Urin kan redde klimaet

Dermed slår man to fluer i én smekk, og forskerne håper at prosjektet blir startskuddet for en global urinrevolusjon som hjelper både miljøet og matvareproduksjonen.

Urin kveler miljøet

Urin er kroppens avfall. Når nyrene renser blodet for avfallsstoffer, for eksempel nitritt og ammoniakk, blir de sendt ned til blæren der de skilles ut når vi går på do.

Ammoniakk oppstår når kroppen bryter ned proteiner. For å avverge en potensielt giftig opphopning av ammoniakk gjør enzymer i leveren om ammoniakken til urea.

Urea er vannløselig og kan lett eskorteres ut av kroppen uten å forårsake skader. En person tømmer blæren seks-sju ganger i døgnet og skiller ut om lag 550 liter urin i året. Mesteparten skylles ut i toalettet og ender som spillvann.

I løpet av et år produserer vi omkring 380 billioner liter spillvann – fem ganger mer enn de samlede vannmassene som passerer Niagarafossen.

Mengden spillvann er drastisk økende og anslås å ha steget til 470 billioner liter i 2030 og 574 billioner liter i 2050.

Den årlige produksjonen av spillvann inneholder 16,6 millioner tonn nitrogen, 6,3 millioner tonn kalium og 3 millioner tonn fosfor. Selv om urinen bare utgjør 1 prosent av innholdet i spillvann, er den likevel ansvarlig for 80 prosent av nitrogenet og 50 prosent av fosforen.

Og de store mengdene næringsstoffer har alvorlige konsekvenser for økosystemene.

Spillvannet havner vanligvis i innsjøer, elver og kystområder, der nitrogen og fosfor virker som rakettdrivstoff på algene, som eksploderer i vekst. Når algene dør og synker til bunns, suger nedbrytningen oksygen ut av vannet, noe som skaper de såkalte dødssonene der dyr og planter ikke lenger kan overleve.

Urin er en verdifull ressurs

Mens for mye nitrogen og fosfor gjør skade på miljøet, har landbruket en stor etterspørsel etter nettopp de to stoffene.

Innhold av næring i matjord er nemlig helt avgjørende. Mange bønder bruker derfor store mengder kunstgjødsel for å dyrke sine avlinger.

Globalt sett gjødsler bøndene med 115 millioner tonn nitrogen og 25 millioner tonn fosfor hvert år. Det enorme forbruket har, akkurat som utslippene av spillvann, store negative konsekvenser for miljøet.

Matplantene tar nemlig bare opp 35 prosent av nitrogenet, mens resten ender som forurensning i grunnvann, innsjøer og elver.

Men hvis vi i stedet samlet inn urinen og gjenbrukte innholdet av næringsstoffer, ville det kunne dekke opp mot 15 prosent av landbrukets nitrogenforbruk.

Forskergruppen fra SLU i Sverige vil som et forsøk samle inn 70 000 liter urin i løpet av Gotlands turistsesong, når utslippene av urin til Østersjøen er spesielt store.

Innsamlingen skjer i samarbeid med et lokalt firma som leier ut festivaltoaletter, noe som har ført til utviklingen av en helt ny type toalett som kalles en urinfelle.

Urinen lokkes i en felle

I tradisjonelle toaletter blir alt blandet sammen når vi skyller etterlatenskapene ut i kloakken. Er urinen først blandet med resten av spillvannet, som i tillegg til avføring inneholder for eksempel såpevann og utslipp fra industrien, er den nærmest umulig å samle opp.

Toaletter og urinaler bør derfor avlede urinen og dirigere væsken til separate beholdere.

Klassiske urinavledende toaletter er utstyrt med små bassenger til urinen i den forreste delen av kummen mens avføringen blir skylt ut i den bakerste delen. Slike toaletter krever imidlertid et omhyggelig mål.

Andre toaletter har sensorer eller fotpedaler som åpner for små utløp der urinen kan sive ned i separate beholdere.

En urinfelle utnytter derimot fysikkens lover og fanger inn urinen i en isolert beholder ved hjelp av den såkalte tekanneeffekten.

Når en væske helles sakte, for eksempel fra en tekanne, avkobles ikke væsken, men siver i stedet ned langs pottens utside. På samme måte sikrer kummens form i urinfellen at de gylne dråpene blir ledet ned i en separat beholder mens skyllevannet som kommer med en høyere fart, synker ned i et annet hull.

De svenske forskerne forestiller seg at urinen fra beholderen kan føres videre til kjempetanker i sentrale urinlagre der den oppbevares helt til den skal bearbeides.

Urinen må være tørr

Urin består av hele 95 prosent vann, og for å gjødsle et landareal på 10 000 m² trenger en bonde omkring 15 000 kilo frisk urin.

Håndtering og spredning av så store mengder er både dyrt og upraktisk, så derfor vil forskergruppen først tørke og presse urinen til små pellets. Dermed kan bonden nøye seg med 400 kilo og fortsatt tilføre samme mengde næringsstoffer til jorden.

Effektiv tørking av urin har imidlertid visse utfordringer. Det aller meste av nitrogenet er bundet i urea. Stoffet er i seg selv stabilt, men en rekke mikroorganismer produserer enzymet urease som gjør urea om til ammoniakk.

Ammoniakk fordamper lett når den kommer i kontakt med luft, og er årsaken til at gammel urin stinker. Når ammoniakken fordamper, trekkes det ut nitrogen av urinen, og dermed svekkes potensialet som gjødsel.

For å unngå tap av nitrogen har forskere utviklet en teknikk der urinen påføres baser som hever ph-verdien og forhindrer nedbrytning av urea.

Kunstgjødsel er en CO₂-forurenser

Fordelen med å skifte ut kunstgjødsel med uringjødsel er ikke bare å redusere nitrogen- og fosforforurensningen.

Kunstgjødsel blir produsert ved at nitrogen i luften gjøres om til ammoniakk under energikrevende prosesser. Produksjonen slipper ut store mengder CO₂ og står for 2–3 prosent av klodens samlede energiforbruk.

I en studie fra 2021 sammenlignet forskere tradisjonelle spillvannssystemer med systemer som samler opp urinen og gjenbruker næringsstoffene som erstatning for kunstgjødsel.

Ifølge beregningene vil uringjenbruk slippe ut 29–47 prosent mindre drivhusgass og forbruke 41 prosent mindre energi og halvparten så mye vann. I tillegg ville forurensningen fra spillvann bli redusert med opp mot 64 prosent.

Og det er ikke bare som kunstgjødsel urin kan gjøre nytte for seg.

Kvinner som strever med å bli gravide, kan for eksempel få hjelp fra et hormonpreparat utvunnet av urin fra kvinner i overgangsalderen. Preparatet inneholder follikelstimulerende hormoner som kan fremme eggløsningen og øke sjansene for graviditet.

Folk vil ha mat dyrket i urin

Tanken om å spise mat dyrket i menneskeurin kan være foruroligende for mange. Men gjennom historien har urin vært en verdifull ressurs som i tillegg til gjødsel blant annet har blitt brukt til å vaske klær, myke opp lær og produsere krutt.

For å finne ut hvordan vi i dag forholder oss til avlinger dyrket i menneskeurin, spurte en internasjonal forskergruppe 3763 personer fra 16 land hva de mente.

57,5 prosent svarte at de ikke hadde noen problemer med å spise matvarer dyrket med menneskeurin. Dermed er veien banet for en urinrevolusjon som kan gjenopprette klima og økosystemer.

Dødssoner som den som herjer rundt Gotland, vil bli gjenopplivet når urinens næringsstoffer ikke lenger skylles ut til algene, men i stedet gjenbrukes til nytte for både miljøet og landbruket.