Các nhà khoa học biến nước tiểu người thành phân bón bền vững
Bởi Universitat Autonoma de Barcelona
28 tháng 3 năm 2025
Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng nước tiểu người có thể được tái chế thành phân bón bền vững cho nông nghiệp đô thị, giúp giảm lượng khí thải CO₂, lượng nước tiêu thụ và sự phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên không tái tạo. Nghiên cứu của ICTA-UAB chứng minh rằng nitơ thu được từ "nước vàng" có thể hỗ trợ hiệu quả cho sản xuất cây trồng đồng thời giảm thiểu tác động đến môi trường.
Các nhà nghiên cứu tại ICTA-UAB phát hiện ra rằng nước tiểu người có thể được tái sử dụng làm phân bón bền vững cho nông nghiệp đô thị, giúp giảm lượng khí thải CO₂, lượng nước sử dụng và sự phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên không tái tạo.
Theo một nghiên cứu của Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường tại Universitat Autònoma de Barcelona (ICTA-UAB), việc tái sử dụng nước tiểu người để sản xuất phân bón bền vững có thể mang lại những lợi thế lớn về mặt môi trường cho nông nghiệp đô thị. Nghiên cứu đã đánh giá tác động môi trường của việc thu hồi nitơ từ nước thải xây dựng (thường được gọi là "nước vàng"). Cách tiếp cận này không chỉ hỗ trợ các hoạt động canh tác bền vững mà còn giảm đáng kể lượng khí thải carbon dioxide và lượng nước sử dụng.
Với nhu cầu phân bón nông nghiệp toàn cầu tăng đều đặn, việc giảm sự phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên không tái tạo đã trở nên cần thiết. Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp (FAO) báo cáo rằng nhu cầu phân bón gốc nitơ toàn cầu tăng 1% hàng năm—tăng khoảng 1,074 triệu tấn mỗi năm.
Hiện nay, việc sản xuất phân bón tổng hợp phụ thuộc rất nhiều vào nhiên liệu hóa thạch như khí đốt tự nhiên, dầu mỏ và than đá. Điều này dẫn đến mức tiêu thụ năng lượng cao và lượng khí thải CO2 đáng kể, nhấn mạnh nhu cầu về các giải pháp thay thế bền vững hơn.
Nước tiểu như một nguồn tài nguyên cho nông nghiệp tuần hoàn
Nghiên cứu mới này, do nhóm Sostenipra của ICTA-UAB dẫn đầu hợp tác với nhóm GENOCOV của Khoa Kỹ thuật Hóa học, Sinh học và Môi trường, trình bày việc thu hồi chất dinh dưỡng từ nước tiểu của con người như một giải pháp để chuyển đổi nền nông nghiệp đô thị.
Bài báo được công bố trên tạp chí khoa học Tài nguyên, Bảo tồn và Tái chế, giải thích rằng việc sử dụng nước tiểu cho phép khai thác các nguồn tài nguyên địa phương và giảm thiểu việc sử dụng các đầu vào bên ngoài, góp phần vào tính bền vững của quy trình nông nghiệp. Hơn nữa, nó làm giảm sự phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên hạn chế và hỗ trợ một chu trình có trách nhiệm hơn với môi trường.
Nhà kính trên mái nhà tại UAB. Nguồn: Universitat Autonoma de Barcelona
Trong bối cảnh này, nước tiểu của con người hay "nước vàng" là nguồn dinh dưỡng dồi dào, đặc biệt là nitơ, rất cần thiết cho sản xuất nông nghiệp. Ngoài lợi ích làm phân bón, nó còn giúp giảm phát thải khí nhà kính và ô nhiễm từ các nguồn nước như sông và tầng chứa nước ngầm.
Nghiên cứu thí điểm tại ICTA-UAB
Để đánh giá tính khả thi của nó, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm quy trình này trong tòa nhà sinh khí hậu của ICTA-UAB, nơi có một nhà máy thí điểm để thu hồi nitơ và một nhà kính tích hợp trên mái nhà, nơi tác động của nitơ thu hồi được lên cây cà chua được thử nghiệm. Quy trình bắt đầu tại nhà máy ngầm, nơi nước tiểu từ bồn tiểu nam không có nước được lưu trữ và dẫn đến một lò phản ứng chuyên dụng. Trong lò phản ứng này, nước tiểu được trộn với một bazơ để điều chỉnh độ axit của nó, trong khi các vi sinh vật chuyển hóa urê trong nước tiểu thành nitrat, một dạng nitơ mà thực vật có thể hấp thụ dễ dàng hơn.
Nitrat được tạo ra trong lò phản ứng sau đó được sử dụng để tưới cho cây cà chua thủy canh trong nhà kính nằm trên mái tòa nhà. Theo nghiên cứu, một mét khối nước vàng đã qua xử lý tạo ra 7,5 kg nitơ, đủ để trồng 2,4 tấn cà chua ngoài trời.
Mặc dù đây vẫn là nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm, nhưng kết quả cho thấy tác động về môi trường và kinh tế sẽ giảm nếu việc thu hồi nước tiểu được thực hiện trên quy mô lớn hơn, bằng cách kết nối tất cả các bồn tiểu trong tòa nhà với lò phản ứng thu hồi nitơ. Công việc thử nghiệm vẫn đang được tiến hành, chẳng hạn như phân tích các hợp chất dược phẩm mà con người tiêu thụ và khả năng xuất hiện của chúng trong mô cây trồng.
Tham khảo: “Sự may mắn của nước tiểu: Đánh giá môi trường về quản lý nước màu vàng trong các tòa nhà dành cho nông nghiệp đô thị” của María Virginia Maiza, Joan Muñoz-Liesa, Anna Petit-Boix, Verónica Arcas-Pilz và Xavier Gabarrell, ngày 4 tháng 11 năm 2024, Tài nguyên, Bảo tồn và Tái chế.
DOI: 10.1016/j.resconrec.2024.107985
