Биоуголь из человеческих отходов может решить глобальную проблему нехватки удобрений

Ученые из Корнелльского университета выяснили, что древесный уголь, произведенный из переработанных человеческих отходов, способен не только частично решить проблему дефицита удобрений, но и снизить загрязнение окружающей среды и энергозатраты. Согласно исследованию, биоуголь из твердых человеческих отходов способен покрыть до 7% мирового годового потребления фосфора. Если же обогащать его питательными веществами, выделенными из мочи, этот показатель может достигать 15% для фосфора, 17% для азота и до 25% для калия.

В настоящее время очищенные осадки сточных вод уже применяются на полях, но их использование остается спорным из-за содержания микропластика, тяжелых металлов, "вечных" химикатов PFAS, патогенов и остатков лекарственных препаратов. По словам исследователей, применение биоугля позволяет избежать этих рисков, так как отходы разделяются и перерабатываются прямо в месте их образования.

Ученые установили, что при производстве биоугля масса и объем твердых человеческих отходов могут сокращаться до 90%, что делает этот метод значительно эффективнее по сравнению с перевозкой осадков сточных вод, содержащих большое количество влаги. Кроме того, технология позволяет настраивать состав питательных веществ под конкретные потребности разных сельскохозяйственных культур. Это помогает избежать проблем, часто возникающих при внесении удобрений, например, бурного роста сорняков или эвтрофикации – ситуации, когда избыток питательных веществ попадает в грунтовые воды и провоцирует стремительное размножение водорослей. Такой процесс снижает уровень кислорода и уменьшает количество солнечного света, достигающего подводных экосистем.

Согласно данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата, сельское хозяйство отвечает за 25% глобальных выбросов парниковых газов. По мере роста мирового спроса на продовольствие увеличивается и необходимость в удобрениях, которые восполняют запасы питательных веществ в почве. Синтетические удобрения снабжают почву тремя ключевыми элементами – азотом, калием и фосфором, однако их производство требует больших затрат энергии и нередко наносит серьезный ущерб окружающей среде. Для получения аммиака используется атмосферный азот по методу Габера, а дальнейшее производство азотных удобрений и их применение в агросекторе ежегодно приводит к выбросу около 2,6 млрд тонн CO₂ – это больше, чем совокупные выбросы авиации и морского транспорта.

Добыча фосфоритов для получения фосфора разрушает природные ландшафты, а их переработка сопровождается образованием радиоактивного фосфогипса как побочного продукта. Разработка калийных месторождений вызывает засоление почв и загрязнение пресной воды из-за больших объемов отходов, возникающих при этом процессе.