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CHAMPAIGN, Ill. – A conexão futura entre resíduos humanos, tecnologia de saneamento e agricultura sustentável é cada vez mais evidente. De acordo com pesquisa conduzida pela Universidade de Illinois Urbana-Champaign Engenharia Civil e Ambiental Professora Jeremy Guest, os países poderiam estar se aproximando do uso de dejetos humanos como fertilizantes, fechando o ciclo em direção a economias mais circulares e sustentáveis.

Um novo estudo caracteriza a distribuição espacial de nutrientes derivados da urina humana (nitrogênio, fósforo e potássio) e a demanda por fertilizantes agrícolas para definir as tipologias de localização de oferta e demanda, sua prevalência ao redor do mundo e as implicações para a recuperação de recursos. Os resultados foram publicados na revista Environmental Science and Technology.

“A quantidade total de nitrogênio, fósforo e potássio permanece constante em nossos corpos, uma vez que paramos de crescer”, disse Guest, que também atua como diretor associado de pesquisa em o Instituto de Sustentabilidade, Energia e Meio Ambiente na U. de I. “Tudo o que entra pela comida e pela bebida deve sair pela urina, fezes e suor. Sabendo disso, podemos estimar a quantidade de cada um desses nutrientes nos resíduos do corpo de uma população se conhecermos sua dieta. “

Estudos anteriores realizados por Guest e outros avaliaram o potencial de recuperação de nutrientes de dejetos humanos em todo o mundo e identificaram locais com excesso de nutrientes derivados de dejetos humanos em relação à demanda local por fertilizantes agrícolas.

“O novo estudo é o primeiro a descrever as relações de localização entre a oferta e a demanda de nutrientes derivados de dejetos humanos usando uma única equação matemática”, disse Guest. “A qualidade da infraestrutura de saneamento varia muito ao redor do mundo, assim como a dieta das pessoas e a disponibilidade de terras adequadas para a agricultura. Ter os meios para caracterizar e comparar quantitativamente o potencial de recuperação de nutrientes de um local pode ajudar muito a informar melhor os tomadores de decisão sobre as políticas agrícolas e de saneamento futuras. “

A equipe conduziu extensas análises numéricas e geográficas de alimentos, população, saúde e dados agrícolas de 107 países para alcançar esta caracterização quantitativa em uma escala global. A pesquisa revelou três tipologias de oferta-demanda diferentes: países com uma oferta-demanda co-localizada; países com oferta-demanda deslocada; e países com proximidade diversa entre oferta e demanda.

Os Estados Unidos e a Austrália, por exemplo, se enquadram na tipologia de oferta e demanda deslocada. Eles têm agricultura intensiva em áreas distantes das grandes cidades, então o fornecimento de nutrientes derivados de dejetos humanos está longe de onde é necessário, disse Guest. Mesmo com infraestrutura de saneamento avançada instalada, isso significa que os nutrientes teriam que ser transportados por longas distâncias, seja como fluidos pesados ​​ou convertidos em produtos cristalinos concentrados. Em termos econômicos, disse Guest, faria sentido trabalhar com um produto concentrado para implementar um fertilizante derivado de dejetos humanos nesses países.

O estudo relata que em países com tipologias de oferta-demanda co-localizadas, como Índia, Nigéria e Uganda, as populações humanas são encontradas mais substancialmente nas proximidades de áreas agrícolas, tornando possível a reutilização local. Em muitas comunidades co-localizadas de oferta e demanda, entretanto, há uma necessidade de melhorar a infraestrutura de saneamento. O convidado disse que implementar um programa de fertilizantes de dejetos humanos pode ser muito benéfico para o saneamento e a agricultura nesses lugares.

Países como Brasil, México, China e Rússia exibem um continuum de colocalização para deslocamento de oferta e demanda de nutrientes. O estudo relata que os formuladores de políticas teriam que abordar o uso de nutrientes derivados de dejetos humanos com estratégias mais regionalizadas e uma variedade de abordagens locais de reutilização e transporte. “Os países de renda mais alta neste grupo podem ter a infraestrutura e o suporte financeiro para várias tecnologias, mas aqueles com recursos financeiros limitados precisariam priorizar a tecnologia de recuperação de recursos em algumas áreas”, disse Guest.

A equipe ficou surpresa ao descobrir que as tipologias combinavam de perto com o Índice de Desenvolvimento Humano das Nações Unidas.

“Países com pontuações de IDH mais altas como os EUA, Europa Ocidental e Austrália tendem a se enquadrar na tipologia de oferta e demanda deslocada e países com pontuações de IDH mais baixas tendem a se adequar à tipologia de oferta e demanda. Claro, há exceções, mas não esperávamos encontrar uma correlação tão forte ”, disse Guest.

A equipe espera que esta pesquisa ajude a esclarecer as características econômicas, de saúde e agrícolas salientes dos países ao redor do mundo, para que os tomadores de decisão possam priorizar investimentos, políticas e tecnologias que promovam os objetivos de uma economia circular e o fornecimento de saneamento para todos , Disse o convidado.

Desarae Echevarria, ex-estudante de graduação em engenharia civil e ambiental de Illinois, é a autora principal do estudo.

A Bolsa de Graduação do Urbana-Champaign College da University of Illinois, a bolsa SURGE do Grainger College of Engineering e a Distinguished Civil and Environmental Engineering Graduate Scholarship deram suporte a este estudo.

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