გმადლობთ, რომ ეწვიეთ Nature.com-ს. თქვენს მიერ გამოყენებულ ბრაუზერის ვერსიას CSS-ის შეზღუდული მხარდაჭერა აქვს. საუკეთესო გამოცდილებისთვის გირჩევთ გამოიყენოთ განახლებული ბრაუზერი (ან გამორთოთ თავსებადობის რეჟიმი Internet Explorer-ში). ამასობაში, მხარდაჭერის უწყვეტი უზრუნველყოფის მიზნით, საიტს სტილებისა და JavaScript-ის გარეშე ვაჩვენებთ.
ჩელსი ვოლდი ჰააგაში, ნიდერლანდებში მოღვაწე ფრილანსერი ჟურნალისტია და წიგნის „ოცნება: ტუალეტების შეცვლის სასწრაფო გლობალური ძიება“ ავტორი.
სპეციალიზებული ტუალეტის სისტემები შარდიდან აზოტს და სხვა საკვებ ნივთიერებებს გამოყოფენ სასუქად და სხვა პროდუქტებად გამოსაყენებლად. სურათის ავტორი: MAK/Georg Mayer/EOOS NEXT
გოტლანდში, შვედეთის უდიდეს კუნძულზე, მტკნარი წყალი ცოტაა. ამავდროულად, მაცხოვრებლები ებრძვიან სოფლის მეურნეობისა და კანალიზაციის სისტემების მიერ გამოწვეული დაბინძურების საშიშ დონეს, რაც იწვევს ბალტიის ზღვის გარშემო მავნე წყალმცენარეების გამრავლებას. მათ შეუძლიათ თევზის მოკვლა და ადამიანების დაავადებით დამთავრება.
ამ გარემოსდაცვითი პრობლემების სერიის გადასაჭრელად, კუნძული იმედებს ამყარებს ერთადერთ ნაკლებად სავარაუდო ნივთიერებაზე, რომელიც მათ აკავშირებს: ადამიანის შარდზე.
2021 წლიდან, კვლევითმა ჯგუფმა დაიწყო მუშაობა ადგილობრივ კომპანიასთან, რომელიც პორტატულ ტუალეტებს აქირავებს. მიზანია ზაფხულის ტურისტული სეზონის განმავლობაში 3 წლის განმავლობაში 70 000 ლიტრზე მეტი შარდის შეგროვება უწყლო პისუარებსა და სპეციალურ ტუალეტებში სხვადასხვა ადგილას. გუნდი უფსალაში მდებარე შვედეთის სოფლის მეურნეობის მეცნიერებათა უნივერსიტეტიდან (SLU) იყო, რომელმაც კომპანია Sanitation360 დააარსა. მკვლევარების მიერ შემუშავებული პროცესის გამოყენებით, მათ შარდი ბეტონის მსგავს ნაჭრებად გააშრეს, რომლებიც შემდეგ ფხვნილად დაფქვეს და სასუქის გრანულებად დაამზადეს, რომლებიც სტანდარტულ სასოფლო-სამეურნეო აღჭურვილობას ერგება. ადგილობრივი ფერმერები სასუქს ქერის მოსაყვანად იყენებენ, რომელიც შემდეგ ლუდსახარშებში იგზავნება ლუდის წარმოებისთვის, რომელიც მოხმარების შემდეგ ციკლში დაბრუნდება.
პრიტვი სიმჰამ, SLU-ს ქიმიურმა ინჟინერმა და Sanitation360-ის ტექნიკურმა დირექტორმა, განაცხადა, რომ მკვლევარების მიზანია „გადასცდნენ კონცეფციას და პრაქტიკაში დანერგონ“ შარდის ხელახალი გამოყენება ფართო მასშტაბით. მიზანია შეიქმნას მოდელი, რომლის იმიტაციაც მთელ მსოფლიოში იქნება შესაძლებელი. „ჩვენი მიზანია, რომ ყველამ, ყველგან, შეასრულოს ეს სავარჯიშო“.
გოტლანდში ჩატარებული ექსპერიმენტის დროს, შარდით განაყოფიერებული ქერი (მარჯვნივ) შედარებული იქნა განაყოფიერებულ მცენარეებთან (ცენტრში) და მინერალურ სასუქებთან (მარცხნივ). სურათის ავტორი: ჯენა სენეკალი.
გოტლენდის პროექტი მსგავსი მსოფლიო მასშტაბის ძალისხმევის ნაწილია, რომელიც შარდს სხვა ჩამდინარე წყლებისგან გამოყოფს და სასუქის მსგავს პროდუქტებად გადაამუშავებს. ამ პრაქტიკას, რომელიც შარდის გადამისამართების სახელითაა ცნობილი, სხვა ქვეყნების ჯგუფები სწავლობენ. ეს ძალისხმევა უნივერსიტეტის ლაბორატორიებს სცილდება. უწყლო პისუარები ორეგონისა და ნიდერლანდების ოფისების სარდაფების გამწმენდ სისტემებს უკავშირდება. პარიზი ქალაქის მე-14 ოლქში მშენებარე 1000 მაცხოვრებლიან ეკოზონაში შარდის გადამისამართების ტუალეტების დამონტაჟებას გეგმავს. ევროპის კოსმოსური სააგენტო პარიზის შტაბ-ბინაში 80 ტუალეტს განათავსებს, რომლებიც წელს დაიწყებენ ფუნქციონირებას. შარდის გადამისამართების მომხრეები ამბობენ, რომ მისი გამოყენება შესაძლებელია როგორც დროებითი სამხედრო პუნქტებიდან დაწყებული ლტოლვილთა ბანაკებით, ასევე მდიდარი ურბანული ცენტრებითა და გაშლილი ღარიბი უბნებით დამთავრებული.
მეცნიერები ამბობენ, რომ შარდის გადამისამართება, თუ მთელ მსოფლიოში ფართომასშტაბიანად იქნება გამოყენებული, შეიძლება უზარმაზარ სარგებელს მოუტანოს გარემოს და საზოგადოებრივ ჯანმრთელობას. ეს ნაწილობრივ იმიტომ ხდება, რომ შარდი მდიდარია საკვები ნივთიერებებით, რომლებიც არ აბინძურებენ წყლის ობიექტებს და შეიძლება გამოყენებულ იქნას კულტურების გასანაყოფიერებლად ან სამრეწველო პროცესებში. სიმჰას შეფასებით, ადამიანები გამოიმუშავებენ საკმარის შარდს მსოფლიოში არსებული აზოტისა და ფოსფატის სასუქების დაახლოებით მეოთხედის ჩასანაცვლებლად; ის ასევე შეიცავს კალიუმს და მრავალ მიკროელემენტს (იხილეთ „შარდის შემადგენლობა“). რაც მთავარია, შარდის კანალიზაციაში არ ჩაშვებით, თქვენ ზოგავთ უამრავ წყალს და ამცირებთ დატვირთვას დაბერებულ და გადატვირთულ კანალიზაციის სისტემაზე.
დარგის ექსპერტების აზრით, შარდის გადამისამართების მრავალი კომპონენტი შესაძლოა მალე ფართოდ ხელმისაწვდომი გახდეს ტუალეტებისა და შარდის განადგურების სტრატეგიების განვითარების წყალობით. თუმცა, ცხოვრების ერთ-ერთ ყველაზე ფუნდამენტურ ასპექტში ფუნდამენტური ცვლილებებისთვის დიდი დაბრკოლებებიც არსებობს. მკვლევარებმა და კომპანიებმა უამრავი გამოწვევის გადაჭრა უნდა შეძლონ, შარდის გადამისამართების ტუალეტების დიზაინის გაუმჯობესებიდან დაწყებული, შარდის დამუშავების გამარტივებითა და ღირებულ პროდუქტებად გადაქცევით დამთავრებული. ეს შეიძლება მოიცავდეს ქიმიური დამუშავების სისტემებს, რომლებიც დაკავშირებულია ინდივიდუალურ ტუალეტებთან ან სარდაფის აღჭურვილობასთან, რომლებიც ემსახურება მთელ შენობას და უზრუნველყოფს მომსახურებას მიღებული კონცენტრირებული ან გამაგრებული პროდუქტის აღდგენისა და მოვლა-პატრონობისთვის (იხილეთ „შარდიდან პროდუქტამდე“). გარდა ამისა, არსებობს სოციალური ცვლილებებისა და მიღების უფრო ფართო საკითხები, რომლებიც დაკავშირებულია როგორც ადამიანის ნარჩენებთან დაკავშირებული კულტურული ტაბუების სხვადასხვა ხარისხთან, ასევე სამრეწველო ჩამდინარე წყლებისა და კვების სისტემების შესახებ ღრმად ფესვგადგმულ კონვენციებთან.
საზოგადოება ენერგიის, წყლისა და სოფლის მეურნეობისა და მრეწველობისთვის ნედლეულის დეფიციტს ებრძვის, შარდის გადამისამართება და ხელახალი გამოყენება „სანიტარიის უზრუნველყოფის მთავარ გამოწვევას წარმოადგენს“, ამბობს ბიოლოგი ლინ ბროუდუსი, მინეაპოლისში მოღვაწე მდგრადი განვითარების კონსულტანტი. „ჟანრი, რომელიც სულ უფრო მნიშვნელოვანი გახდება. მინესოტა, ის იყო ალექსანდრიის, ვირჯინიის, წყლის ხარისხის პროფესიონალთა მსოფლიო ასოციაციის, წყლის ფედერაციის ყოფილი პრეზიდენტი. „ეს სინამდვილეში ღირებული რამაა“.
ოდესღაც შარდი ძვირფასი საქონელი იყო. წარსულში ზოგიერთი საზოგადოება მას იყენებდა კულტურების გასანაყოფიერებლად, ტყავის დასამზადებლად, ტანსაცმლის გასარეცხად და დენთის დასამზადებლად. შემდეგ, მე-19 საუკუნის ბოლოს და მე-20 საუკუნის დასაწყისში, დიდ ბრიტანეთში წარმოიშვა ჩამდინარე წყლების ცენტრალიზებული მართვის თანამედროვე მოდელი, რომელიც მთელ მსოფლიოში გავრცელდა, რაც ე.წ. შარდის სიბრმავით დასრულდა.
ამ მოდელში, ტუალეტები იყენებენ წყალს შარდის, განავლისა და ტუალეტის ქაღალდის სწრაფად გასაწმენდად კანალიზაციაში, რომელიც შერეულია საყოფაცხოვრებო, სამრეწველო წყაროებიდან და ზოგჯერ წვიმის წყლის კანალიზაციისგან მიღებულ სხვა სითხეებთან. ცენტრალიზებულ ჩამდინარე წყლების გამწმენდ ნაგებობებში ენერგომოხმარებადი პროცესები ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად მიკროორგანიზმებს იყენებენ.
ადგილობრივი წესებისა და გამწმენდი ნაგებობის პირობების გათვალისწინებით, ამ პროცესიდან გამოყოფილი ჩამდინარე წყლები შეიძლება მაინც შეიცავდეს აზოტისა და სხვა საკვები ნივთიერებების მნიშვნელოვან რაოდენობას, ასევე ზოგიერთ სხვა დამაბინძურებელს. მსოფლიოს მოსახლეობის 57% საერთოდ არ არის დაკავშირებული ცენტრალიზებულ კანალიზაციის სისტემასთან (იხ. „ადამიანის კანალიზაცია“).
მეცნიერები მუშაობენ ცენტრალიზებული სისტემების უფრო მდგრადი და ნაკლებად დამაბინძურებელი გახდომაზე, თუმცა, 1990-იანი წლებიდან დაწყებული შვედეთით, ზოგიერთი მკვლევარი უფრო ფუნდამენტურ ცვლილებებს ცდილობს. მილსადენის ბოლოს მიღწეული მიღწევები „იგივე რამის კიდევ ერთი ევოლუციაა“, - თქვა ნენსი ლავმა, მიჩიგანის უნივერსიტეტის გარემოსდაცვითმა ინჟინერმა ენ არბორში. შარდის გადამისამართება „ტრანსფორმაციული“ იქნება, ამბობს ის. კვლევაში 1, რომელშიც აშშ-ს სამ შტატში ჩამდინარე წყლების მართვის სისტემების სიმულირება მოხდა, მან და მისმა კოლეგებმა შეადარეს ჩვეულებრივი ჩამდინარე წყლების გამწმენდი სისტემები ჰიპოთეტურ ჩამდინარე წყლების გამწმენდ სისტემებს, რომლებიც შარდს გადამისამართებენ და აღდგენილ საკვებ ნივთიერებებს იყენებენ სინთეზური სასუქების ნაცვლად. ისინი ვარაუდობენ, რომ თემებს, რომლებიც შარდის გადამისამართებას იყენებენ, შეუძლიათ შეამცირონ სათბურის გაზების საერთო გამოყოფა 47%-ით, ენერგიის მოხმარება 41%-ით, მტკნარი წყლის მოხმარება დაახლოებით ნახევრით და ჩამდინარე წყლების საკვები ნივთიერებებით დაბინძურება 64%-ით. გამოყენებული ტექნოლოგია.
თუმცა, კონცეფცია ნიშური რჩება და ძირითადად შემოიფარგლება ავტონომიური ტერიტორიებით, როგორიცაა სკანდინავიური ეკო-სოფლები, სოფლის დამხმარე ნაგებობები და დაბალი შემოსავლის მქონე რაიონებში განვითარებები.
დიუბენდორფში მდებარე შვეიცარიის წყლის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების ფედერალური ინსტიტუტის (Eawag) ქიმიური ინჟინერი ტოვე ლარსენი ამბობს, რომ დაგროვილი ნივთების დიდი ნაწილი თავად ტუალეტებს უკავშირდება. პირველად ბაზარზე 1990-იან და 2000-იან წლებში გამოტანილი შარდის გადამტანი ტუალეტების უმეტესობას წინ აქვს პატარა აუზი სითხის შესაგროვებლად, რაც სიფრთხილეს მოითხოვს. სხვა დიზაინებში შედის ფეხით მომუშავე კონვეიერის ლენტები, რომლებიც შარდის გადინების საშუალებას იძლევა, როდესაც ნაკელი კომპოსტის ურნაში გადაიტანება, ან სენსორები, რომლებიც მართავენ სარქველებს შარდის ცალკე გამოსასვლელში გადასატანად.
შვედური წყალმომარაგებისა და კანალიზაციის კომპანია VA SYD-ის შტაბ-ბინაში, მალმიოში, ტესტირებას უტარებენ შარდის გამოყოფისა და ფხვნილად გადაქცევის უნიტაზი-პროტოტიპს. სურათის ავტორი: EOOS NEXT
თუმცა, ევროპაში ჩატარებულ ექსპერიმენტულ და სადემონსტრაციო პროექტებში ხალხმა მათი გამოყენება არ მიიღო, თქვა ლარსენმა და უჩიოდა, რომ ისინი ძალიან მოცულობითი, სუნიანი და არასანდოა. „ტუალეტების თემამ ნამდვილად შეგვაშინა“.
ეს შეშფოთება 2000-იან წლებში სამხრეთ აფრიკის ქალაქ ეთეკვინში შარდის გადამტანი ტუალეტების პირველი მასშტაბური გამოყენების პროექტს აწუხებდა. ენტონი ოდილი, რომელიც დურბანში, კვაზულუ-ნატალის უნივერსიტეტში ჯანდაცვის მენეჯმენტს სწავლობს, ამბობს, რომ ქალაქის აპარტეიდის შემდგომი საზღვრების უეცარმა გაფართოებამ ხელისუფლებამ ზოგიერთი ღარიბი სოფლის ტერიტორიის ტუალეტებისა და წყლის ინფრასტრუქტურის გარეშე დაკავება გამოიწვია.
2000 წლის აგვისტოში ქოლერის აფეთქების შემდეგ, ხელისუფლებამ სწრაფად განათავსა რამდენიმე სანიტარული ობიექტი, რომლებიც აკმაყოფილებდა ფინანსურ და პრაქტიკულ შეზღუდვებს, მათ შორის დაახლოებით 80 000 შარდის გადამტანი მშრალი ტუალეტი, რომელთა უმეტესობა დღესაც გამოიყენება. შარდი ტუალეტის ქვეშიდან ნიადაგში იღვრება, ხოლო განავალი საცავში ხვდება, რომელსაც ქალაქი 2016 წლიდან ყოველ ხუთ წელიწადში ერთხელ ცარიელებს.
ოდილის თქმით, პროექტმა რეგიონში უფრო უსაფრთხო სანიტარული ობიექტები შექმნა. თუმცა, სოციალურ მეცნიერებათა კვლევებმა პროგრამასთან დაკავშირებული მრავალი პრობლემა გამოავლინა. მიუხედავად იმისა, რომ ტუალეტები არაფერს ჯობია, კვლევებმა, მათ შორის ზოგიერთმა კვლევამ, რომელშიც ის მონაწილეობდა, მოგვიანებით აჩვენა, რომ მომხმარებლებს ისინი ზოგადად არ მოსწონთ, თქვა ოდილიმ. ბევრი მათგანი უხარისხო მასალებით არის აგებული და მათი გამოყენება არაკომფორტულია. მიუხედავად იმისა, რომ თეორიულად ასეთი ტუალეტები სუნის თავიდან აცილებას უნდა ახდენდეს, eThekwini-ის ტუალეტებში შარდი ხშირად ფეკალურ მასალებში ხვდება, რაც საშინელ სუნს ქმნის. ოდილის თქმით, ადამიანებს „ნორმალურად სუნთქვა არ შეუძლიათ“. უფრო მეტიც, შარდი პრაქტიკულად არ გამოიყენება.
საბოლოო ჯამში, ოდილის თქმით, შარდის გამომტანი მშრალი ტუალეტების შემოღების გადაწყვეტილება ზემოდან ქვემოთ იქნა მიღებული და არ ითვალისწინებდა ადამიანების პრეფერენციებს, ძირითადად საზოგადოებრივი ჯანმრთელობის მიზეზების გამო. 2017 წელს ჩატარებულმა კვლევამ3 აჩვენა, რომ eThekwini-ს რესპონდენტთა 95%-ზე მეტს სურდა ქალაქის მდიდარი თეთრკანიანი მაცხოვრებლების მიერ გამოყენებული მოსახერხებელი, უსუნო ტუალეტების გამოყენება და ბევრი მათგანი გეგმავდა მათ დამონტაჟებას, როდესაც პირობები ამის საშუალებას მისცემდა. სამხრეთ აფრიკაში ტუალეტები დიდი ხანია რასობრივი უთანასწორობის სიმბოლოა.
თუმცა, ახალი დიზაინი შესაძლოა შარდის დივერსიის დარგში გარღვევა იყოს. 2017 წელს, დიზაინერ ჰარალდ გრუნდლის ხელმძღვანელობით, ლარსენთან და სხვებთან თანამშრომლობით, ავსტრიულმა დიზაინის ფირმა EOOS-მა (რომელიც EOOS Next-დან გამოეყო) შარდის ხაფანგი გამოუშვა. ეს გამორიცხავს მომხმარებლისთვის დამიზნების საჭიროებას და შარდის დივერსიის ფუნქცია თითქმის უხილავია (იხილეთ „ტუალეტის ახალი სახეობა“).
ის იყენებს წყლის ზედაპირებზე მიკვრის ტენდენციას (რასაც ჩაიდანის ეფექტს უწოდებენ, რადგან ის უხერხულად წვეთოვანი ჩაიდანივით მოქმედებს), რათა შარდი ტუალეტის წინა ნაწილიდან ცალკე ხვრელში გადაიტანოს (იხილეთ „როგორ გადავამუშავოთ შარდი“). ვაშინგტონის შტატის ქალაქ სიეტლში, ბილ და მელინდა გეითსების ფონდის დაფინანსებით შემუშავებული შარდის ხაფანგი, რომელმაც მხარი დაუჭირა დაბალი შემოსავლის მქონე რეგიონებისთვის ტუალეტების ინოვაციის ფართომასშტაბიან კვლევას, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ყველაფერში, მაღალი კლასის კერამიკული კვარცხლბეკის მოდელებიდან დაწყებული პლასტმასის ჩაჯდომიანი ტაფებით დამთავრებული. ვაშინგტონის შტატის ქალაქ სიეტლში, ბილ და მელინდა გეითსების ფონდის დაფინანსებით შემუშავებული შარდის ხაფანგი, რომელმაც მხარი დაუჭირა დაბალი შემოსავლის მქონე რეგიონებისთვის ტუალეტების ინოვაციის ფართომასშტაბიან კვლევას, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ყველაფერში, მაღალი კლასის კერამიკული კვარცხლბეკის მოდელებიდან დაწყებული პლასტმასის ჩაჯდომიანი ტაფებით დამთავრებული. ვაშინგტონის შტატის ქალაქ სიეტლში მდებარე ბილ და მელინდა გეითსების ფონდის დაფინანსებით შემუშავებული შარდის ხაფანგი, რომელიც მხარს უჭერდა დაბალი შემოსავლის მქონე პირთა ტუალეტების ინოვაციის ფართო სპექტრს, შეიძლება ჩაშენდეს ყველაფერში, კერამიკული კვარცხლბეკის მქონე მოდელებიდან დაწყებული პლასტმასის ჩაჯდომებით დამთავრებული.ქოთნები. ვაშინგტონის შტატის ქალაქ სიეტლში მდებარე ბილ და მელინდა გეითსების ფონდის დაფინანსებით შემუშავებული, რომელიც დაბალი შემოსავლის მქონე პირთათვის ტუალეტების ინოვაციის ფართომასშტაბიან კვლევას უჭერს მხარს, შარდის შემგროვებელი შეიძლება ჩაშენდეს ყველაფერში, ძვირადღირებული კერამიკული მოდელებიდან დაწყებული პლასტმასის ჩაჯდომიანი უჯრებით დამთავრებული.შვეიცარიული მწარმოებელი LAUFEN უკვე უშვებს პროდუქტს სახელწოდებით „Save!“ ევროპული ბაზრისთვის, თუმცა მისი ღირებულება ბევრი მომხმარებლისთვის ძალიან მაღალია.
კვაზულუ-ნატალის უნივერსიტეტი და eThekwini-ს საქალაქო საბჭო ასევე ცდიან შარდის დამჭერი ტუალეტების ვერსიებს, რომლებსაც შეუძლიათ შარდის გადამისამართება და მყარი ნაწილაკების გამოდევნა. ამჯერად, კვლევა უფრო მეტად მომხმარებლებზეა ორიენტირებული. ოდი ოპტიმისტურად არის განწყობილი, რომ ხალხი უპირატესობას ანიჭებს შარდის ახალ გადამისამართებელ ტუალეტებს, რადგან ისინი უკეთეს სურნელს აძლევენ და მათი გამოყენება უფრო ადვილია, თუმცა ის აღნიშნავს, რომ მამაკაცებს შარდვისთვის დაჯდომა უწევთ, რაც უზარმაზარი კულტურული ცვლილებაა. თუმცა, თუ ტუალეტები „ასევე იქნება მიღებული და გამოყენებული მაღალი შემოსავლის მქონე უბნების - სხვადასხვა ეთნიკური წარმომავლობის ადამიანების მიერ - ეს ნამდვილად შეუწყობს ხელს გავრცელებას“, - თქვა მან. „ჩვენ ყოველთვის უნდა გვქონდეს რასობრივი პერსპექტივა“, - დასძინა მან, - რათა დარწმუნდეთ, რომ ისინი არ განავითარებენ ისეთ რამეს, რაც „მხოლოდ შავკანიანებისთვის“ ან „მხოლოდ ღარიბებისთვის“ იქნება აღქმული.
შარდის გამოყოფა სანიტარული სისტემის ტრანსფორმაციის მხოლოდ პირველი ნაბიჯია. შემდეგი ნაწილია იმის გარკვევა, თუ რა უნდა გაკეთდეს ამასთან დაკავშირებით. სოფლად ადამიანებს შეუძლიათ შარდის გამოყოფა ვაზებში შეინახონ ნებისმიერი პათოგენის გასანადგურებლად და შემდეგ სასოფლო-სამეურნეო მიწებზე გამოიყენონ. ჯანდაცვის მსოფლიო ორგანიზაცია ამ პრაქტიკის რეკომენდაციებს იძლევა.
თუმცა, ურბანული გარემო უფრო რთულია - სწორედ აქ წარმოიქმნება შარდის უმეტესი ნაწილი. არაპრაქტიკული იქნება ქალაქში რამდენიმე ცალკეული კანალიზაციის აშენება შარდის ცენტრალურ ადგილას მისაწოდებლად. და რადგან შარდის დაახლოებით 95 პროცენტი წყალია, მისი შენახვა და ტრანსპორტირება ძალიან ძვირია. ამიტომ, მკვლევარები ყურადღებას ამახვილებენ შარდიდან საკვები ნივთიერებების გაშრობაზე, კონცენტრირებაზე ან სხვაგვარად მოპოვებაზე ტუალეტის ან შენობის დონეზე, წყლის დატოვების მიზნით.
ლარსონის თქმით, ეს ადვილი არ იქნება. ინჟინერიის თვალსაზრისით, „შარდი ცუდი გამოსავალია“, - თქვა მან. წყლის გარდა, უმეტესობა შარდოვანაა, აზოტით მდიდარი ნაერთი, რომელსაც ორგანიზმი ცილის მეტაბოლიზმის თანმდევი პროდუქტის სახით გამოიმუშავებს. შარდოვანა სასარგებლოა თავისთავად: სინთეზური ვერსია გავრცელებული აზოტოვანი სასუქია (იხილეთ აზოტის მოთხოვნები). თუმცა, ეს ასევე რთულია: წყალთან შერევისას შარდოვანა ამიაკად გარდაიქმნება, რაც შარდს დამახასიათებელ სუნს აძლევს. თუ არ ჩაირთვება, ამიაკს შეუძლია სუნის შეგრძნება, ჰაერის დაბინძურება და ძვირფასი აზოტის წაღება. ყველგან გავრცელებული ფერმენტ ურეაზას მიერ კატალიზირებული ეს რეაქცია, რომელსაც შარდოვანას ჰიდროლიზი ეწოდება, შეიძლება რამდენიმე მიკროწამს დასჭირდეს, რაც ურეაზას ერთ-ერთ ყველაზე ეფექტურ ფერმენტად აქცევს.
ზოგიერთი მეთოდი ჰიდროლიზის გაგრძელების საშუალებას იძლევა. Eawag-ის მკვლევარებმა შეიმუშავეს მოწინავე პროცესი, რომელიც ჰიდროლიზებულ შარდს კონცენტრირებულ საკვებ ხსნარად გარდაქმნის. პირველ რიგში, აკვარიუმში მიკროორგანიზმები აქროლად ამიაკს არაქროლად ამონიუმის ნიტრატად, გავრცელებულ სასუქად გარდაქმნიან. შემდეგ დისტილატორი სითხეს კონცენტრირებს. შვილობილი კომპანია Vuna, რომლის სათაო ოფისიც ასევე დიბენდორფშია განთავსებული, შენობებისთვის განკუთვნილი სისტემისა და Aurin-ის სახელით ცნობილი პროდუქტის კომერციალიზაციაზე მუშაობს, რომელიც შვეიცარიაში საკვები მცენარეებისთვის მსოფლიოში პირველად იქნა დამტკიცებული.
სხვები ცდილობენ ჰიდროლიზის რეაქციის შეჩერებას შარდის pH-ის სწრაფად გაზრდით ან შემცირებით, რომელიც, როგორც წესი, ნეიტრალურია გამოყოფის დროს. მიჩიგანის უნივერსიტეტის კამპუსში, Love თანამშრომლობს არაკომერციულ ორგანიზაცია „Earth Abundance Institute“-თან ბრატლბოროში, ვერმონტში, რათა შეიმუშაოს სისტემა შენობებისთვის, რომელიც აშორებს თხევად ლიმონმჟავას გადამრთველი და უწყლო ტუალეტებიდან. წყალი ამოიფრქვევა პისუარებიდან. შემდეგ შარდი კონცენტრირდება განმეორებითი გაყინვითა და გალღობით5.
გოტლანდის კუნძულზე გარემოსდაცვითი ინჟინრის, ბიორნ ვინეროსის ხელმძღვანელობით, SLU-ს გუნდმა შეიმუშავა შარდის სხვა საკვებ ნივთიერებებთან შერეულ მყარ შარდოვანად გაშრობის მეთოდი. გუნდი აფასებს მათ უახლეს პროტოტიპს, ჩაშენებული საშრობით დამოუკიდებელ ტუალეტს, მალმიოში, შვედური წყალმომარაგებისა და კანალიზაციის კომპანია VA SYD-ის შტაბ-ბინაში.
სხვა მეთოდები შარდში არსებულ ცალკეულ საკვებ ნივთიერებებს ისახავს მიზნად. მათი უფრო ადვილად ინტეგრირება სასუქებისა და სამრეწველო ქიმიკატების არსებულ მიწოდების ჯაჭვებში შეიძლება, ამბობს ქიმიური ინჟინერი უილიამ ტარპე, Love's-ის ყოფილი პოსტდოქტორანტი, რომელიც ამჟამად კალიფორნიის სტენფორდის უნივერსიტეტში მუშაობს.
ჰიდროლიზებული შარდიდან ფოსფორის აღდგენის გავრცელებული მეთოდია მაგნიუმის დამატება, რაც იწვევს სტრუვიტის სახელით ცნობილი სასუქის დალექვას. ტარპე ექსპერიმენტებს ატარებს ადსორბენტიანი მასალის გრანულებზე, რომლებსაც შეუძლიათ შერჩევითად მოაშორონ აზოტი ამიაკის6 სახით ან ფოსფორი ფოსფატის სახით. მისი სისტემა იყენებს სხვა სითხეს, რომელსაც რეგენერანტი ეწოდება და რომელიც ბუშტებში მიედინება მათი ამოწურვის შემდეგ. რეგენერანტი იღებს საკვებ ნივთიერებებს და აახლებს ბურთულებს შემდეგი რაუნდისთვის. ეს არის დაბალტექნოლოგიური, პასიური მეთოდი, მაგრამ კომერციული რეგენერაციები გარემოსთვის საზიანოა. ახლა მისი გუნდი ცდილობს უფრო იაფი და ეკოლოგიურად სუფთა პროდუქტების დამზადებას (იხილეთ „მომავლის დაბინძურება“).
სხვა მკვლევარები ავითარებენ ელექტროენერგიის გენერირების გზებს შარდის მიკრობულ საწვავის უჯრედებში მოთავსებით. სამხრეთ აფრიკის ქალაქ კეიპტაუნში კიდევ ერთმა ჯგუფმა შეიმუშავა არატრადიციული სამშენებლო აგურის დამზადების მეთოდი შარდის, ქვიშისა და შარდოვანას წარმომქმნელი ბაქტერიების ყალიბში შერევით. ისინი გამოწვის გარეშე კალციუმდებიან და ნებისმიერ ფორმას იღებენ. ევროპის კოსმოსური სააგენტო ასტრონავტების შარდს მთვარეზე საცხოვრებლის ასაშენებლად რესურსად განიხილავს.
„როდესაც შარდისა და ჩამდინარე წყლების გადამუშავების ფართო მომავალზე ვფიქრობ, ჩვენ გვსურს, რაც შეიძლება მეტი პროდუქტის წარმოება შევძლოთ“, - თქვა ტარპემ.
როდესაც მკვლევარები შარდის კომერციალიზაციის სხვადასხვა იდეებს განიხილავენ, მათ იციან, რომ ეს რთული ბრძოლაა, განსაკუთრებით ფესვგადგმული ინდუსტრიისთვის. სასუქებისა და საკვების კომპანიები, ფერმერები, ტუალეტების მწარმოებლები და მარეგულირებლები ნელა ახორციელებენ მნიშვნელოვან ცვლილებებს თავიანთ პრაქტიკაში. „აქ დიდი ინერციაა“, - თქვა სიმჩამ.
მაგალითად, კალიფორნიის უნივერსიტეტში, ბერკლში, LAUFEN-ის კვლევითი და საგანმანათლებლო დანადგარი ზოგავს! ეს მოიცავს არქიტექტორებზე, მშენებლობაზე და მუნიციპალური რეგულაციების დაცვაზე დანახარჯებს - და ეს ჯერ არ დასრულებულა, თქვა კევინ ონამ, გარემოსდაცვითმა ინჟინერმა, რომელიც ამჟამად მორგანთაუნში, დასავლეთ ვირჯინიის უნივერსიტეტში მუშაობს. მისი თქმით, არსებული კოდებისა და რეგულაციების არარსებობა პრობლემებს უქმნიდა ობიექტების მართვას, ამიტომ ის შეუერთდა ჯგუფს, რომელიც ახალ კოდებს ამუშავებდა.
ინერციის ნაწილი შესაძლოა მყიდველების წინააღმდეგობის შიშით იყოს გამოწვეული, თუმცა 2021 წელს 16 ქვეყანაში მოსახლეობის გამოკითხვამ7 აჩვენა, რომ ისეთ ადგილებში, როგორიცაა საფრანგეთი, ჩინეთი და უგანდა, შარდით გამდიდრებული საკვების მოხმარების სურვილი თითქმის 80%-ს შეადგენდა (იხილეთ „შეჭამენ თუ არა ხალხი მას?“).
ნიუ-იორკის გარემოს დაცვის სააგენტოს ადმინისტრატორის მოადგილედ ჩამდინარე წყლების ადმინისტრაციის ხელმძღვანელი პემ ელარდო ამბობს, რომ ის მხარს უჭერს ისეთ ინოვაციებს, როგორიცაა შარდის გადამისამართება, რადგან მისი კომპანიის მთავარი მიზნებია დაბინძურების შემდგომი შემცირება და რესურსების გადამუშავება. იგი ვარაუდობს, რომ ნიუ-იორკის მსგავსი ქალაქისთვის შარდის გადამისამართების ყველაზე პრაქტიკული და ეკონომიური მეთოდი იქნება ელექტროქსელთან დაკავშირებული სისტემები მოდერნიზებულ ან ახალ შენობებში, რასაც დაემატება ტექნიკური მომსახურება და შეგროვების ოპერაციები. თუ ინოვატორები პრობლემის გადაჭრას შეძლებენ, „მათ უნდა იმუშაონ“, - თქვა მან.
ამ მიღწევების გათვალისწინებით, ლარსენი პროგნოზირებს, რომ შარდის გადამისამართების ტექნოლოგიის მასობრივი წარმოება და ავტომატიზაცია შესაძლოა შორს არ იყოს. ეს გააუმჯობესებს ნარჩენების მართვაზე გადასვლის ბიზნეს არგუმენტებს. შარდის გადამისამართება „სწორი ტექნიკაა“, - თქვა მან. „ეს ერთადერთი ტექნოლოგიაა, რომელსაც შეუძლია სახლში კვების პრობლემების გონივრულ ვადაში გადაჭრას. თუმცა, ხალხმა თავად უნდა გადაწყვიტოს“.
ჰილტონი, SP, კეოლეიანი, ჯორჯია, დაიგერი, GT, ჟოუ, ბ. და ლავი, NG Environ. ჰილტონი, SP, კეოლეიანი, ჯორჯია, დაიგერი, GT, ჟოუ, ბ. და ლავი, NG Environ.ჰილტონი, ს.პ., კეოლეიანი, ჯორჯია, დიგერი, გ.ტ., ჟოუ, ბ. და ლავი, ნგ. ენვირონი. ჰილტონი, SP, კეოლეიანი, ჯორჯია, დაიგერი, GT, ჟოუ, ბ. და ლავი, NG Environ. ჰილტონი, SP, კეოლეიანი, ჯორჯია, დაიგერი, GT, ჟოუ, ბ. და ლავი, NG Environ.ჰილტონი, ს.პ., კეოლეიანი, ჯორჯია, დიგერი, გ.ტ., ჟოუ, ბ. და ლავი, ნგ. ენვირონი.მეცნიერება. ტექნოლოგია. 55, 593–603 (2021).
საზერლენდი, კ. და სხვ. გადამისამართებელი ტუალეტის დაცლის ანაბეჭდები. ფაზა 2: eThekwini City UDDT ვალიდაციის გეგმის გამოქვეყნება (კვაზულუ-ნატალის უნივერსიტეტი, 2018).
Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ Water Sanit. Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ Water Sanit.Mkhize N, Taylor M, Udert KM, Gounden TG. და ბაკლი, CAJ წყლის სანიტარი. Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ Water Sanit. Mkhize, N., Taylor, M., Udert, KM, Gounden, TG & Buckley, CAJ Water Sanit.Mkhize N, Taylor M, Udert KM, Gounden TG. და ბაკლი, CAJ წყლის სანიტარი.ბირჟის მენეჯმენტი 7, 111–120 (2017).
Mazzei, L., Cianci, M., Benini, S. & Ciurli, S. Angew. Mazzei, L., Cianci, M., Benini, S. & Ciurli, S. Angew. Mazzei, L., Cianci, M., Benini, S. & Churli, S. Angue. Mazzei, L., Cianci, M., Benini, S. & Ciurli, S. Angew. Mazzei, L., Cianci, M., Benini, S. & Ciurli, S. Angew. Mazzei, L., Cianci, M., Benini, S. & Churli, S. Angue.ქიმიური. საერთაშორისო პარადაისის ინგლისური. 58, 7415–7419 (2019).
Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg. Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg. Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg. Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg. Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg. Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg. Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg. Noe-Hays, A., Homeyer, RJ, Davis, AP & Love, NG ACS EST Engg.https://doi.org/10.1021/access.1c00271 (2021 წ.).