Деревне вугілля, отримане з людських відходів, може допомогти розв'язати проблему дефіциту добрив, а також знизити забруднення навколишнього середовища та споживання енергії, як показало дослідження вчених з Корнелльського університету.
Біовугілля - це різновид деревного вугілля, отриманого з органічної речовини, обробленої при високій температурі, яке часто використовується як добрива на сільськогосподарських угіддях. Цей процес також видаляє вуглець з атмосфери, роблячи його корисним поглиначем вуглецю.
Дослідження показало, що біовугілля, одержане з твердих людських екскрементів, може забезпечити до 7% фосфору, що використовується у світі щорічно. Хоча в процесі виробництва біовугілля переробляються тільки тверді частинки, до нього можна додавати поживні речовини, отримані з сечі. Дослідники виявили, що це може забезпечити 15% річного внесення фосфору, 17% азоту та до 25% калію.
Очищений осад стічних вод вже використовується на сільськогосподарських угіддях, але його використання викликає суперечки, оскільки він часто містить мікропластик, важкі метали, хімічні речовини, патогени та фармацевтичні препарати. Дослідники стверджують, що біовугілля дозволяє уникнути цієї проблеми, розділяючи відходи у місці їх утворення.
Дослідження показало, що процес виробництва біовугілля може знизити як вагу, так і обсяг твердих екскрементів до 90%, що є значним виграшем в ефективності порівняно з транспортуванням осаду стічних вод завдяки високому вмісту води в ньому.
Процес виробництва біовугілля також дозволяє регулювати пропорції поживних речовин відповідно до потреб окремих культур. Це може розв'язати проблеми, пов'язані з використанням добрив, такі як зростання бур'янів та евтрофікація – коли надлишок поживних речовин просочується у ґрунтові води, викликаючи швидке зростання водоростей, що знижує доступність кисню та зменшує кількість сонячного світла, доступного підводним екосистемам.
Доктор Йоханнес Леманн, професор біогеохімії ґрунтів Корнелльського університету і провідний автор дослідження, опублікованого в журналі PNAS, зазначив: «Розмови про стічні води не такі привабливі, як про відновлювані джерела енергії, але запобігання втратам ресурсів шляхом створення циклічної економіки також є ключем до зеленого переходу.
За даними Міжурядової групи експертів зі зміни клімату, на сільське господарство припадає 25% світових викидів парникових газів. У міру зростання попиту на світові сільськогосподарські системи, які прагнуть забезпечити всіх продовольством, зросла потреба у добривах для відновлення поживних речовин у ґрунті.
Синтетичні добрива забезпечують ґрунти трьома основними поживними речовинами – азотом, калієм та фосфором – і всі три процеси виробництва вимагають енерговитрат і найчастіше надають руйнівний вплив на навколишнє середовище. Атмосферний азот використовується для виробництва аміаку за методом Габера, а його перероблення в азотні добрива та використання у сільському господарстві призводить до викидів CO2, що оцінюються у 2,6 млрд тонн на рік – більше, ніж світова авіація та судноплавство разом узяті.
Відкритий видобуток фосфоритної руди для отримання фосфору завдає непоправної шкоди природним ландшафтам, а перероблення їх у добрива також призводить до утворення радіоактивного фосфогіпсу як побічного продукту. Видобуток калійних солей сприяє засоленню ґрунтів та забрудненню прісної води через велику кількість відходів, що є побічним продуктом.
За словами Леманна, "наслідки [відновлення ресурсів біовугілля] виходять за рамки тільки сільського господарства і торкаються економіки та геополітики. У міру того, як обмежені мінеральні ресурси стають дефіцитнішими, країни, що не мають значних запасів, можуть стати залежними від країн, що володіють ними, у забезпеченні своїх сільськогосподарських потреб та продовольчої безпеки. Наприклад, Марокко має 70% всіх світових запасів фосфатів.
"Натомість, альтернативне майбутнє, в якому поживні речовини перероблятимуться за допомогою циклічної економіки, може дати країнам можливість виробляти продовольство, не покладаючись на імпортні добрива, розв'язуючи проблеми екологічної справедливості в країнах глобального Півдня, потенційно пом'якшуючи наслідки кліматичної міграції, однією з основних причин якої є неврожаї в сільському господарстві."
