Det kan tyckas upprörande för vissa, men mänskligt avfall är fullt av näringsämnen som kan återvinnas till värdefulla produkter som kan främja jordbrukets hållbarhet och bättre ekonomiskt oberoende för vissa utvecklingsländer.

Städer producerar och måste hantera stora mängder avloppsvatten. Forskare vid University of Illinois i Urbana-Champaign har utvecklat en modell för att klargöra vilka delar av världen som kan ha störst nytta av återcirkulation av mänskligt avfall som härrör från kväve, kalium och fosfor från städer och tillbaka till jordbruksfält. De rapporterar sina fynd i tidningen Naturens hållbarhet .

"Vi odlar våra grödor på åkern, applicera näringsrika gödningsmedel, ät grödorna, utsöndra allt kväve, fosfor och kalium och sedan hamnar dessa näringsämnen vid avloppsreningsverket, "sa Jeremy Guest, civilingenjör och miljöteknikprofessor och studieförfattare. "Det är en mycket linjär, ettriktat flöde av resurser. Att konstruera en mer cirkulär näringscykel skulle skapa möjligheter som kan gynna miljön, ekonomi och jordbruk. "

Teamets undersökande övning undersökte 56 av de största städerna på sex kontinenter för att bedöma genomförbarheten av mänskligt avfall som härrör från näringsämnen. De tittade på faktorer som transportavstånd, befolkning och odlingsdensitet, grödor näringsbehov och vilka typer av produkter som skulle göra bäst där.

"I vissa fall, avloppsvatten som har behandlats av säkerhetsskäl kan användas för att samtidigt bevattna och gödsla grödor, "sa John Trimmer, en doktorand i Illinois och huvudförfattare till studien.

Renat avloppsvatten är ett alternativ för platser där grödor växer nära städer, som många delar av Afrika, Asien och Europa. Dock, vatten är utmanande att transportera på grund av dess vikt och relativt låga näringsinnehåll, så det är inte ett bra alternativ när näringsämnen måste resa längre sträckor för att nå jordbruksmark, sa forskarna.

"I vissa städer, vi skulle behöva använda mer avancerad teknik för att återställa en mer koncentrerad produkt som är lämplig för längre transportsträckor, "Gäst sa." Dessa liknar de kristalliserade gödningsmedel som vi är vana vid och, i de flesta fallen, tekniken för att producera dessa från mänskligt avfall är väl etablerad. "

Studien visar att en mängd olika städer i hela världen skulle kunna dra nytta av denna föreslagna hållbarhetsmetod - inte bara för att hjälpa till att odla grödor, men också för deras ekonomiska oberoende.

"Vi hittade, till exempel, att i Kairo, Egypten, om alla kväveresurser från avloppsvatten utnyttjades, staden kunde minska Egyptens kvävegödselimport med ungefär hälften, "Trimmer sa." Denna typ av tillvägagångssätt kan också hjälpa småbrukare på platser som Afrika söder om Sahara att få bättre tillgång till gödselmedel än vad som för närvarande är tillgängligt. "

Studien identifierar också delar av världen där näringsrecirkulation kan ha mindre påverkan.

"De flesta av befolkningscentren vi tittade på i hela USA verkar inte vara de bästa kandidaterna, "Trimmer sa." Till exempel, platser som New York och Boston är för långt från intensiva jordbruksområden. Dock, Mellanvästern - i synnerhet Chicago - gjorde det lite bättre i vår analys. "

Teamet erkänner att det finns begränsningar för denna typ av träning.

"Eftersom detta utvecklades som en global analys, metoden tillåter oss inte att undersöka detaljer för varje stad, som körvägarna för att transportera näringsämnen eller platser för avloppsväxter, bland andra detaljer, "Gästen sa." Resultaten av denna övning bör tas som uppskattningar av näringstransportavstånd och är användbara för att identifiera breda trender och platser som kan motivera ytterligare undersökningar av strategier för återanvändning. "