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WUR | 尿液作为肥源在循环农业中应用实践

  • 2026-10-25 08:01:00
WUR | 尿液作为肥源在循环农业中应用实践

2025年12月18日瓦赫宁根大学与研究中心(WUR)在其网上详细介绍了将人类尿液作为农业肥料的研究与应用实践,旨在推动循环农业发展。以下是文章主要内容的总结:

1. 核心议题:重新闭合养分循环

  • 历史回顾:过去,人类排泄物(粪尿)直接用于农田是常见做法,形成了“土壤-食物-人类-肥料”的闭环。但随着 sewer systems(下水道系统)的普及,这一循环被打破,虽遏制了疾病传播,也导致了养分流失。

  • 当前问题:后来尝试使用污水处理产生的污泥,但因重金属、药物残留等污染问题,荷兰在1990年代已停止。目前农业主要依赖无机化肥和畜禽粪便。

  • 无机化肥问题:依赖有限的矿产资源(如磷矿、钾矿)和化石能源(如天然气)生产,导致温室气体排放、景观破坏等环境问题。

  • 畜禽粪便问题:畜牧业产生大量CO₂、甲烷和氮化合物排放。欧盟对动物粪便的使用限制日趋严格,且未来牲畜数量减少将导致粪便供应减少。

2. 研究与解决方案:开发新型循环肥料

  • 研究员 Kimo van Dijk 受荷兰农业部委托,研究环境足迹更小、无需长途运输的替代肥料。

  • 筛选标准:新产品必须满足与现有肥料同等的高要求:对农民而言要有效,对政府而言要安全环保。

  • 已识别的资源:共找到20种符合条件的潜在新型肥料,目前仅一种上市(由焚烧污泥灰制成的颗粒)。其他来源包括:

  • 经处理的人类尿液

  • 啤酒厂和薯条工厂的废水

  • 污水处理产生的铵盐(硫酸铵、硝酸铵)

3. 实验进展与初步成果

  • 2024年田间试验(莱利斯塔德):发现植物对尿液中氮的吸收效率比传统无机化肥高25%。原因可能是尿液中的氮更易保留在土壤中,减少了向空气和地下水的流失。

  • 排放测量实验:

  • 目标:测量新型肥料是否会排放氮化合物(如氨气、氧化亚氮)和温室气体(CO₂、甲烷)。

  • 方法:对比肥料“表施”和“覆土”两种方式(后者是农场减少氨排放的标准做法)。在实验室中,通过传感器监测长达四个月的气体排放。

  • 2024-2025年农学田间试验:

作物:选择马铃薯进行试验,以直观展示“肥料-土壤-作物-食物-肥料”的闭环。例如,用经过处理的生活废水或马铃薯加工厂的废水来种植马铃薯。

4. 最有潜力的资源:人类尿液

  • 来源与处理:尿液来自具有尿液分离厕所的住宅区。通过电场和膜处理技术分离水与溶解物质,能有效去除药物残留等污染物,使其安全可用。该住宅区已在自家菜园中使用处理后的尿液。

  • 前景:此类分离厕所有望在新住宅、办公楼乃至音乐节等场景普及,以便收集尿液进行深度处理。

5. 其他潜在资源与政策障碍

  • 食品工业废水:其污泥通常比生活污水污泥更清洁、更安全,是优质的肥料原料。

  • 主要障碍:法规限制。目前,工业废水副产物作为肥料使用的法规与生活污水污泥同样严格,这阻碍了更安全资源的利用。呼吁法规应根据原料污染风险差异进行调整,找到安全与可持续的平衡点。

6. 社会接受度与未来展望

  • 社会心理:公众对使用处理过的人类排泄物种植粮食作物普遍存在“恶心”感,尽管处理后(如尿液)已无气味且安全。需要克服这一观念障碍。

  • 研究继续:持续收集数据,评估各种循环肥料的潜力。预计2026年初公布最新实验结果。

  • 合作与资助:本研究与KWR、LeAF机构合作,由TKI Agri & Food 和 TKI Water Technology 资助。

核心观点总结

面对无机化肥的环境代价和畜禽粪便的减少,将人类尿液和特定工业废水经过安全处理后制成肥料,是可行、高效且环保的农业解决方案,能有效闭合养分循环,减少对不可再生资源和化石能源的依赖。实现大规模应用需依靠技术进步(如尿液分离与处理)、法规适配(区分不同来源废水的风险)以及公众观念的转变。

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