欢迎光临
我们一直在努力

屎和尿有大好新前途?

英文中有句谚语:“Waste not,Want not”,意思是“不浪费,无缺愁”。现在,这句谚语已经成为了科学家们对抗人类危机的指导精神了。由于人类长时间以粗犷的方式进行工农业生产,能源紧张、物质短缺以及环境污染的问题凸现出来。为了解决这三大危机,人类必须要学会废物利用,这项任务自然就落到了科学家们的肩膀上。

为了拯救世界,科学家们也是拼了。各式各样的生活垃圾或者工业废料都被找出来研究一番,甚至人类的粪便和尿液也不能幸免。不过科学家们的努力没有白费,一大批可以将粪便和尿液变成宝贝的重口味科技纷纷出炉,它们的效果似乎还不错。

大便巴士

大便能用来做什么?大多数人首先会想到沼气,在天然气被充分开发之前,沼气已经进入家庭,用于供暖和做饭了。但是现在,大便沼气要承担更多的工作。2015年3月,在英国,世界上首辆依靠人类粪便供能的新型环保巴士已经正式开路。这辆拥有40个座位的“生态巴士”依靠大便所产生的沼气驱动。

据计算,只需要相当于5个人一年的排便量便足够支撑巴士跑完300千米,而巴士里一车人每年粪便产生的燃料,可供巴士跑完3000千米。这种由沼气供能的巴士对提升空气质量很有帮助,它的二氧化碳排放量比柴油低30%。

但是,生态巴士更大的意义在于动力——它的动力是由当地的居民、甚至很可能是车上的乘客提供的。这足以证明,即使人类粪便这样的垃圾,也可以转化成宝贵的能源。那么,不久的将来大便也能为人们的智能手机提供能量么?这是可以做到的,因为科学家们已经在人类粪便中发现了能够用做生物发电的细菌,今后该领域肯定会有进一步的研究。

“撒尿能源”

当然,除了大便,尿液同样可以利用。比如,在英国,有一个神奇的尿壶,它可以用小便发电。

这种尿壶是由西英格兰大学的科学家们研制出来的。在长达13年的时间里,西英格兰大学的教授们一直在做这样一项研究:把各种以尿素为食的微生物放进尿壶,想办法将这些微生物的能量转换为电能。为了支持这一研究项目,学校建造了“撒尿能源”厕所,在厕所里内置了这种尿壶,校方领导鼓励教师和学生到该厕所小解。终于,在2013年,这种新式尿壶成功做了出来。不过,这种尿壶属于消耗品,每个造价2英镑,而且目前只有适合男性的款式。

现在,英国的牛津饥荒救济委员会找到了西英格兰大学,双方合作,希望建造一种新型厕所,能够将尿液转化为照明所需的电力。因为英国有许多吉普赛人的难民营,那里不被电网覆盖,到了夜间就会出现许多黑暗的角落,威胁女性难民的安全,而具备“撒尿能源”装置的厕所却可以照亮这些原本潜在危险的地方。

在美国,科学家们同样将尿液视为潜在的新能源,但他们更多从化学的角度来展开研究。目前,人类主要通过电解水来制作氢电池,而尿液中含有尿素和氨,这两种化合物电解也可以产生氢。俄亥俄州立大学的科学家们就发明了一种电解剂,仅使用少量能量,便能从尿液中提取氢气。这项技术将在未来用于驱动汽车。

加州理工学院的科学家们则表示,相比之下,氢在尿液中的束缚性比水更小一些,仅使用0.37伏特的电压就可以从尿液中提取氢气,而从水中分离氢气则需要1.23伏特的电压。另一方面,人类每年的排尿量总共大约有6.4万亿升,如果善加利用,尿液完全可以从被马桶冲走的废物变成价廉物美的新能源。

“蚯蚓厕所”和生物饲料

在传统的农业时代,给作物施肥的最佳肥料是粪便,纵观历史,地球上几乎每一处文明里,人们都使用过粪便作为农业肥料。今天,虽然工业化肥已经广泛取代了粪便,但即使在发达国家里,这一传统仍然存在。在美国,60%的生物污泥(其中主要是粪便)在消毒后被涂盖到耕地或者林木种植园。而在发展中国家,露天厕所里的粪便就被直接用于农田。

虽然对于发展中国家的农民来说,粪便几乎是无需花费的肥料,但它也会给人类带来大量有害微生物和寄生虫,危及人类的生命健康。那么,用大便施肥,有没有比较简单而又“卫生“的方法呢?伦敦卫生与热带医学院的科学家们想到了蚯蚓,并提出了一种新概念厕所——“蚯蚓厕所”。蚯蚓吃掉粪便后,就能产出细小而均匀的蚯蚓粪,这种粪粒无毒、无臭、干净卫生,含有多种有机质是目前公认的最优质的天然高效有机肥料。

研究人员在厕所里放进含有蚯蚓的土块,这些蚯蚓会吃粪便,堆砌肥料,大约6个月的时间,“蚯蚓厕所”里的大便就可以全部转变成化肥。

另外,伦敦卫生与热带医学院的科学家们还想到了黑水虻幼虫,它们同样可以降解粪便,之后这些幼虫会长得非常丰满,体内的蛋白质含量也会成倍增加。科学家表示,这种幼虫可以用作农场禽类或者鱼的饲料。这个想法已经获得了比尔·盖茨基金会的支持,因为它既可以改善卫生,又可以增加社区的收入。只要人们愿意克服那一点点心理障碍,这项技术就可以称得上非常完美了。

飞向太空的大便

传统的农牧业需要大便,在未来,人类探索太空也需要大便的帮助。虽然NASA搁置了在火星和月球上建立人类基地的计划,但是其他人并没有放弃这个梦想。荷兰的“火星一号”计划2026年在火星上建立一个永久的基地。美国富翁丹尼斯·蒂托建立的“火星灵感”项目,打算花费15亿美元,用太空探索公司SpaceX的火箭和飞船,将两名夫妻宇航员送上太空,完成501天的飞越火星之旅。

在这趟旅途中,毫无疑问,宇航员受到的最大伤害将是宇宙辐射。“火星灵感”的解决方案竟然是把水、食物和大便塞到墙里,作为防辐射的屏障。

科学家表示,在一年多的旅行时间里,飞船船舱缺少足够的空间来存放的食物与排泄物。解决这个问题的唯一方法就是最初用食物和水装满飞船的墙壁,然后墙内空间逐渐被干燥后的人类大便所替代。无论食物、水还是大便,它们全都是很好的太空辐射屏蔽物。随着宇航员进食,挂着的食物越来越少,装有粪便的袋子则越来越多,这些粪便也会逐渐脱水。但是,科学家在墙壁上安装大量的聚乙烯袋,这种材料能够通过渗透作用从大便中回收水分,让宇航员再次饮用。飞到火星之后,这些粪便还将会被转化为燃料,继续发挥重要作用。

也许在未来,只有借助大便的力量,我们才能真正走出地球、征服宇宙。

在大便中“淘金”

谈到变废为宝,科学家们还正在寻找办法从大便中提取贵金属——包括了金、银、铂、铜和钛。根据美国亚利桑那州立大学的研究,人类的排泄物中有不少金、银、铜等有价金属,而且含量比例具有开采的价值。

据科学家们估计,每100万美国人的排泄物中含有价值1300万美元的贵金属,如果能够找到合适的方法提炼出这些贵金属,对人类将会有两大好处:一方面,去除这些粪便中的金属,可以提高粪便对土地的施肥质量;另一方面,集中精力提取可出售的贵金属,可以减轻采矿业的压力,在将来,手机和电脑中都会用到从粪便中提取的金属。

人类大便中为何含有贵金属呢?因为在人类日常生活中,金属的摄入无处不在。比如,牙科医生使用金、银的汞合金填补牙洞;二氧化钛可以使甜甜圈看上去更可口;等等。

在将来,掏大粪也许会成为一个相当赚钱的行业,但目前如果要“开采”这些存在于大便中的金属,除了使用会破坏环境的渗滤液(一种容易致癌的有毒物质)之外,还没有更好的方法。


(本文源自大科技*百科新说016年第3期文章)

赞(0) 打赏
未经允许不得转载:子午书简 » 屎和尿有大好新前途?

评论 抢沙发

  • 昵称 (必填)
  • 邮箱 (必填)
  • 网址