Окрылённый успехом: большое будущее человеческого навоза

По высокотехнологичным улицам современнейшего индийского мегаполиса снуют автомобили, которые высасывают нечистоты из миллионов отстойников и выгребных ям, куда справляет нужду большинство из десяти миллионов жителей Бангалора.

Обычно ассенизационные машины сбрасывают свой груз в ручьи и озёра, усугубляя загрязнение окружающей среды, но здесь фермеры платят хорошие деньги за человеческие отходы, ведь они обеспечивают богатый урожай овощей, кокосов и бананов.

Это лишь один из многочисленных примеров, которые говорят о том, что отношение людей к калу и моче меняется. Раньше от них старались избавиться как можно быстрее, а теперь в них видят ценный ресурс. Сброс сточных вод в реки воспринимается не только как экологическая катастрофа, но и как нерациональное использование питательных веществ, с помощью которых можно накормить мир.

Каждый из нас производит около 500 л мочи и 50 кг экскрементов в год. Это не только вода и органический углерод, но и примерно 10 кг азота, фосфора и калия — трёх основных питательных веществ для растений. К тому же они услужливо перемешаны в правильных пропорциях. Таким образом, один человек способен обеспечить более 200 кг урожая крупы, отмечает Кристина Вернер из Германского агентства международного сотрудничества.

Несложный расчёт показывает, что население планеты ежегодно выделяет 70 млн т питательных веществ, которые на 40% способны заменить химические удобрения (в 2011 году их было использовано 176 млн т).

При надлежащей обработке органический углерод и питательные вещества в наших отходах не только делают почву более плодородной, но и позволяют ей лучше удерживать влагу. Выгода от этого огромная. Бедные фермеры, которые не могут позволить себе удобрения, воспрянут духом. Например, типичная семья Нигера, одной из беднейших стран мира, ежегодно выделяет количество питательных веществ, эквивалентное 100 кг химических удобрений, стоимость которых составляет четверть типичного годового дохода в сельских районах этого государства, по данным Линуса Дагерскога из Стокгольмского института окружающей среды (Швеция).

Замена химических удобрений на такого рода органику помогла бы также экономить запасы фосфатных минералов, которые не вечны. И хотя атмосфера — практически бесконечный источник азота, его переработка в удобрения считается основным «потребителем электроэнергии» в мире. Мы должны заняться утилизацией питательных веществ по тем же самым причинам, по которым повторно используются дефицитные металлы.

Сегодня большинство городских жителей (а это примерно 2 млрд человек) имеют доступ к персональным или коллективным туалетам. Не все они соединены с канализацией. Иногда это просто дыра в земле, где жидкость проникает в почву, а твёрдые отходы накапливаются, и иногда — отстойники, где бактерии и анаэробная среда способствуют разложению твёрдых отходов. Эти вместилища нужно время от времени опустошать, иначе нечистоты окажутся на улицах. Муниципальные власти уделяют мало внимания проблеме, поэтому за дело берутся частники. Опорожнение выгребных ям и отстойников превратилось в огромную индустрию, но о ней не принято говорить и её не хотят регулировать.

Несмотря на то что в Индии эта практика запрещена, приблизительно миллион представителей низших каст, в основном женщины и девочки, готовы за небольшую плату соскабливать дерьмо со стенок 100 млн выгребных ям и отстойников страны. Помогают им в этом лишь лопаты и вёдра. Содержимое сбрасывается в близлежащую канализацию или оставляется на каком-нибудь пустыре. Например, нечистоты из Аккры, столицы Ганы, заканчивают свой скорбный путь на холме, метко прозванном Лавандовым.

Власти быстрорастущих городов развивающегося мира пытаются бороться с отходами, беря пример с промышленно развитых стран, то есть подключая каждое здание к канализации. Сточные воды уносятся в далёкие очистные сооружения, где избавляются от твёрдых частиц и других опасных загрязнителей, после чего оказываются в реках. Но такая инфраструктура обширна, дорога и энергоёмка, подчёркивает Стэнли Грант из Калифорнийского университета в Ирвайне (США). К тому же твёрдые частицы, содержащие питательные вещества, оказываются на свалке, то есть пропадают.

Кроме того, канализация требует огромного количества воды для промывки унитазов, которая во многих местах принесла бы больше пользы, если бы использовалась для питья и орошения. На смывные туалеты уходит, как правило, более трети городского водоснабжения, а с ростом городов фермерам становится всё труднее найти воду для своих культур, которыми, кстати, питаются в основном города.

В результате лишь некоторые мегаполисы (не говоря уже о городах средней руки) полностью охвачены канализацией. И только каждый десятый из них отводит её содержимое к очистным сооружениям. Большинство канализационных стоков напрямую впадает в реки. Ниже по течению этих несчастных и по берегам морей образуются мёртвые зоны, общая площадь которых достигает ныне 250 тыс. км².

Г-н Грант и его единомышленники призывают власти взять на себя эту проблему. Решить её повсеместным строительством очистных сооружений невозможно. Круговорот питательных веществ надо сделать закрытым, говорит Пай Дрехсел из Международного института управления водными ресурсами (IWMI). Очень жаль, что в некоторых частях мира фермерам приходится заниматься утилизацией сточных вод на своих полях тайно и нелегально.

На самом деле эти люди возрождают древние традиции. Задолго до изобретения способа преобразования атмосферного азота в нитраты (растения не могут питаться азотом в его воздушном виде) сточные воды городов поступали на фермы. Их собирали под покровом ночи, дабы не оскорбить нежных чувств добропорядочных горожан. В английском языке даже появилось выражение «ночная почва» (night soil): столь деликатным образом обозначались собранные для сельхознужд нечистоты.

Потом начались кампании, направленные на улучшение здоровья населения, частью которых стало внедрение туалетов. Но традиция умерла далеко не везде. С 1890-х годов основная часть сточных вод Мехико выливается в долину Тула. По сей день 21 млн жителей мегаполиса продолжают удобрять своими фекалиями более 100 тыс. га. Переваренные остатки бобов, лепёшек, чили обеспечивают двойной урожай кукурузы и почти втрое повышают стоимость аренды земли, указывает Бланка Хименес из Мексиканской академии наук. Дерьмо сделало фермеров богачами.

Подобную картину можно встретить во многих развивающихся странах, особенно в засушливых регионах, где на счету каждая капля жидкости и питательных веществ. Например, в Пакистане канализация выращивает каждый четвёртый овощ в стране. В индийском штате Гуджарат сточные воды продаются на ежегодном аукционе, и фермеры предпочитают их пресноводной ирригации, значительно повышая свои доходы. Кстати, в том же Бангалоре один водитель, обслуживая район с населением в 20 тыс. человек, способен заработать $50 тыс. в год, что вдвое превышает стоимость новой ассенизационной машины.

Но носить таких людей на руках что-то не спешат. Главный аргумент против этой практики состоит в том, что содержимое выгребных ям и отстойников может быть заразно. В моче, мол, встречаются патогены, а фекалии богаты вирусами, бактериями и червями. Каждый год более 2 млн человек умирает от диареи и других заболеваний, связанных с человеческими отходами. Со своей стороны защитники сельскохозяйственного применения нечистот отмечают, что в большинстве случаев это результат плохой гигиены, то есть того, что люди банально не моют руки и испражняются под открытым небом. Обработка или поедание культур, выращенных с помощью сточных вод, играет здесь второстепенную роль.

К сожалению, нельзя с уверенностью утверждать, какой лагерь прав: надёжных исследований очень мало. Однажды индийские учёные обошли 22 деревни на берегах реки Муси, которая служит канализацией для Хайдарабада. Установлено, что почти в половине хозяйств из тех, которые орошались сточными водами, в предыдущий год были жалобы на лихорадку, головные боли, проблемы с кожей и желудком. Там, где использовалась чистая вода, люди были вдвое здоровее. Самые высокие показатели заболеваемости зарегистрированы у женщин, занятых на прополке «грязных» полей.

В другой раз изучали Гану. Тамошние фермеры растят на сточных водах в основном овощи, которые потом продаются на салат на городских улицах. По оценке г-на Дрехсела, их употребляют около 700 тыс. человек, что, по его же мнению, приводит примерно к полумиллиону случаев лёгкой диареи в год.

Естественной реакцией на подобные исследования становится запрет данной практики. Но, отмечает тот же г-н Дрехсел, надо просто позаботиться об улучшении гигиены. Паразитические простейшие и вирусы, присутствующие в фекалиях, не могут размножаться вне человеческого организма, поэтому простого хранения отходов перед их применением достаточно, чтобы многие опасные патогены погибли. Некоторые фермеры так и поступают, но они выдерживают недели, а нужны месяцы. Ускорить процесс можно разбрызгиванием древесной золы или рисовой шелухи либо путём добавления других щелочных материалов — например, извести. А если ещё к тому же мыть овощи перед тем, как резать их в салат, то можно ликвидировать 90% риска для здоровья, считает Деннис Вихельнс, главный экономист IWMI. Сжигание отходов уничтожает все болезнетворные микроорганизмы и всех паразитов, но снижает содержание питательных веществ.

Лучший способ оставить по максимуму питательных веществ и при этом сэкономить воду, не создавая опасности для здоровья, заключается в очистке сточных вод. Только твёрдые частицы надо не выбрасывать, а отдавать фермерам. И жидкость не стоит сливать в реку, лучше отдать её фермерам. Эта практика становится популярной в развитых странах с нехваткой воды. В Израиле, например, около 70% очищенных сточных вод используется для орошения.

При более интенсивной химической обработке сточные воды можно превратить в питьевые. Так, в Сингапуре подобная вода продаётся под маркой NEWater. «Она чище обычной водопроводной», — утверждает Яп Кхен Гуань, старший директор местного водоканала. В основном она используется всё же не для питья, а в промышленности — производстве микросхем, фармацевтике и пр. В калифорнийском округе Ориндж уже очищенные сточные воды дополнительно пропускают через горные породы, прежде чем направить их в краны более чем 2 млн жителей. Питьевую воду Лондона тоже, как правило, уже несколько раз пили люди, живущие выше по Темзе.

Мораль этой истории такова: практика «смыл и забыл» должна уйти в прошлое даже в самых развитых государствах. А о странах, где канализация — непозволительная роскошь из-за нехватки воды, и говорить нечего. Для миллиардов людей использование нечистот из выгребных ям и отстойников — единственный вариант и экономически, и экологически.

Подготовлено по материалам NewScientist.