"Zero waste"-trenden kan ha en vän i form av biosolider. Biosolider är de material som produceras efter att hushållsavfall behandlats i tätortsvattensystem. Förr, det mesta av detta fasta material överfördes till deponier. Men, processer som utvecklats under de senaste decennierna kan skapa biosolider av "exceptionell kvalitet".

Dessa nya "EQ" biosolider är låga i föroreningar och patogener, men hög i näringsämnen. De kan appliceras på jordbruks- eller stadsmark som behöver gödningsmedel och andra förbättringar av markhälsan. Det återanvänder ett tidigare "avfallsmaterial" - och hjälper miljön på vägen.

Biosolider är värdefulla eftersom de är rika på kväve, ett viktigt näringsämne för växter. Men, endast en bråkdel av kvävet i biosolids som används som gödsel blir tillgängligt för växter. Denna fraktion kallas biotillgängligt kväve.

"Vi behöver veta hur mycket kväve som blir biotillgängligt när vi lägger till biosolider i jorden, " säger Odiney Alvarez-Campos, en forskare vid Virginia Tech. "Vi vill leverera tillräckligt för en sund skördtillväxt och skörd, men inte överskott av kväve."

Det beror på att för mycket kväve kan förorena miljön. Det kan komma ut i yt- och grundvatten och påverka akvatiska ekosystem. "Det är en balans mellan att stödja växttillväxt, samtidigt som den inte förorenar, säger Alvarez-Campos.

I en ny studie, Alvarez-Campos och hennes kollegor testade hur mycket av kvävet i olika biofasta produkter som blev biotillgängligt i en urban jord. De upptäckte en komplicerande faktor. Den försämrade naturen hos stadsmark kan minska biosolids kvävetillgång för växter.

"Stadsjordar är ofta packade, förstörda jordar. De kan ha lågt organiskt material och näringsämnen, " säger Alvarez-Campos. Mänskliga aktiviteter, som bygg och tunga fordonstrafik, kan försämra stadsmark.

"Biosolider har vad vi behöver för att hjälpa till att återställa dessa jordar, " säger Alvarez-Campos. Till exempel, det organiska materialet i biosolids kan minska markpackningen. Det kan göra jordar lättare att bearbeta och hjälpa växternas rötter att växa. Biosolider kan också öka vatteninfiltrationen och retentionen i jordar, som är viktiga för växternas tillväxt.

Forskarna testade fem olika biosolids-produkter. Alla produkter var av "exceptionell kvalitet". En del av biofastämnena hade andra material inblandade. Dessa material innefattade torrt organiskt och mineraliskt material. Målet var att torka biosolids.

"En av de största utmaningarna när man applicerar biosolider i stadsområden är deras höga fukthalt, " säger Alvarez-Campos. Biosolid-produkter som har hög fuktighet är svårare att transportera, hantera, och sprida.

Studien visade att biofasta ämnen som inte blandas med trämaterial ger mer biotillgängligt kväve än biosolidsprodukter blandade med trämaterial. Stadsmarkens låga organiska material och höga lerhalt minskade mängden biotillgängligt kväve från biofasta ämnen. De minskade också effektiviteten hos laboratoriemetoder för att uppskatta tillgängligt kväve.

Dessutom, forskarna hemsökte om en vanlig laboratoriemetod som gav bästa uppskattningar av kvävetillgänglighet från biosolids. Denna metod kallas 7-dagars anaerob inkubation. "Det visade den största potentialen att användas som en indikator på en biosolids kvävetillgänglighet, säger Alvarez-Campos.

Att veta att kvävetillgången kan vara lägre i nedbruten jord är nyckeln. "Det kommer att hjälpa till att justera doseringen av biosolid för att matcha graden av jordförstöring, säger Alvarez-Campos.

Dessa fynd är ett viktigt första steg. Forskarna utvärderar tillförlitligheten hos snabba tester för att uppskatta kvävetillgången från biosolider som appliceras på urbana jordar. De vill också utöka sitt studieområde. "I den här studien, vi använde en jord som representerade urbana jordar i sydvästra Virginia, ", säger Alvarez-Campos. Framtida studier kommer att utvärdera effekten av biosolidapplikationer över en större variation av urbana jordar och landskap.

"Att återvinna biofasta ämnen i marken är ett av de mest hållbara sätten att hantera avfall, " säger Alvarez-Campos. "Den återför kol och näringsämnen – som kväve – till jorden, och hjälper växtligheten att växa."

Om biosolider inte appliceras på jordbruksmarker eller stadslandskap, de slängs på soptippar eller förbränns. "När den appliceras på jord, biosolider blir en värdefull resurs snarare än ett obehagligt avfall, säger Alvarez-Campos.