يمكن صنع الأسمدة من البول البشري في بضع خطوات بسيطة

يمكن أن تساعد الطريقة الأكثر فعالية لاستخلاص الأسمدة من البول البشري في الاستفادة بشكل أفضل من مياه الصرف الصحي في المدن والمزارع، دون تفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري.

البول البشري غني بالمركبات المفيدة لزراعة المحاصيل، مثل النيتروجين، ولكن العمليات الكيميائية لاستخلاص هذه المركبات أقل كفاءة من الطرق الصناعية لصنع الأسمدة، مثل عملية هابر بوش، التي تحول النيتروجين الموجود في الهواء إلى الأمونيا عن طريق إضافتها. هيدروجين. ومع ذلك، فإن هذه الأساليب غالبًا ما تكون كثيفة الاستهلاك للطاقة وتنتج ملوثات المناخ.

والآن، وجد شينجيان شي – من جامعة هينان في كايفنغ بالصين – وزملاؤه أن إضافة الأكسجين من الهواء ومحفز الجرافيت إلى البول ينتج مادة كيميائية غنية بالنيتروجين تسمى بيركارباميد. تتطلب العملية بضع خطوات فقط ولا تنتج أي نفايات.

“قبل طريقتنا، كانت الطريقة التقليدية للفصل [the nitrogen-rich compound] كان الهدف من اليوريا من البول هو تركيز البول لترسيب اليوريا والأملاح غير العضوية، ثم تنقية اليوريا من خلال استغلال الاختلافات في قابلية الذوبان. “هذه العملية مرهقة والنقاء الناتج منخفض.”

وضع شي وفريقه صفائح رقيقة من الجرافيت، والتي تم تعديلها بحيث تحتوي على عيوب في طريقة ربط ذراتها، على قطب كهربائي. ثم تم وضعه في محلول مركز غني باليوريا.

وعندما تمرر الكهرباء عبر المحلول، تتشكل بلورات صلبة من البيركرباميد، المكونة من الأكسجين الموجود في الهواء، والهيدروجين من الماء، واليوريا من البول. ويمكن بعد ذلك فصل هذه البلورات بسهولة عن المحلول السائل.

بعد ذلك، اختبر الفريق كيفية عمل بيركارباميد كسماد، ووجد أنه ساعد نباتات القمح والفول السوداني والخس على النمو بشكل أطول مما كانت عليه عندما نمت باستخدام الماء فقط أو سماد اليوريا العادي. يقول شي إن هذا قد يكون بسبب أن البيركرباميد يمكنه إطلاق الأكسجين بشكل ثابت ويساعد في التحكم في مستويات النيتروجين في التربة.

يقول جيمس ماكجريجور، من جامعة شيفيلد بالمملكة المتحدة، إن هذا النهج يمكن استخدامه في عمليات كيميائية أخرى، لكن قد يكون من الصعب توسيع نطاقه ليشمل معالجة مياه الصرف الصحي على مستوى المدينة.

ويقول: “سأفاجأ إذا كنا نجلس هنا بعد 10 سنوات وكانت هذه عملية صناعية كبرى، لكن من المحتمل أن يكون لها تطبيقات في الإنتاج اللامركزي والمحلي على نطاق صغير، ربما بشكل خاص في البيئات الزراعية”.