Chất thải của con người có thể được sử dụng để duy trì nông nghiệp

Mối liên hệ trong tương lai giữa chất thải của con người, công nghệ vệ sinh và nông nghiệp đang trở nên rõ ràng hơn. Theo nghiên cứu được chỉ đạo bởi giáo sư kỹ thuật môi trường và dân dụng tại Đại học Illinois Urbana-Champaign cho thấy, các quốc gia có thể tiến gần hơn đến việc sử dụng chất thải của con người làm phân bón, thu hẹp vòng lặp cho các nền kinh tế bền vững. 
Một nghiên cứu mới mô tả sự phân bố trong không gian của các chất dinh dưỡng có nguồn gốc từ nước tiểu của con người - nitơ, phốt pho và kali - và nhu cầu phân bón nông nghiệp để xác định các kiểu vị trí cung - cầu, mức độ phổ biến của chúng trên toàn cầu và tác động của việc phục hồi tài nguyên. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Khoa học và Công nghệ Môi trường .

"Tổng lượng nitơ, phốt pho và kali phần lớn vẫn không thay đổi trong cơ thể chúng ta, chỉ dừng lại khi chúng ta ngừng phát triển", Guest, phó giám đốc phụ trách nghiên cứu tại Viện Bền vững, Năng lượng và Môi trường cho biết. “Bất cứ thức ăn hay thức uống gì đi vào cơ thể con người đều phải thoát ra qua nước tiểu, phân và mồ hôi. Biết được điều đó, chúng ta có thể ước tính chất dinh dưỡng có trong chất thải cơ thể nếu biết chế độ ăn uống của họ”. 
Các nghiên cứu trước đây của Guest và những người khác đã đánh giá tiềm năng thu hồi chất dinh dưỡng từ chất thải của con người trên toàn cầu và xác định các điểm thừa trong chất dinh dưỡng từ chất thải của con người so với nhu cầu về phân bón nông nghiệp.

"Nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên mô tả sự cân bằng chất dinh dưỡng có nguồn gốc từ chất thải của con người bằng cách sử dụng một phương trình toán học," Guest nói. “Chất lượng cơ sở hạ tầng vệ sinh khác nhau, cũng như chế độ ăn và sự sẵn có của đất phù hợp cho nông nghiệp. Việc mô tả đặc điểm và so sánh định lượng về tiềm năng phục hồi chất dinh dưỡng có thể là một chặng đường dài để cung cấp thông tin cho những người quyết định nông nghiệp trong tương lai. ” 
Nhóm đang phân tích địa lý các dữ liệu về chế độ ăn uống, dân số, vệ sinh và nông nghiệp từ 107 quốc gia để hoàn thành việc xác định đặc tính định lượng này ở quy mô toàn cầu. Cuộc điều tra cho thấy ba kiểu cung-cầu khác biệt: các quốc gia có cung-cầu đồng vị trí; các quốc gia có cung-cầu lệch lạc; và các quốc gia có cung-cầu gần nhau.

Ví dụ, Hoa Kỳ và Úc nằm trong mô hình cung-cầu lệch lạc. Họ có nền nông nghiệp thâm canh ở những khu vực xa thành phố lớn, do đó, nguồn cung cấp chất dinh dưỡng từ chất thải của con người rất xa, Guest nói. Ngay cả khi có cơ sở hạ tầng vệ sinh tiên tiến, điều này có nghĩa là các chất dinh dưỡng sẽ cần phải được vận chuyển qua một khoảng cách lớn. Về mặt kinh tế, Guest cho biết, sẽ rất hợp lý nếu lấy một sản phẩm cô đặc có nguồn gốc từ chất thải của con người ở những quốc gia này làm phân bón. 
Nghiên cứu báo cáo rằng ở các quốc gia có chung địa điểm cung - cầu như Ấn Độ, Nigeria và Uganda, dân số về cơ bản gần các khu vực nông nghiệp hơn. Tuy nhiên, ở nhiều cộng đồng có cung-cầu đồng vị trí, cần phải cải thiện cơ sở hạ tầng vệ sinh. Được biết việc thực hiện một chương trình phân bón có nguồn gốc từ chất thải của con người có thể mang lại nhiều lợi ích cho vệ sinh môi trường và nông nghiệp ở những nơi này.

“Các quốc gia có chỉ số HDI cao hơn như Hoa Kỳ, Tây u và Úc có xu hướng rơi vào phân loại cung - cầu lệch lạc và các quốc gia có chỉ số HDI thấp hơn có xu hướng phù hợp với phân loại cung - cầu đồng vị trí. Tất nhiên, vẫn có những trường hợp ngoại lệ, nhưng chúng tôi không ngờ lại tìm thấy mối tương quan chặt chẽ như vậy ”, Guest nói. 
Nhóm của ông hy vọng nghiên cứu này sẽ giúp làm rõ các đặc điểm kinh tế, vệ sinh và nông nghiệp của các quốc gia trên toàn cầu để những người quyết định có thể ưu tiên đầu tư, các chính sách và công nghệ sẽ thúc đẩy các mục tiêu cho một nền kinh tế tuần hoàn và cung cấp cơ sở hạ tầng vệ sinh cho tất cả mọi người.