【科學講堂】尿液能抽氮 變肥料種糧食

世界上不少地方都正同時面對兩個問題：人類每天都必須排洩，如何適時地處理這些排洩物，是有關公共衞生的大問題；龐大的人口每天都需要為口奔馳，對食物、營養的需求因此也很大。能夠把這兩個問題一起解決的方法，其實我們很久以前就已經想到了：若能把這些排洩物處理成有助農作物生長的肥料，應該就能減少污染同時增加食物的供應。其實世界各地近年來都有在這方面研究，今天就和大家分享一下這些新的發展。

研發特別洗手間 分隔尿液不用水

隨着全球人口的增長，我們對氮肥料的需求一直在急速增加。早在2019年，全球氮肥料的用量就已超過1億公噸，比60年前增加了8倍。

尿液價值達90億美元

與此同時，我們排出的尿液中含有的氮卻也不少：有研究估計，全球人類排出的尿液，足夠應付我們對氮肥料百分之十四的需求，相關的價值高達90億美元。

同樣地，我們的尿液也可以是磷及鉀的豐富來源，分別能應付全球需求的百分之七和十九。如此看來，我們的尿液應該也是不容浪費的資源。

研究如何回收尿液以作更好用途的先導計劃，其實已在瑞典的哥特蘭島（Gotland）和南非等地推行。在這些計劃之下，當地居民可以利用特別研發的洗手間：這些洗手間不像平常的設計一般會用大量的水把排洩物冲走，反而將尿液分隔開來，再抽出當中的氮、鉀、磷等等有用成分，繼而作為農作物的肥料。

由於不需要用水，這種洗手間也可以減低水的用量，同時也降低了對現有排污系統、渠管的負擔。

氣味難聞待改善 如廁習慣需考慮

不過，不難想像，這樣的洗手間也有其不完美的地方。縱然把尿液分隔出來是其主要目的，但有些時候固體的糞便還是會和尿液混在一起，因而累積難聞的氣味。為此，研究人員也一直在改良這些洗手間的設計。大家應該都知道，尿液本身就有其容易辨別的味道：這種氣味其實來自氨氣（又稱阿摩尼亞），是尿液中一種主要成分尿素（urea）與水分發生化學作用之後的產物。尿素本身是高氮含量的化學品，更是十分有效的氮肥料；讓尿素變成氨氣隨處飄蕩，不單到處散播難聞的味道，更等於任由重要的氮元素流失。

研究人員現在開發了幾個方法處理這個問題。例如運用微生物將容易揮發的氨氣轉化成不揮發的硝酸銨，然後再用蒸餾的方法令液體變得濃縮。硝酸銨是常用的肥料，而減少了水分也會更容易儲存和運輸。另一種方法就是改變尿液的酸鹼度（例如加入檸檬酸），用以減慢尿素變成氨氣的速度，然後再將它濃縮起來。

將我們沒用的廢物轉化為有助農作物生長的肥料，看來是一個不錯的策略，不過要兼顧的方面其實也不少。發展相關、可行的技術固然是必須的，但當中牽涉到各位使用洗手間的習慣。在推動收集、回收尿液的時候，大家是否接受這些新款洗手間，也是十分重要的一環。要解決問題，除了技術上的可行性，還需要考慮人的角度呢！

◆ 杜子航 教育工作者

早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。