Hvordan kan avfall fra tørrtoaletter brukes til å dyrke avlinger?

I dag er mattrygghet et problem i mange områder. Gjødselmangel, krig og konflikt kan føre til sult og underernæring i lavinntektsland i Nord-Afrika og Asia.

– En av de store globale utfordringene er å sikre mat til en stadig voksende befolkning, sier ph.d.-kandidat Mariya Kelova.

– En nøkkelfaktor i denne utfordringen er sirkulering av næringsstoffer og forbedring av jordkvalitet.

Ph.d.-kandidat Mariya Evgenieva Kelova (MINA)

Ph.d.-kandidat Mariya Evgenieva Kelova (MINA)

Photo
Privat

Hvordan fø 8 milliarder mennesker?

Historisk sett har gjødsel kommet fra kompost eller avføring fra husdyr og mennesker. På 1800-tallet kom nye produkter, og landbruket byttet i stor grad over til syntetisk gjødsel.

Denne overgangen muliggjorde det industrielle landbruket: stor skala med store avlinger. Avhengigheten av kunstgjødsel har imidlertid to store ulemper: den kan føre til negative konsekvenser for miljøet og uforutsigbare tilbud og priser.

– Denne situasjonen har forverret seg det siste året, ettersom etterspørselen og prisene har steget enda mer på grunn av den nåværende krigen i Ukraina, sier Kelova.

Redusere gjødselmangelen

Bare en liten del av næringsinnholdet i maten vi spiser beholdes i kroppen. Det meste av nitrogenet og fosforet skilles ut. Å returnere disse næringsstoffene tilbake til jord- og matproduksjon er viktig for næringssirkulering og jordkvalitet.

– Hvis vi kan gjeninnføre menneskelig avføring som en ressurs, kan vi kompensere for noe av gjødselbehovet. Det vil også redusere potensialet for forurensning av ferskvann og marine miljøer, sier Kelova.

Lavkostnadsløsning

Kelova har forsket på behandlingsalternativer for gjenvinning av næringsstoffer fra tørrtoaletter. Et tørrtoalett er et toalett som ikke bruker vann, ikke produserer kloakk og ikke er koblet til et kloakksystem eller septiktank. De er vanlige i rurale områder, områder uten infrastruktur og regioner med vannmangel.

– Hovedmålet har vært å lære mer om hvordan næringsstoffer fra tørrtoaletter kan gjenbrukes i landbruket, sier hun.

Tørrtoaletter med deponering på stedet er den minst krevende løsningen med tanke på infrastruktur og investeringer. Dette gjør dem til et realistisk alternativ for områder uten sanitæranlegg, og medfører også en mulighet til å resirkulere avføringen til nye produkter.

Eksempel på tørrtoalett.

Eksempel på tørrtoalett.

Photo
Shutterstock

Store variasjoner mellom sted og type toalett

Kompostering er en naturlig prosess hvor organisk materiale, i dette tilfellet menneskelig avføring, konverteres til gjødsel som kan berike jord og planter. Tørrtoalettkompostering er imidlertid ikke alltid vellykket, og det resulterende materialet er vanligvis verken kjemisk stabilt eller renset.

Tørrtoaletter hvor avfallet behandles på stedet er vanligvis små i størrelsen, og muligheten for å kontrollere behandlingen er dermed begrenset.

– Behandlingsprosessene og produksjonen fra tørrtoalettene varierte mye, sier Kelova.

Forskningen hennes viser at resultatene varierer på grunn av sammensetningen av ekskrementer, forskjellige tilsetningsstoffer og -behandlinger, samt lokale miljøforhold.

– Det er ingen løsning eller behandling som passer for alle, kommenterer hun. 

Høyere temperaturer ga bedre resultater

Kelova brukte laboratorieeksperimenter til å finne ut hvordan behandlingen av tørrtoalettmaterialet kan forbedres. Temperatur var en nøkkelfaktor.

En undersøkelse i laboratorieskala av kompostering og melkesyregjæring, etterfulgt av vermikompostering, viste at høyere omgivelsestemperaturer (38˚C) under komposteringen resulterte i høyere mikrobiell aktivitet og mer aktiv nedbrytning.

– Dette resulterte i lavere antall fekale indikatorer og lavere konsentrasjoner av farmasøytiske rester, sier hun.

Fekale indikatorbakterier brukes for å påvise tilstedeværelsen av sykdomsfremkallende bakterier. Noen legemidler består av sakte nedbrytende forbindelser som kan medføre en risiko for naturmiljøet.

– Det er klart at verken sykdomsfremkallende bakterier eller legemidler er ønsket i kompost beregnet på bruk som gjødsel.

Evaluering av potensialet

Hun har også evaluert hvilket gjødselspotensial produktene fra de forskjellige behandlingsmetodene har.

– Når komposteringen er begrenset av temperatur, kan melkesyregjæring og/eller vermikompostering være alternativer eller tillegg, forklarer hun.

Konsentrasjonene av næringsstoffer tilsvarte de som er rapportert for tilsvarende organiske alternativer, som kommunal avfallskompost og kompostert eller vermikompostert gjødsel.

– Derfor, hvis det behandles riktig, kan materialet fra tørrtoalettene omdannes til gjødsel, selv når den første komposteringen ikke er vellykket.

Alle de resulterende materialene bidro til å anrike jorda med essensielle plantenæringsstoffer. Kelovas forskning er et viktig steg mot økt og forbedret kunnskap om produkter fra tørre sanitærsystemer og effekten av behandlingsmetode på tilgjengelighet av nitrogen.

 

Mariya Kelova forsvarer sin ph.d.-avhandling «Lokale behandlingsmuligheter for gjenvinning av næringsstoffer i tørrtoaletter» fredag den 25. november, 2022.

Relatert innhold
25 Nov - Mariya Evgenieva Kelova (MINA)

25 Nov - Mariya Evgenieva Kelova (MINA)

Mariya Evgenieva Kelova, Faculty of Environmental Sciences and Natural Resource Management (MINA), will defend her PhD thesis “On-site treatment options for recovery of nutrients in dry toilets”, Friday 25 November 2022. 

Published 21. november 2022 - 14:49 - Updated 21. november 2022 - 14:58