La futura connessione tra rifiuti umani, le tecnologie igienico-sanitarie e l'agricoltura sostenibile stanno diventando sempre più evidenti. Secondo una ricerca diretta dal professore di ingegneria civile e ambientale Jeremy Guest dell'Università dell'Illinois Urbana-Champaign, i paesi potrebbero avvicinarsi all'utilizzo dei rifiuti umani come fertilizzante, chiudendo il ciclo a più circolare, economie sostenibili.

Un nuovo studio caratterizza la distribuzione spaziale dei nutrienti derivati ​​dall'urina umana:azoto, fosforo e potassio e la domanda di fertilizzanti agricoli per definire le tipologie di localizzazione della domanda e dell'offerta, la loro diffusione in tutto il mondo e le implicazioni per il recupero delle risorse. I risultati sono pubblicati sulla rivista Scienze e tecnologie ambientali .

"La quantità totale di azoto, fosforo e potassio rimangono in gran parte costanti nel nostro corpo, una volta che smettiamo di crescere, " disse Ospite, che funge anche da direttore associato ad interim per la ricerca presso l'Istituto per la sostenibilità, Energia, e Ambiente presso l'U. of I. "Tutto ciò che entra attraverso il cibo e le bevande deve uscire nelle nostre urine, feci e sudore. Sapendo che, possiamo stimare la quantità di ciascuno di questi nutrienti nei rifiuti corporei di una popolazione se conosciamo la loro dieta".

Precedenti studi di Guest e altri hanno valutato il potenziale di recupero dei nutrienti dai rifiuti umani in tutto il mondo e hanno identificato luoghi con un'eccedenza di nutrienti derivati ​​dai rifiuti umani rispetto alla domanda locale di fertilizzanti agricoli.

"Il nuovo studio è il primo a descrivere le relazioni tra domanda e offerta di nutrienti derivate dai rifiuti umani utilizzando un'unica equazione matematica, " Guest ha detto. "La qualità delle infrastrutture igienico-sanitarie varia notevolmente in tutto il mondo, così come le diete delle persone e la disponibilità di terreni adatti all'agricoltura. Avere i mezzi per caratterizzare e confrontare quantitativamente il potenziale di recupero dei nutrienti di un luogo può fare molto per informare meglio i decisori quando si tratta di future politiche igienico-sanitarie e agricole".

Il team ha eseguito approfondite analisi numeriche e geografiche di diete, popolazione, dati igienico-sanitari e agricoli provenienti da 107 paesi per realizzare questa caratterizzazione quantitativa su scala globale. L'indagine ha rivelato tre distinte tipologie di domanda e offerta:paesi con una domanda e offerta co-localizzata; paesi con domanda-offerta dislocata; e paesi con diverse prossimità della domanda e dell'offerta.

Stati Uniti e Australia, Per esempio, rientrano nella tipologia di domanda-offerta dislocata. Hanno un'agricoltura intensiva in zone lontane dalle grandi città, quindi l'apporto nutritivo derivato dai rifiuti umani è lontano da dove è necessario, Ospite ha detto. Anche con infrastrutture sanitarie avanzate in atto, ciò significa che i nutrienti dovrebbero essere trasportati su grandi distanze, come fluidi pesanti o convertiti in prodotti cristallini concentrati. Economicamente parlando, Ospite ha detto, avrebbe senso lavorare con un prodotto concentrato per implementare un fertilizzante derivato dai rifiuti umani in questi paesi.

Lo studio riporta che in paesi con tipologie di domanda e offerta co-localizzate come l'India, Nigeria e Uganda, le popolazioni umane sono più sostanzialmente in prossimità di aree agricole, rendendo possibile il riutilizzo locale. In molte comunità con domanda-offerta co-localizzata, però, c'è bisogno di migliori infrastrutture igienico-sanitarie. Guest ha affermato che l'implementazione di un programma di fertilizzanti derivati ​​dai rifiuti umani potrebbe essere estremamente vantaggioso per l'igiene e l'agricoltura in questi luoghi.

Paesi come il Brasile, Messico, La Cina e la Russia mostrano un continuum di co-locazione alla dislocazione della domanda e dell'offerta di nutrienti. Lo studio riporta che i responsabili delle politiche dovrebbero avvicinarsi all'uso dei nutrienti derivati ​​dai rifiuti umani con strategie più regionalizzate e una serie di approcci locali di riutilizzo e trasporto. "I paesi a reddito più elevato in questo gruppo possono avere l'infrastruttura e il supporto economico per varie tecnologie, ma quelli con risorse finanziarie limitate richiederebbero la priorità della tecnologia di recupero delle risorse in alcune aree, " disse Ospite.

Il team è stato sorpreso di scoprire che le tipologie corrispondevano strettamente all'indice di sviluppo umano delle Nazioni Unite.

"Paesi con punteggio HDI più alto come gli Stati Uniti, L'Europa occidentale e l'Australia tendono a rientrare nella tipologia di domanda-offerta dislocata e i paesi con punteggio HDI più basso tendono ad adattarsi alla tipologia di domanda-offerta co-localizzata. Certo, ci sono eccezioni, ma non ci aspettavamo di trovare una correlazione così forte, " disse Ospite.

Il team spera che questa ricerca possa aiutare a chiarire i principali aspetti economici, caratteristiche igienico-sanitarie e agricole dei paesi di tutto il mondo in modo che i decisori possano dare la priorità agli investimenti, politiche e tecnologie che promuoveranno gli obiettivi per un'economia circolare e la fornitura di servizi igienico-sanitari a tutti, Ospite ha detto.