密歇根大学 信用:CC0公共领域 密歇根大学领导的一项新研究表明，将尿液从城市废水处理厂转移出来，并回收富含营养的液体制成作物肥料，在城市规模使用时，将带来多重环境效益
这项研究于去年12月在网上发布
15在《环境科学与技术》杂志上，模拟了大规模的集中式尿液分流和肥料处理系统(目前还没有)，并将它们的预期环境影响与传统的废水处理和肥料生产方法进行了比较
研究人员发现，尿液分流和再循环导致温室气体排放、能源使用、淡水消耗显著减少，并有可能导致湖泊和其他水体中藻类大量繁殖
根据影响类别的不同，减少幅度从26%到64%不等
“尿液分流对环境的影响一直低于传统系统，”该研究的主要作者斯蒂芬·希尔顿说，他在U-M环境与可持续发展学院进行了硕士论文的研究
“我们的分析清楚地表明，明确界定的好处——减少废水管理要求和避免合成肥料生产——超越了尿液收集、处理和运输的环境影响，表明有必要进一步努力开发此类系统
" 尿液中含有氮、磷、钾等必需营养物质，几千年来一直被用作农作物肥料
近年来，尿液回收已被研究作为一种生产可再生肥料的方法，同时减少处理废水所需的能量和化学物质
虽然没有城市规模的尿液分流和回收系统，几个小规模的示范项目正在进行中，包括一个在U-M和佛蒙特州的项目由富裕地球研究所领导
希尔顿利用这两个项目的数据来模拟城市规模的尿液分流和回收可能产生的环境影响
废水处理是该研究的一个主要焦点，来自密歇根州、佛蒙特州和弗吉尼亚州的处理厂的数据被用于分析
弗吉尼亚工厂位于切萨皮克湾地区，是对氮和磷去除有严格要求的处理工厂的典范
希尔顿和他的同事使用一种叫做生命周期评估的技术，对多种环境影响进行综合评估，将大规模集中式尿液分流和肥料生产设施的性能与传统废水处理厂和使用不可再生资源生产合成肥料的性能进行了比较
尿液分流和回收在大多数类别中是明显的赢家，在某些情况下，消除了对某些废水处理化学品的需求
不利的一面是，一种制造尿衍生肥料的方法导致酸化持续增加
之前的一些生命周期评估将尿液回收对环境的影响与传统系统进行了比较
但是新的U-M研究首次包括了废水处理过程的详细模型，使得研究人员能够比较每种方法中使用的能量和化学物质的数量
“这是第一次对大规模尿液回收相对于传统废水处理和肥料生产的环境绩效和效益进行深入分析，”ES&T论文的资深作者、U-M环境与可持续发展学院可持续系统中心主任格雷格·基奥里安说
他也是希尔顿论文委员会的主席
世界上大约一半的粮食供应依赖于由不可再生资源生产的合成肥料
磷矿被开采和加工成磷肥
氮肥的生产是一个能源密集型过程，使用天然气，并负责1
2%的世界能源使用和相关的温室气体排放
同时，水和废水系统消耗2%的铀
S
电力，去除营养物是最耗能的过程之一
尿液分流以回收和循环利用氮和磷被认为是改善水管理和粮食生产可持续性的一种方法
它有可能减少处理废水所需的能量和化学物质，同时减少助长湖泊中有害藻类大量繁殖的营养物质的流量
然而，大规模的转移和回收需要收集和运输尿液，将其加工成肥料，然后将最终产品运送给客户的系统
每一步都有环境影响
2016年，U-M研究人员获得了美国国家科学基金会300万美元的资助，用于研究将人类尿液转化为安全作物肥料的潜力
该项目由U-M土木与环境工程系的南希·洛夫和克里斯塔·威金顿领导，涉及测试先进的尿液处理方法，并调查人们对使用尿衍生肥料的态度
爱也是新环境科学与技术论文的合著者
作为国家科学基金会资助项目的一部分，尿液分流示范厕所被安装在U-M的北校区，同时还有一个实验室，在那里尿液被转化为肥料
希尔顿是U-M环境与可持续发展学院和土木与环境工程系的双学位硕士学生，她利用该项目的数据帮助建立了一个大规模的系统模型，该系统将尿液转化为肥料
“这些新发现令人鼓舞，因为它们展示了大规模尿液分流和回收系统的潜在环境效益，表明我们走在了正确的道路上，应该继续开发这些技术，”该研究的合著者、U-M土木与环境工程教授、希尔顿论文委员会成员格伦·戴格说
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