Антропоника - Anthroponics

Антропоника это тип гидропоника система, которая использует человеческие отходы, такие как моча как источник питательных веществ для культурных растений. Как правило, человеческая моча или смешанные отходы собираются и хранятся в течение определенного периода времени, прежде чем они будут применены либо непосредственно, либо через биофильтр не дойдя до растений. Как форма органическая гидропоника, антропоника сочетает в себе элементы обоих гидропоника и аквапоника системы.

Латук (Lactuca sativa) выращены в трех подобных антропонных системах

История

Пока человеческие отходы исторически использовался как удобрение, его использование в беспочвенных системах - недавняя область исследований. Самое раннее опубликованное исследование по этой теме было проведено в 1991 г. исследователем Гутерстамом Б., в котором описывается обработка бытовых сточных вод с помощью аквакультуры и гидропонного мезокосма.[1]

С тех пор другие исследователи изучали смешанные отходы человека и человеческую мочу в качестве источников питательных веществ для гидропонного культивирования, изучая потенциал таких отходов,[2] сравнение с традиционными удобрениями,[3] как в контексте очистки сточных вод,[4][5] сельское хозяйство,[6] и даже освоение космоса.[7]

Моча как удобрение

Основная статья: Повторное использование экскрементов

Моча на 91-96% состоит из воды, с мочевина составляющие наибольшее количество твердых веществ, а остальное - неорганические соли и органические соединения, включая белки, гормоны и широкий спектр метаболитов [8]

Мочевина в моче естественным образом превращается в аммиак посредством процесса, известного как улетучивание аммиака из мочевины. Этот процесс, который может занять от 5 недель до 6 месяцев, увеличивает pH жидкости до 9, тем самым стерилизуя ее.[9][10] Время, необходимое для этого процесса, может быть резко сокращено до часов или минут за счет добавления уреаза фермент, который можно синтезировать или найти в семенах арбуза.[11] Стерилизованная и улетучивающаяся жидкость затем проходит через биофильтр куда нитрифицирующие бактерии преобразовать аммиак в нитрат, более доступная для растений форма азота.

Учитывая состав мочи и дневное количество, производимое на человека, считается, что один взрослый человек может произвести почти 3 кг салата из объема мочи, выделяемой ежедневно.[9] Древесная зола также использовалась в качестве дополнения к моче при выращивании огурцов, поскольку для них требуется больше питательных веществ, чем содержащихся в моче.[12]

Подсистема гидропоники

После биофильтра вода транспортируется к гидропонному компоненту, где находятся растения, и где они поглощают питательные вещества, очищая воду, прежде чем она вернется в биофильтр. Почти все техники, используемые в гидропонике и аквапонике, также применимы к антропонике. К ним относятся: Глубоководная культура, Техника питательной пленки, и Медиа-кровати.

Преимущества

Изображение, описывающее входы и выходы при выращивании без загрязнения минералами (гидропоника) и выращивании без почвы на основе мочи (антропоника)

Растворы на основе мочи в исследованиях гидропоники, кажется, были разработаны из устойчивость проблемы с существующими гидропонными растворами на минеральной основе. Коммерческие питательные растворы на минеральной основе являются ресурсоемкими и энергоемкими, а также производят много отходов. Деятельность, связанная с его производством, включает: добыча полезных ископаемых, обработка руды, химическая обработка, и транспорт, что дает необходимые питательные вещества для окончательного раствора. Весь процесс требует ископаемое топливо, электричество, химикаты, и воды, производя питательный раствор, но также горные отходы, парниковые газы, и Сточные Воды. Для сравнения: использование мочи в качестве источника питательных веществ требует сбора мочи, электричества, некоторых питательные соли, и вода, не производя отходов, ограниченное количество парниковых газов и конечный питательный раствор.[3]

Недостатки

Некоторые недостатки, касающиеся использования мочи в качестве источника питательных веществ в гидропонной системе, включают строгие законы, касающиеся использования человеческих отходов в производстве пищевых культур,[13] неприятное обращение с человеческой мочой и ее запах, а также выделение стойких органических загрязнителей. [14] и следы металлов в моче человека.[15]

Рекомендации

  1. ^ Гутерстам, Б. (1991). Экологическая инженерия для очистки сточных вод: теоретические основы и реалии. В: C. Etnier и B. Guterstam (ред.), Экологическая инженерия для очистки сточных вод. Материалы международной конференции 24–28 марта 1991 г., Стенсундский народный колледж. Бокскоген, Гетеборг, Швеция, стр. 38-54.
  2. ^ Songthanasak et al (2012). Предварительные исследования экстракта мочи и компоста как биожидкостного удобрения для гидропоники В архиве 2018-06-19 в Wayback Machine. Отдел экологических технологий, факультет агропромышленных технологий, факультет прикладных наук, Технологический университет короля Монгкута, Северный Бангкок, Таиланд
  3. ^ а б Думитреску, Влад А. (2013). Сравнительный анализ биогазовой взвеси и мочи как устойчивых источников питательных веществ для гидропоники. вертикальное земледелие. Исследования водных ресурсов и окружающей среды, Департамент тематических исследований, Университет Линчёпинга, Швеция. ISRN: LIU – TEMAV / MPSSD – A –– 13/007 –– SE
  4. ^ Санчес, Энрике (2014). Аквапоника и ее потенциал Очистка сточных вод в аквакультуре и обработка мочи человека. Факультет наук и технологий, Новый Лиссабонский университет, Португалия.
  5. ^ Ян и др. (2015). Применение гидропонных систем для обработки человеческой мочи, отделенной от источника. Экологическая инженерия 81 (2015) 182–191. Copyright 2015 Elsevier B.V.Все права защищены.
  6. ^ Trollblad, Verånika (2016). Odling av Cucumis Sativus L. med aska från träd som näringstillägg i ett urinbaserat Hydroponiskt system В архиве 2016-10-22 на Wayback Machine. Institutionen för Naturgeografi och Ekosystemvetenskap, Lunds Universitet, Швеция.
  7. ^ Парадизо и др. (2015). Влияние симбиоза бактериальных корней и мочевины как источника азота на продуктивность растений сои, выращиваемых на гидропонике для биорегенеративных систем жизнеобеспечения (BLSS). Frontiers in Plant Science, октябрь 2015 г. | Том 6 | Статья 888.
  8. ^ Rose, C .; Паркер, А .; Jefferson, B .; Картмелл, Э. (2015). "Характеристика кала и мочи: обзор литературы для информирования о передовых технологиях лечения ". Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 45 (17): 1827–1879. DOI: 10.1080 / 10643389.2014.1000761. ISSN 1064-3389
  9. ^ а б Санчес, Энрике (2015). Производство Lactuca sativa в системе антропоники. Хеммаодлат, Мальмё, Швеция
  10. ^ Pradhan, Surendra K .; Нерг, Анн-Марья; Сьоблом, Анналена; Холопайнен, Ярмо К. и Хейнонен-Тански, Хельви (2007). Использование удобрений для мочи человека при выращивании капусты (Brassica oleracea) - Влияние на химические, микробиологические и вкусовые качества. Департамент экологических наук Университета Куопио. Вестанфьярд, Финляндия
  11. ^ Санчес, Энрике (2016). Семена Citrullus lanatus как катализатор мочи для антропонического использования. Хеммаодлат, Мальмё, Швеция
  12. ^ Санчес, Энрике (2016). Древесная зола как питательная добавка для Cucumis Sativus в антропонической системе. Хеммаодлат, Мальмё, Швеция.
  13. ^ ЕС, (2016) Осадок сточных вод. Европейская комиссия, 06.08.2016
  14. ^ ВОЗ Европа, (2003 г.). Риски для здоровья стойких органических загрязнителей в результате трансграничного загрязнения воздуха на большие расстояния. Всемирная организация здравоохранения в Европе
  15. ^ Перри-младший, Х. М. и Перри, Э. Ф. (1959). Нормальные концентрации некоторых следов металлов в моче человека: изменения, вызываемые этилендиаминтетраацетатом. J Clin Invest. 1959 Aug; 38 (8): 1452–1463.