[科普中国]-这个新发明，有望解决世界厕所危机

作者：Inga Vesper

译者：蔡导

编辑：悲催的铊宝宝

审稿：Yuki

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坑式厕所仍然是没有污水系统地区的最佳选择

研究进展包括收集干燥粪便、干冲洗马桶等

社区认同对厕所创新的成功至关重要

由于仍有7亿人无法使用最基本的厕所，全球的研究者们正在寻找创新的解决方案。

(世界范围内有近7亿人缺少基础的厕所设施 | Pixabay)

首先，好消息是，自从2000年以来，被迫露天排便的人数减少了一半多。然而，世界卫生组织（WHO）在今年6月发布的一份报告显示， 世界范围内仍有7亿人无法使用甚至最基本的厕所设施 。

问题集中在约60个高负担国家中，大多数位于非洲和亚洲。这里水资源短缺，诸如下水道系统和水处理厂等基础设施难以得到维护。在一些国家露天排便十分常见，但这并不是一个合适的选择。露天排便会导致污染借由苍蝇传播到食物和水中。并且对女性而言可能有危险，因为她们不得不离家寻找偏僻的地方。

但改变厕所的实践是非常困难的。“这是十分私密的事情”，英国慈善机构水援助（WaterAid）的卫生工程师雷米·考普（Rémi Kaupp）说。“ 人们想要的并不是政府或机构强制推广的那种厕所，他们想要的是能帮助他们处理卫生问题的人。 ”

考普的切入点是现场卫生。传统坑式厕所中，废物收集在厕所下的坑中，这是大多数没有污水系统的家庭的首选方案。但是坑式厕所有其自身的问题：坑需要及时清空，而这项工作如果没有合适的设备会变得危险。粪便很臭，如果坑是共用的就会变得十分肮脏，人们会转而采用露天排便的方式。

(一处公用厕所 | Pexels）

在坦桑尼亚，一个由水援助组织领导的项目为达累斯萨拉姆Kibondemaji区当地人建立了专业且安全的 厕所坑清空服务 。这项服务通过处理粪便污泥生产厨房用气、用于园艺的肥料和水。水援助组织坦桑尼亚技术服务总监阿贝尔·杜加日（Abel Dugage）表示，这项服务是付费的，但市场调研显示，团队成功设定了一个可承受的价格。

杜加日描述了他的团队如何从头设计基础架构：为了建立一个完整的卫生商业链条，他们要先有中转站来收集处理固体废弃物，然后才能运到主垃圾倾倒场。他们面临的最大挑战是为此筹钱和购买土地。因为大多数银行不熟悉卫生行业，所以需要花时间教育他们。

杜加日的团队还需要为工人提供安全工具，如合适的靴子、口罩和手套。处理粪便污泥有健康风险，这导致了在低收入、低资源环境中收集和处理变得困难。由于挖掘新坑的麻烦，许多社区共享厕所，这减少了个人的工作量，但使得厕所不够安全和私密。

（对厕所进行清洁很有必要 | Pexels)

一门有味道的生意

在家中收集粪便是另一个切入点。美国特拉华大学的团队正在开发一种带 有通风孔的膜衬 里，可以安装在标准的40升桶中。这层衬里可以让粪便中的水蒸发，同时保留病原体。于是排泄物逐渐变干从而可以安全地移除和处理。

这项技术在印度坎普尔进行了现场测试，但仍存在粪便污泥需要时间蒸发，以及有味道等问题。“这种衬里在温暖干燥的气候条件下效果最好，因为这些条件能够促进蒸发烘干。”特拉华大学进行此项研究的环境工程师保罗·英霍夫（Paul Imhoff）说。他补充说，这项技术成本还太高，但技术仍然有积极意义。在未来需要更便宜的压制膜和更好的设计，从而实现更有效的空气流通和干燥。

其他一些发明可以应用于虽然有污水系统但是水资源短缺的地方。抽水马桶一次冲水需要大约14升水，对于一个有两个孩子的家庭而言，一天需要250升水。英国克兰菲尔德大学的一个团队开发了一种 “无水”冲洗装置 ，粪便沉积在旋转槽中，然后由一个手柄驱动的刮刀刮擦干净。

(干冲洗马桶示意图 | 参考文献[1])

这个系统既不需要水也不需要电，可以安装在传统的白色陶瓷马桶中，这让其对于单个的家庭有吸引力。在南非德班进行的实验表明，刮刀运行得还不错，但是由于没有水从马桶内壁上冲下，陶瓷马桶的污染仍是一个问题。此外，这个系统也在努力处理经血问题。

“基座的白色和设计受到了好评，但是冲洗功能仍需要改进。”负责这项实验的克兰菲尔德大学博士生简·亨宁斯（Jan Hennings）说。最终我们相信冲洗功能能够很好地发挥作用，并与其他无水卫生技术结合实施。

从粪便到肥料

如果安全收集粪便污泥，它可以变成一种重要的资源。人类粪便含有有益的生物成分，通过堆肥，可以制成出色的土壤调节剂。然而现在，即使有卫生系统，许多较贫穷的城市也未能妥善处理粪便。例如，在莫桑比克的马普托，近90％的粪便是通过坑式厕所收集的，但超过一半的粪便由于不安全的存放，泄漏和缺乏适当的处理设施而未得到处理。

(废物流向示意图 | Peter Hawkins)

孟加拉国萨基布尔市的一个项目将 人类粪便和其他固体生物废物共同堆肥 ，然后将其作为肥料出售给农民。水援助组织在孟加拉国的政策和倡导负责人阿卜杜拉·阿·穆易德（Abdullah Al-Muyeed）表示，该地区近一半的粪便现在变成了一个特殊工厂的堆肥。

“第一个障碍是让人们和市政当局将其纳入决策，将粪便污泥和固体废物一起处理，”他说。

阿·穆易德和他的团队与当地领导人和农民学校共同工作了数年，以改变他们的想法。另一个障碍是所产生的堆肥的成本过高。即使是现在，也还要依赖政府补贴才能使其价格降到人们可承受的范围内。

然而，该系统现在为该地区带来了急需的收入，并让人们更好地认识到，粪便也是一种资源。“这项技术也非常适用于其他国家，” 阿·穆易德说。

在许多国家，厕所仍然是钱的问题。在纳米比亚，世界卫生组织（WHO）的报告显示，该国最贫困人口中只有4％的人能够有一个厕所，而最富裕的人口将近90％有厕所。因此，厕所创新不仅要解决提供安全卫生的技术挑战，还必须考虑当地的偏好，经济和习俗。

考普说，最好的马桶是适合使用者的马桶。它必须是一个愉快的私密的空间，粪便被迅速带走并安全处理。他们的目标，就是让人们不必再为卫生问题困扰。

排版：陈小砖

题图来源：pixabay

参考文献：

[1] Hennigs, J, Ravndal, KT, Blose, T et al. (10 more authors) (2019) Field testing of a prototype mechanical dry toilet flush. Science of The Total Environment, 668. pp. 419-431. ISSN 0048-9697

文章来源：https://www.scidev.net/global/innovation/feature/faeces-to-fertiliser-innovations-to-solve-the-world-s-toilets-crisis.html（本文由storythings供稿）