Wisconsin är känt som America's Dairyland. Mer än en tredjedel av alla kor i USA lever på mer än 3, 000 gårdar i Wisconsin.

Dessa nötkreatur bidrar till en blomstrande mejeriindustri, men mjölk är inte det enda de producerar i oerhörda mängder. Att många kor oundvikligen leder till en betydande mängd gödsel.

"Det är ett fruktansvärt komplext problem och vi bidrar alla till det och påverkas av det, "säger Victor Zavala, en professor i kemisk och biologisk ingenjörskonst i University of Wisconsin – Madison som arbetar med ett nytt tillvägagångssätt för gödselhantering. "Gårdar genererar gödsel, och vi påverkas alla av dess miljöpåverkan. Men gödselproduktionen drivs av starka ekonomiska krafter som härstammar från stadsområden som efterfrågar mejeriprodukter. "

Fosforavrinning från gödselfyllda åkermarker orsakar obehagliga och ibland farliga algblommor i vattendrag. Gödsel släpper också ut potentiellt skadliga bakterier och metangas.

Det finns teknik för att bearbeta organiskt avfall samtidigt som man återvinner värdefulla produkter som biogas och en förening som kallas struvit som används som gödningsmedel, men denna teknik är överkomlig endast för stora gårdar.

Att välja en lämplig lösning innebär mycket mer än teknikkostnaden ensam. Var man kan hitta gödselbehandlingsanläggningar, hur man transporterar avfallet, och vem som ska betala för utrustningen är alla utmanande frågor - ofta med konkurrerande intressen.

"Det här problemet är för komplext. Du måste hitta enklare och mer direkta sätt att förklara samspelet mellan sociala, ekonomiska och tekniska aspekter för människor som fattar beslut, säger Zavala.

Motstridiga intressentintressen komplicerar problemet ytterligare. Sådana konflikter kan uppstå på grund av brist på data om teknik och logistiska begränsningar.

Zavala och hans kollegor utvecklar en ram för beslutsfattande för att hjälpa människor att begränsa sina alternativ och nå överenskommelser i komplexa och potentiellt kontroversiella beslut som gödselhantering. Genom att systematiskt kvantifiera kostnader, miljöpåverkan, och människors åsikter och prioriteringar, dessa verktyg kan hjälpa till att leda till kompromisslösningar som maximerar tillfredsställelse för kollektiva intressenter.

Stöd för forskningen kommer från U.S. Department of Agriculture, National Science Foundation, U.S. Environmental Protection Agency, och Dane County i Wisconsin.

"Vi hoppas att med denna ram, vi kan få en mer informerad förhandlingsprocess. Istället för att bara berätta för intressenterna vad de ska göra, vi vill ge bättre ramar för människor att förhandla om vad gödselhanteringsinfrastrukturen skulle göra, säger Zavala, som leder insatsen tillsammans med Rebecca Larson, biträdande professor i biologi och systemteknik vid UW – Madison.

Viktigt, forskarna kommer att inkludera kvantitativa mått på intressenternas tillfredsställelse i sina modeller för att säkerställa att alla gruppers åsikter - landsbygds- och stadsgemenskaper, bönder, politiska ledare, miljöregulatorer, och forskare - hörs och betraktas.

"Vi försöker komma med rättvisa lösningar som tillfredsställer så många intressenter som möjligt, med den viktiga observationen att du mycket sällan kommer att kunna tillfredsställa alla, "säger Zavala." Ramverket kan också användas för att informera intressenter om hur deras åsikter påverkar (eller inte) det slutliga beslutet. Det är en kraftfull information. "