

„Kairėje, pro palaidas bambuko lazdeles, matau vešlius avokadus ir aukštus gysločius. Virš manęs čiulba paukščiai. Po manimi, skirtingai nei daugumoje tualetų, kuriuose esu buvusi, nėra vamzdžių ir požeminio kanalizacijos labirinto. Šis tualetas nepanašus į mano vonios kambarį Niujorke. Jo veikimas visiškai skiriasi nuo tipiško vakarietiško tualeto. Kai baigiu reikalus, nereikia nuleisti vandens. Užuot nuleidusi vandenį, atidarau dėžę, pilną medžio drožlių, pasemiu jų samteliu ir pabarstau jas ant to, ką palikau dideliame kibire, pakištame po sėdyne“, – netradicinio tualeto ypatybes nupasakoja straipsnio autorė.

Manuelis Perezas, kurio šeimai priklauso ūkis, šį biotualetą pastatė dėl dviejų priežasčių. Pirma, čia nutiesti vamzdžiai sunaikintų nemažą džiunglių gabalą – Finca Gaia apima apie 14 hektarų natūralaus miško, kuris yra toli nuo komunalinių nuotekų linijų.

Antra, Perezas tvirtai tiki, kad žmogaus išmatos yra puikus produktas jo augalams maitinti ir turėtų būti grąžintos į žemę. Kai kibiras prisipildo, jis supila jo turinį į kompostavimo duobę kartu su nukritusiais lapais ir kitomis atliekomis, kurios ilgainiui taps turtinga ir derlinga žeme.

„Mes, žmonės, visiškai neįvertiname žmogaus išmatų. Tai puiki trąša, pilna maistinių medžiagų. Tai kam jas švaistyti, kai galime jas panaudoti savo vaismedžiams auginti?“, – sako Perezas.

Ir šis vyras nėra vienintelis, kuris savo išmatas panaudoja ūkyje. Vis daugiau žmonių imasi realizuoti šią puikią idėją. Ir tam yra keletas priežasčių.

Mūsų išmatos iš tiesų yra stiprios, daug maistinių medžiagų turinčios trąšos, kurios gali padėti augalams klestėti. Kompostavimas, o ne nuplovimas, taip pat sumažina vandens suvartojimą – tai protingas žingsnis klimato kaitos ir vandens trūkumo amžiuje. Tręšiant išmatomis žemę, taip pat sumažėja sintetinių trąšų poreikis, kurios gali būti nuplaunamos iš laukų į upes ir ežerus, ir kurioms gaminti reikia iškastinio kuro.

Išmatų perdirbimas gali skambėti neįprastai ir nehigieniškai, tačiau vis dažniau tai pripažįstama kaip svarbus žiedinės sanitarijos ir ekonomikos žingsnis – procesas, kurio metu apdorotos atliekos paverčiamos tinkamu produktu.

„Ši tema šiuo metu itin aktuali“, – sako Kelsey McWilliams, Filadelfijoje įsikūrusios įmonės „Point of Shift“, kuriančios žiedines sanitarijos sistemas, įkūrėja ir vykdomoji direktorė.

„Žmonės supranta, kad tai, ką darome, yra netvaru, todėl yra daug daugiau susidomėjimo žiedinėmis sanitarinėmis sistemomis, ypač JAV, bet ir kitose vietose“, – tęsia ji.

Kai tai daroma teisingai, tai yra visapusiškesnis ir tvaresnis būdas spręsti pasaulinę žmogaus išmatų problemą. Nes dvokianti tiesa yra ta, kad mūsų planeta iš tikrųjų kenčia nuo žmogaus išmatų pertekliaus.

Aštuoni milijardai mūsų išmeta po 450 g išmatų per dieną, todėl mūsų atliekos įvairiais būdais teršia aplinką. Besivystančiame pasaulyje, kuriame dažnai gali trūkti nuoseklios pramoninės sanitarijos infrastruktūros, šios dažnai neapdorotos nuotekos patenka į geriamąjį vandenį, sukeldamos viduriavimo ligas, nuo kurių vis dar miršta pusė milijono vaikų per metus.

Tačiau nors galime manyti, kad išsprendėme problemą su savo pramoninėmis valymo sistemomis, jos yra problemiškos kitu lygmeniu. Jos padeda apsaugoti mus nuo ligų, tokių kaip cholera ir dizenterija, tačiau sukelia kitokią, visuotinę problemą. Kai nuolat auginame savo maistą kai kuriose vietose, o valgome ir suvirškintą pašaliname jį kitose, mes galiausiai perskirstome maistines medžiagas planetoje.

Štai kas atsitinka. Augdami mūsų grūdai, vaisiai ir daržovės iš žemės pasiima maistines medžiagas – azotą, fosforą, kalį. Kai valgome tą maistą, kai kuriuos iš šių elementų pasisaviname, bet ne visus. Tiesą sakant, žmogaus organizmui jų reikia gana nedidelio kiekio, todėl likusi dalis pašalinama su mūsų išmatomis.

Valymo įrenginiai išvalo visas patogenines bakterijas iš nuotekų, prieš jas išleidžiant į netoliese esantį vandens telkinį, tačiau paprastai maistinių medžiagų iš šių nuotekų valymo įrenginiai neišvalo (tačiau kai kurios pažangesnės komunalinių paslaugų įmonės turi tam skirtą technologiją). Šioms trąšomis turtingoms nuotekoms tekant į ežerus, upes ar jūrą, jos pradeda tręšti visus netinkamus dalykus, sukeldamos toksiškų dumblių žydėjimą, dėl kurio žūva žuvys. Tai naikina koralinius rifus. Jos taip pat naikina pakrančių pelkes – ekosistemas, kurios paprastai veikia kaip kempinės, sugeriančios kylančius potvynius ir apsaugo mus nuo audrų bangų – tai ypač svarbi problema ledynų tirpimo ir jūros lygio kilimo eroje. Dėl per didelio azoto kiekio pelkės užanka ir galiausiai virsta pūvančiomis dumblynėmis.

„Daugiau nei 30 % pasaulio pelkių yra labai užterštos nuotekomis, taip pat užteršti koraliniai rifai“, – sako Stephanie Wear, jūrų ekologė ir ne pelno siekiančios organizacijos „Ocean Sewage Alliance“ įkūrėja.

Tai, kas atsitinka su likusiu biologiškai kietu dumblu (nuotekų dumblu), yra taip pat negeri dalykai. Kartais jis sudeginamas. Kartais jis išdžiovinamas ir vežamas į sąvartyną kartu su šiukšlėmis, kur pūva, išskirdamas šiltnamio efektą sukeliančias dujas. Kartais jis kaupiasi „lagūnose“ – tai eufemizmas, reiškiantis masyvias šiukšliadėžes, kuriose telpa tonos atliekų, kurios kartais apdorojamos, bet gali būti tiesiog uždengtos, kad nedvoktų ir netyčia į jas neįkristų laukiniai gyvūnai ar žmonės – tai nebūtinai kenkia aplinkai, bet tikrai yra švaistymas.

Tuo tarpu dirbamos žemės metai iš metų vis labiau senka, todėl ūkininkai turi žemes tręšti sintetinėmis trąšomi. Užuot grąžinę šias maistines medžiagas į žemę kompostuotų nuotekų pavidalu, nuleidžiame jas į jūrą ir gaminame daugiau sintetinių trąšų, kad pagerintume prastėjančias dirbamas žemes.

„Jei pažvelgsite į tai, kaip veikia sistema, tai nėra prasmės“, – sako Wear. – Mes tiesiog tualete nuleidžiame pinigus.“

Ekspertai teigia, kad norint sustabdyti maistinių medžiagų nutekėjimą iš dirvožemio, žmonės turi rasti būdų, kaip nukreipti savo nuotekas atgal į žemę. Žinoma, ne visi turi ūkį, kuriame galėtų kompostuoti savo išmatas, tačiau yra daugybė naujų technologijų, kurios gali veikti skirtingose aplinkose ir masteliuose – nuo šeimos namų iki daugiabučių namų ir didelių miestų.

McWilliams bendradarbiauja su nedideliais klientais – ekologiniais kaimais ir stovyklavietėmis – JAV, kurdama patrauklius tualetus, paverčiančius išmatas į kompostą, kuris gali būti naudojamas medžiams ar gėlynams tręšti. Ji taip pat dirba su klientais keliuose Amerikos indėnų rezervatuose, kur tualetai su nuleidžiamu vandeniu yra reti, o daugelis namų naudoja lauko išvietę ar pamazgų duobę. Amerikos indėnai 19 kartų dažniau nei baltieji amerikiečiai neturi vidaus vandentiekio.

„Mano klientai nori pakeisti savo tualetus kažkuo, kas nesmirdėtų, nebūtų pilnas musių ir teršiančių cheminių medžiagų, ir galėtų būti grąžinta motinai gamtai“, – sako ji.

Panašiai kaip ir Perezo biotualetas, jos dizainai remiasi pjuvenomis ir žemės ūkio likučiais, kad sumažintų kvapus ir prasidėtų kompostavimo procesas.

Medienos skiedros ir pjuvenos neveiks miesto aplinkoje, tačiau San Franciske įsikūrusi „Epic Cleantec“ sprendžia problemą daugiabučių lygiu, naudodama išmaniąsias technologijas. Gyventojų nuotekos patenka ne į nuotekų sistemą, o į „Epic Cleantec“ sistemą, kuri atskiria kietąsias medžiagas nuo vandens, pastarąjį pakankamai išvalydama, kad būtų galima jį pakartotinai panaudoti laistyti, nuleisti tualetui, skalbti (tik ne gerti). Atskirtos biokietosios medžiagos sutankinamos specialiose spintelėse su kontroliuojamu kvapu ir vėliau apdorojamos karščiu ir oksidacija, dėl kurios sunaikinami patogenai.

Vienas iš sistemos privalumų yra tas, kad daug lengviau nukenksminti dumblą, kol patogenai nekontroliuojamai dauginasi pakeliui į gamyklą, aiškina įmonės generalinis direktorius ir įkūrėjas Aaronas Tartakovskis.

„Paprastai kietosios dalelės kanalizacijoje sukasi valandų valandas ar dienas, todėl patogenų skaičius yra ypač didelis“, – sako jis. „Mes juos sugauname per kelias sekundes po to, kai kas nors nuleidžia vandenį tualete, todėl turime nedidelį kiekį patogenų, lyginant su nuotekų valymo įrenginiais.“

Galutinis rezultatas – sausas, bekvapis, daug anglies ir azoto turintis dirvožemio produktas. Iki šiol „Epic Cleantec“ naudojo žmogaus išmatas tik mažame šiltnamyje, kad geriau suprastų tokio dirvožemio savybes, tačiau įmonė tikisi, kad netrukus jį panaudos parkuose.

„Kalbamės su miesto parkų departamentu dėl šio dirvožemio panaudojimo parkuose bandomajam projektui“, – sako Tartakovskis.

Kanados įmonė „Lystek“ sukūrė sprendimą, skirtą veikti dideliu mastu. „Lystek“ sukūrė didžiulį nuotekų maišytuvą, kurio ašmenys yra tokie aštrūs, kad supjausto visus nuotekų mikroorganizmus į gabalėlius, todėl patogenai, tokie kaip E.coli ir Salmonella, yra stipriai apnaikinamos. Susidaręs purvas kraunamas į sunkvežimius, kurie išleidžia jį į dirvą ūkio laukuose, kuriuose auginama žolė karvėms šerti.

Įkūrėjas Ajay Singhas, mokslininkas iš Vaterlo universiteto Ontarijo valstijoje, sukūrė procesą sužinojęs, kad didžioji dalis jo miesto atliekų buvo išvežama į atokias vietas.

„Šie benzinu varomi sunkvežimiai iš esmės gabeno vandenį, nes vanduo sudaro 98 % skystų atliekų“, – sako jis. „Norėjau geriau panaudoti visus šiuos išteklius. Taigi, pagaminome tai, ką vadiname nuotekų kokteiliu.“

Pasak bendrovės, ši technologija jau naudojama keliuose Kanados, JAV ir Artimųjų Rytų miestuose ir aptarnauja maždaug 1 700 000 žmonių.

Kita kompanija „DC Water“ – nuotekų gamykla Vašingtone, apdoroja visos JAV sostinės „produkciją“. Ji sunaikina nuotekų patogenus, virindama nuotekas 148 °C temperatūroje ir suspausdama jas iki šešis kartus didesnio nei atmosferos slėgio. Virtas dumblas pumpuojamas į biologinio virškinimo rezervuarus, kuriuose per kelias savaites juo minta įvairios bakterijos, paversdamos jį purvu. Tada jis džiovinamas tris savaites, kol pasiekia augmenijos dirvožemio konsistenciją ir tampa trąšų produktu, vadinamu „Bloom“, kurį parduoda „BlueDrop“.

Didžiąją „Bloom“ dalį perka ūkininkai, tačiau tarp pirkėjų taip pat yra kraštovaizdžio kūrėjai ir statybų bendrovės, kurioms reikia viršutinio dirvožemio sluoksnio. Šie didmeniniai klientai paprastai perka sunkvežimiais, tačiau „Bloom“ taip pat galima įsigyti mažmeninėse parduotuvėse 11 kg ir 22 kg maišuose.

Golfo aikštynams taip pat patinka „Bloom“, nes jame yra daug geležies, o tai suteikia žolei tamsų, sodrų žalią atspalvį, sako April Thompson, „BlueDrop“ rinkodaros ir pardavimų direktorė.

„Praėjusių metų kovą pasiekėme rekordinius pardavimus, per 2022-ųjų pusmetį pardavėme daugiau nei per visus 2020-uosius“, – sako ji. „Mes jau pardavėme 44 000 tonų šio produkto. Ūkiai beldėsi į mūsų duris, nes pabrango trąšos ir iš lūpų į lūpas keliauja žinia apie mūsų produktą.“

Pavasarį – pagrindinį trąšų sezoną – paklausa buvo tokia didelė, kad „Bloom“ buvo visiškai išparduotas, o ūkininkai laukė, kol įmonė pasiūlys daugiau produkto.

Tokio tipo dirvožemis gausus trąšų trejybės – azoto, kalio ir fosforo. Tačiau jame yra kitų maistinių medžiagų, kurių augalams reikia augimui, pavyzdžiui, magnio ir natrio.

„Mes manome, kad perdirbtų išmatų dirvožemio produktai yra tikri multivitaminai dirvožemiui“, – aiškina Lynne Moss, inžinierių firmos „Black & Veatch“ biokietųjų medžiagų specialistė. „Juose natūraliai yra geležies ir cinko, kurių reikia augalams ir kuriais ūkininkai turi kitaip praturtinti dirvą. Kai naudojate biokietąsias medžiagas, gaunate visas šias maistines medžiagas.“

Moss sako, kad pridėjus žmogaus išmatų, pasikeičia dirvožemio struktūra, todėl jis tampa atsparesnis, užkertamas kelias erozijai ir subalansuojama drėgmė. Dėl to žemė tampa puresnė, o vanduo lengviau prasisunkia. Ir atvirkščiai, sausros sąlygomis tai taip pat padeda išlaikyti vandenį. Tokia žemė taip pat yra minkštesnė, todėl daigai greičiau prigyja, užauga stipresnės šaknys, duoda geresnį derlių.

„Pagrindinė problema, su kuria šiandien susiduriame JAV ir kitur, yra ta, kad organinės medžiagos yra išeikvojamos dėl kai kurių mūsų ūkininkavimo praktikų“, – sako Moss. „Biologinių kietųjų medžiagų pridėjimas gali atkurti tas organines medžiagas, o tai duoda visų rūšių naudos.“

Vienas neseniai atliktas tyrimas parodė, kad perdirbtų išmatų dirvožemio naudojimas gali pakeisti sintetinių trąšų naudojimą nederlinguose atogrąžų dirvožemiuose.

Visa tai reiškia, kad pašalinus maistinių medžiagų srautą į atliekas ir atkūrus žiedinį žemės ūkį galima vienu metu išspręsti daugybę problemų. Tai nukreipia taršą nuo vandenyno, taip pat padeda atstatyti mūsų dirvožemį ir sumažinti sintetinių trąšų naudojimą.

Kodėl prie tokių išmaniųjų technologijų neperėjo kiekvienas pastatas ir savivaldybė? Viena kliūtis yra pinigai – tvarios technologijos (ypač naujos) reikalauja finansavimo, o savivaldybės, kurios remiasi mokesčių mokėtojų pinigais, turi ribotą biudžetą.

Kitas iššūkis – vis dar tebėra tabu – daugelis žmonių tiesiog nemėgsta kalbėti apie nuotekas. Taip pat yra tam tikrų aplinkosaugos iššūkių. Pavyzdžiui, kad būtų galima naudoti žemę JAV, dumblas turi būti toks, kokį JAV aplinkos apsaugos agentūra vadina „A klasės kokybe“. Tai reiškia, kad jame turi būti tik nedidelis įvairių teršalų kiekis, įskaitant sunkiuosius metalus, vaistus ar kenksmingus „amžinuosius chemikalus“. Todėl nuotekų įrenginiai, kuriuose valomos pramonės gamyklų nuotekos, negali pagaminti pakankamai švaraus dumblo. Tačiau naujos technologijos gali padėti išspręsti šias problemas.

Galiausiai naujos žmogaus išmatų perdirbimo technologijos gali padėti mums atkurti labiau žiedinį žemės ūkį, kurį mūsų šiuolaikinis gyvenimo būdas prarado.

„Aš į tai žiūriu kaip į galimybę turėti geriausią perdirbimo sistemą“, – sako Wear. „Jūs valgote maistą, išskiriate maistą, tada išsaugote išteklius ir vėl panaudojate juos maistui auginti. Šioje planetoje neturime begalinių išteklių, todėl turime pradėti juos atkurti ir naudoti pakartotinai.“