Sedes ze spłuczką to praktyczny wynalazek, niestety sieje spustoszenie w środowisku, pozbawia gleby rolne niezbędnych składników odżywczych i uzależnia produkcję żywności od paliw kopalnych.
Przez cztery tysiące lat, ludzkie ekskrementy i mocz były uznawane w Chinach, Korei i Japonii za cenny towar. Ludzki obornik był transportowany łodziami po specjalnie zaprojektowanych systemach kanałów wodnych.

Dzięki wykorzystywaniu ludzkich „odpadów” jako nawozu w rolnictwie, cywilizacjom Wschodu udało się wykarmić duże populacje, unikając jednocześnie zanieczyszczenia wody pitnej. W tym samym czasie miasta średniowiecznej Europy przypominały śmierdzące rynsztoki, dopóki w późnej dziewiętnastowiecznej Holandii Charles Liernur nie opracował zaawansowanego systemu kanalizacji podciśnieniowej.

Przerwany Cykl

Niewinnie wyglądający sedes przerywa naturalny cykl krążenia materii w systemie produkcji żywności. Mówiąc krotko, zamienia bezcenne surowce w odpady. Kiedy uprawiamy rośliny, wyciągamy z gleby kluczowe składniki odżywcze: potas, azot, fosfor i wiele innych. Przez większość historii ludzkości, wprowadzaliśmy w obieg te składniki dzięki pracy naszych ciał. Zwracaliśmy je do gleby wydalając, kompostując resztki jedzenia i chowając zmarłych. Dzisiaj, w dużej mierze po prostu spłukujemy je do morza (infografika poniżej).

Takie postępowanie jest problematyczne i niezrównoważone, a są ku temu trzy główne powody. Zacznijmy od tego, że po pierwsze zrzucanie ścieków do rzek, jezior i mórz zabija ryby i zanieczyszcza wodę pitną. Można tego uniknąć jedynie przez przedłużenie naszego sedesu w bardzo kosztowny system kanalizacyjny i równie kosztowną infrastrukturę oczyszczanie ścieków (które nie eliminują całkowicie szkodliwego wpływu ścieków na środowisko wodne).

Po drugie, potrzebujemy nawozów żeby utrzymać żyzność naszych gleb. W 2008 roku na świecie, zużyto prawie 160 milionów ton nawozów sztucznych (192 miliony ton w roku 2019, przyp. tłum.). Bez nich, nasze gleby rolne straciłyby swoją żyzność w kilka lat, co doprowadziłoby do załamania się produkcji żywności i ludzkiej populacji. Trzecim problemem jest zużywanie wody pitnej w wielkich ilościach tylko do spłukiwania naszych toalet.

Toalety Zużywają Dużo Energii

Produkcja wody pitnej, budowa i utrzymanie systemu odprowadzania ścieków, oczyszczanie ścieków i osadów ściekowych oraz produkcja nawozów sztucznych to wszystko są procesy wymagający znacznych ilości energii. Azot, który stanowi ponad połowę zużywanych nawozów, występuje obficie w powietrzu, jednak żeby zamienić go w użyteczną człowiekowi formę należy ten gaz podgrzać i skompresować. Energia do tego procesu (który nie obywa się bez produkcji zanieczyszczeń) pochodzi z gazu ziemnego lub (w Chinach) z elektrowni węglowych.

Potas i fosforany trzeba wydobyć (czasem z głębokości wielu tysięcy metrów) i przetransportować. Potrzeba ponad 150 milionów ton skał fosforanowych, żeby rocznie wyprodukować 37 milionów ton nawozów fosforanowych oraz 45 miliony ton rud potasu aby uzyskać 25 milionów ton nawozów potasowych (rok 2010, przyp. tłum). Oba procesy zużywają duże ilości energii i zatruwają środowisko.

Co więcej, chociaż rudy potasu obficie występują w skorupie ziemskiej (starczy ich na 700 lat przy obecnym tempie wydobycia), to fosforu już nie. 90% obecnie znanych światowych rezerw (złoża na dzień dzisiejszy ekonomicznie lub technicznie nieopłacalne do wydobycia, przyp. tłum.) fosforanów znajduje się zaledwie w garstce krajów, a obecnie znane zasoby (kopaliny, których wydobycie jest opłacalne ekonomiczne i techniczne możliwe, przyp. tłum.) tego pierwiastka starczą, w zależności od szacunków, na 30 do 100 lat przy obecnym zapotrzebowanie na nawozy. Teoretycznie możemy powiększyć rezerwy fosforanów wliczając w nie złoża podmorskie, jednak ich wydobycie byłoby bardziej energointensywne, szkodliwe dla środowiska i skomplikowane niż wydobycie konwencjonalne. Jeśli zaczęlibyśmy pozyskiwać fosforany z dna mórz i oceanów to stopień zrównoważenia produkcji żywności spadłyby dramatycznie.

Jedynym sposobem, żeby potrzebne nam minerały dostały się z morza na ląd, są odchody ptaków morskich – nie myślmy, że są to spektakularne ilości - lub połów ryb i owoców morza. Jednak zaraz po tym jak strawimy naszą rybę z frytkami, razem ze ściekami cenne minerały spłyną z powrotem do morza.

Znak Cywilizacji

Rzadko kwestionuje się istnienie klozetu i towarzyszącej mu kanalizacji. Postrzega się je jako nieodzowne atrybuty cywilizacji – kraje, które nie są zaopatrzone w te technologie uważa się za zacofane i prymitywne. Powodem tego jest to, że zostaliśmy przekonani do wiary, że klozet i kanalizacja są jedyną alternatywą dla smrodu i chorób.

Zostaliśmy przekonani do wiary w to, że klozet i kanalizacja są jedyną alternatywą dla smrodu i chorób.

Od upadku Zachodniego Cesarstwa Rzymskiego (z jego wczesnym systemem kanalizacji i toalet), aż do końca dziewiętnastego wieku, w zachodnim świecie skoncentrowane i niezorganizowane odprowadzania ludzkich ekskrementów do gruntu, miejskich kanałów i rzek przyniosło nawracające zabójcze epidemie cholery i tyfusu. Ich przyczyną było picie wody zanieczyszczonej fekaliami.

Zaspokojenie potrzeb naturalnych odbywało się często na ulicach. Nocniki opróżniano do rynsztoków, na podwórkach, do słabo zabezpieczonych szamb i do wód powierzchniowych – metody które nie sprzyjały zdrowemu życiu w gęsto zaludnionych miastach. Klozet i kanalizacja skończyły z tymi problemami, przynajmniej w bogatych krajach, i nikt już więcej nie chce wracać do nędznych warunków higienicznych minionych czasów.

Chińskie Rolnictwo

Chociaż dzisiaj wydaje się to oczywiste, klozet nie jest jedynym możliwym rozwiązaniem problemów sanitarnych. Jest wiele innych, znacznie bardziej zrównoważonych metod oddzielania ludzkich odchodów od wody pitnej. Zacznijmy od tego, że ponury stan sanitarny w czasach od średniowiecza do początków Rewolucji Przemysłowej, był stricte zachodnim zjawiskiem. Na przełomie XIX i XX wieku woda w chińskich rzekach była bezpieczna do picia.

W tamtym czasie ludność Chin była równie liczna co ludność Ameryki i Europy, a ich miasta były równie duże i gęsto zaludnione. Różnica jednak polegała na tym, że Chińczycy zachowali system rolny oparty na ludzkich „odpadach” jako nawozie. Stolec i mocz były pieczołowicie zbierane i transportowane - nawet na znaczne odległości. Mieszano je z innymi szczątkami organicznymi, kompostowano i później rozprowadzono po polach (ilustracja poniżej).

Dzięki temu, Chińczykom udało się upiec dwie pieczenie na jednym ogniu: brak zanieczyszczeń i rolnictwo, które mogło przetrwać wieczność. Faktycznie przetrwało 4 tysiące lat, ale to i tak wyraźnie dłużej, niż 700 lat na które starczyć ma nam rezerw potasu, podtrzymującego przy życiu nasze nowoczesne rolnictwo.

Chiński system rolny, który został również zaadaptowany w Korei i Japonii, został wyczerpująco opisano w książce „Farmers of Forty Centuries” („Rolnicy Czterdziestu Stuleci”, brak polskiego przekładu książki, przyp. tłum.). Na początku XX wieku amerykański gleboznawca Franklin Hiram King wyruszył w podróż do Chin, Korei i Japonii. Był pod dużym wrażeniem rolnictwa tych krajów i swoje obserwacje i przemyślenia spisał we wspomnianym dziele. Publikacja jego książki zbiegła się z opracowaniem przełomowej metody Habera i Boscha (proces bezpośredniej syntezy amoniaku z pierwiastków azotu i wodoru, przyp. tłum.), która pozwoliła na tanią, masową produkcję nawozów azotowych, co było jednym z kamieni węgielnych nowoczesnego rolnictwa.

King poświecił cały rozdział zbieraniu i wykorzystaniu „ludzkich nawozów” przez Azjatów. Joseph Needham, również wspomina tę praktykę w VI tomie swojego monumentalnego dzieła „Nauka i cywilizacja w Chinach”, cytując różne starsze źródła. Bardziej współczesne omówienie tematu chińskiego rolnictwa możemy znaleźć w pracy Duncana Browna „Feed of Feedback: Agriculture, Population Dynamics and the State of the Planet”.

Handlarze Łajna

W czasie kiedy Franklin Hubert King zwiedzał Państwo Środka, szacuje się że Chiny zamieszkiwało 400 milionów pełnoletnich obywateli. W tym czasie, w Europie żyło 400 milionów ludzi, a w Stanach Zjednoczonych 100 milionów. Stolec i mocz każdego z 400 milionów Chińczyków był zbierany do szczelnie zamykanych terakotowych słoi wyposażonych w nieprzepuszczającą powietrza uszczelką. Cenny materiał zbierano w każdym domu, zarówno w malutkich wioskach jak i w wielkich miastach.

W niektórych miastach zbudowano specjalne kanały i łodzie do transportu ludzkiego obornika. Tak było np. w Hankow-Wuchang-Hanyang, mieście zamieszkanym przez 1.8 miliona ludzi ściśniętych na zaledwie 6.5 kilometrach kwadratowych. Można by się kłócić, że w rzeczywistości Chińczycy mieli swój system kanalizacji, jednak na pewno zgoła inny niż europejski.

W czasie kiedy King wizytował Chiny (pierwsza dekada XX wieku, przyp. tłum.), każdego roku ponad 182 miliony ton ludzkiego nawozu było zbieranych w miastach i wioskach – 450 kg (900 funtów) na osobę rocznie. Dzięki temu, do chińskich gleb wracało rocznie 1.160.000 ton azotu, 376.000 ton potasu i 150.000 ton fosforanów. W Japonii w 1908 roku zebrano i rozprowadzono po polach 23.850.295 ton ludzkiego obornika.

Władze Szanghaju handlowały i rozprowadzały „nocną glebę” (tym mianem w Europie Zachodniej określało się ludzki obornik, przyp. tłum.) swoich mieszkańców siecią specjalnie zaprojektowanych kanałów po których pływało setki łodzi (patrz mapa poniżej). Ludzki nawóz był uważany za cenny towar. Rynek był warty 100 tys. dolarów rocznie. W 1908 roku chiński biznesmen zapłacił miastu 31 tys. dolarów (dzisiaj byłoby to 700 tys. dolarów) za prawo do zbierania rocznie z terenu miasta 78 tys. ton nocnej gleby, aby następnie odsprzedać towar rolnikom na wsi.

W Japonii, która była w tamtych czasach znacznie bardziej zurbanizowana niż Chiny, najemcy płacili wynajmującemu niższy czynsz w zamian za ekskrementy wysokiej jakości. F.H King tak pisał o ładunkach ludzkiego nawozy wywożonego z terenów Tokio i Jokohamy: „[…]przenoszony na barkach mężczyzn i na grzbietach zwierząt, lecz najczęściej na mocnych wózkach ciągniętych przez mężczyzn, niosących sześć do dziesięciu szczelnie zamkniętych drewnianych pojemników mieszczących czterdzieści, sześćdziesiąt lub więcej funtów każdy”. Często można było spotkać na japońskiej wsi znaki, które zachęcały ludzi do załatwienia swoich potrzeb właśnie przy nich. Pozostawionymi odchodami rolnicy nawozili pola.

Azjatycki zwyczaj ponownego wykorzystywania ludzkich ekskrementów obrzydzał niektórych zagranicznych przybyszów. Portugalski podróżnik Ferdinand Mendez Pinto pisał w 1583 roku.

„Wiedzcie, że w tym kraju jest wielu takich, którzy kupczą ludzkimi Nieczystościami, co wśród nich nie jest żadnym podrzędnym zajęciem, a przynosi wielu bogactwo i poważanie. Owi handlarze łajna, chodzą wzdłuż ulic z wynajętymi Kołatkowymi,[…], żaby dać znać, że przyszli po to czego potrzebują nie obnosząc się z tym nachalnie, jako że To samo w sobie śmierdzącym paskudztwem jest; ponadto muszę nadmienić, że towar ten jest przez nich tak wysoce poważany, i wielki handel nim się odbywa, że do jednego morskiego portu, wpływa czasem naraz dwie lub trzy setki Statków nim wyładowanych.” (sic)

Liczący sobie 4 tysiące lat system rolny o obiegu zamkniętym, zniknął razem z pojawieniem się nawozów sztucznych, które zaczęto importować z Zachodu w pierwszych dekadach XX wieku. Chiny są dzisiaj największym konsumentem nawozów nieorganicznych, odpowiadającym za 28% całkowitego światowego zużycia (26% w 2017 roku, przyp tłum.). Dzisiaj, Azja jako całość, zużywa ponad połowę wyprodukowanych na świecie nawozów sztucznych (dokładnie 57% w 2017 roku, przyp. tłum.).

Europejscy Zbieraczy Nocnej Gleby

W Europie również zbierano ludzki nawóz, jednak w przeciwieństwie do Azji, na znacznie mniejszą skalę i przez krótszy czas. W drugiej połowie XIX wieku, w zachodniej Europie era gospodarki opartej na rolnictwie dobiegała końca. Rewolucja Przemysłowa napędzała migrację ludności wiejskiej do miast. W metropoliach, muszących radzić sobie z rosnąca ilością mieszkańców, problem zagospodarowania ścieków stawał się coraz poważniejszy.

W tym samym czasie, kiedy eksperci i lekarze zaczęli podejrzewać, że rozprzestrzenianie się cholery i tyfusu jest konsekwencją picia zanieczyszczonej wody, rolnictwu brakowało wystarczającej ilości nawozów zwierzęcych. Wydawało się, że oba problemy można rozwiązać za jednym zamachem. W wielu krajach i miastach zaczęto organizować systemy zbierania ludzkich odchodów na handel, zwanych w tych czasach „nocną gleby”.

Mieszkańcy miast oddawali stolec i mocz do drewnianych i blaszanych wiader trzymanych w wygódkach, mieszając je z ziemią, popiołem i węglem drzewnym, które eliminowały przykre zapachy. Zbieracze nocnej gleby pojawiali się w miarę regularnie (głównie nocą, stąd nazwa) by zebrać towar.

Zbieracze albo przesypywali zawartość wiaderek na wóz i oddawali je właścicielom, więc ci musieli sami zadbać o jego czyszczenie, lub zabierali pełne wiaderka, dając na wymianę puste (mycie leżało po stronie zbieraczy). Puste wiaderka wracały do wygódek, a towar był transportowany wozami to punktów zbiorczych poza miastem. Ludzkie odchody zamieniano w nawóz na potrzeby rolnictwa.

Niestety, zbieranie i transport „odpadów” nie był tak regularny, czysty i wydajny jak miało to miejsce w Chinach, Korei i Japonii. Wszystko było w porządku jeśli używano do zbiórki i transportu szczelnych pojemników, lecz niestety nie zawsze tak było. Nocną glebę często ładowano na otwarte wózki i wozy, co miało oczywiste konsekwencje w postaci strasznego smrodu, jak również zdarzało się, że część ładunku spadała na ulicę. Z źle zabezpieczonych wiaderek zawartość wylewała się na schody, podwórza i ulice. Przy opróżnianiu ich do wózków również dochodziło do „marnowania” nocnej gleby. Co więcej, odbiór nie zawsze odbywał się regularnie, w szczególności w biedniejszych dzielnicach.

Jednak system wiaderek był i tak znaczną poprawę w porównaniu do chaotycznego zbierania nocnej gleby w średniowiecznej Europie. W Średniowieczu tzw. „zbieracze łajna”, z ulic miast, podwórek i rynsztoków zgarniali ludzkie i zwierzęce ekskrementy by później sprzedać je rolnikom, którzy nawozili nimi pola. Problem z nimi był taki, że żeby przedsięwzięcie było opłacalne zbieracze musieli zapełnić swój wózek. Duncan Brown, cytując Cipolle, tak opisuje ten proceder:

„Najbardziej żałosnym aspektem tego biznesu była tragedia ludzi, których nędza była tak skrajna że z ulic zbierali łajno i trzymali je [w swoich domach], dopóki nie zgromadzili wystarczającej ilości na sprzedaż.”

Istniały jednak wyjątki od reguły. Dobrym przykładem będzie Flandria, gdzie zorganizowany system zbierania nocnej gleby, przypominający chiński, powstał już we średniowieczu. W XVI wieku miasto Antwerpia i jej okolice, rozwinęły prężny i znaczący przemysł bazujący na wykorzystaniu odpadków organicznych (ludzkich ekskrementów, nawozu miejskich koni, odchodów gołębi, błota z czyszczenia kanałów i odpadów spożywczych). W XVIII wieku, wzdłuż rzeki Schelde stały liczne, potężne magazyny, do których barkami zwożono ludzkie ekskrementy zebrane z holenderskich miast.

Kanalizacja Podciśnieniowa Charlesa Liernur

Holenderski inżynier Charles Liernur jest pionierem innej metody zbierania ścieków. W 1866 roku opatentował system kanalizacji podciśnieniowej, która łączy wygodę współczesnej sieci wodociągowej i zalety wcześniejszych metod nastawionych na otrzymanie nawozu. W tym systemie, każdy klozet jest podłączony do podziemnej sieci rur o małej średnicy, przez co mocz i stolec natychmiastowo opuszczają domostwo.

System Liernura łączył wygodę współczesnej sieci wodociągowej i zalety wcześniejszych metod nastawionych na otrzymanie nawozu.

Zasadniczą różnicą w stosunku do dzisiejszej technologii (kanalizacji grawitacyjno-tłocznej, przyp. tłum.) było to, że system Liernura nie wykorzystywał wody, ale ciśnienie atmosferyczne jako medium transportowe. Dzięki temu nie dochodziło do rozcieńczania odchodów, przez co zachowywały one swoją wartość jako nawóz – było to wyraźną intencją Liernura. Co więcej, system kanalizacji podciśnieniowej nie potrzebował zastępów zbieraczy, którzy taszcząc nocą wiaderka wypełnione kupą i siuśkami budzili ludzi ze snu. W porównaniu do systemu nocnej gleby, nawet do azjatyckiego, ten aspekt działania kanalizacji był znaczącym postępem.

Patent Liernura zyskiwał na polarności i przyjął się w trzech holenderskich miastach: Leiden w 1871 roku, Amsterdamie w 1872 i Dordrechcie w 1874 roku. Początkowo do systemu było podłączone jedynie kilka tysięcy domów, ale w Amsterdamie urósł on do znacznych rozmiarów. Do końca XIX wieku w Amsterdamie podłączono 90 tysięcy mieszkańców do systemu kanalizacji podciśnieniowej Liernura - było to 20% populacji całego miasta.

W Amterdamie i Leiden system działał przez prawie 40 lat. Kanalizację podciśnieniową wprowadzono również w mniejszej skali w czeskiej Pradze, francuskiej Trouville sur Mer, niemieckim Hanau i angielskim Stansed. W Trouville system założony w 1892 roku działał aż do 1987 r. (źródło). Dzisiaj tę metodą stosuje się na statkach, w pociągach i samolotach (jest ona nadal sporadycznie montowana w miastach i na wsi, ponieważ ma one pewne przewagi nad systemem grawitacyjno-tłocznym, szczególnie w regionach płaskich o wysokim lustrze wód gruntowych, gdzie kanalizację trzeba prowadzić płytko, przyp. tłum.).

Francuzi opracowali własną wersję systemu Liernura – kanalizację Berliera. Na próbę została założona w Lionie w 1880 roku, gdzie z powodzeniem odprowadzała ścieki na dystans czterech kilometrów. W 1881 roku, pięciokilometrową testową sieć założono na przedmieściach Paryża. Francuzi podeszli bardzo poważnie do swoich testów: przepływ ścieków kontrolowali umieszczając w różnych punktach instalacji, liczne szklane rury. System Berliera, techniczne przewyższający kanalizację Liernura, działał bez zarzutu: tysiąc gwardzistów skoszarowanych w barakach Pépinière podłączonych do tego systemu, było jedynymi z paryskich żołnierzy, którzy nie musieli walczyć z wybuchami epidemii tyfusu.

Na Scenę Wkracza Klozet

Chociaż pod względem technicznym system kanalizacji Berliera był sukcesem to nigdy nie wyszedł on poza fazę testową. Podobne były losy systemy Liernura. Holenderska Rada Doradcza do Spraw Zdrowia (The Dutch Health Advisory Board) w 1873 roku zalecała (patrząc za pozytywne doświadczenia Amsterdamu) powszechne, ogólnokrajowe wprowadzenie systemu kanalizacji Liernura. Tak się jednak nie stało. Liernur zaprojektował systemy kanalizacji dla innych miast europejskich (Paryż, Berlin, Sztokholm, Monachium, Stuttgart i Zurych) i amerykańskich (Baltimore), ale one również nigdy nie zostały zrealizowane.

Jest wiele powodów dla których system podciśnieniowy nie stał się dzisiejszym standardem odprowadzania ścieków. Po pierwsze, pojawił się klozet ze spłuczką i wodociągi. Holendrzy zaczęli podłączać swoje spłukiwane wodę sedesy do systemu Liernura, rozwadniając stolec i mocz do takiego stopnia, że ich wartość jako nawozu znacząco spadła.

Jednak zanim zaczęło się tak dziać, to okazało się że sprzedaż ścieków na nawozy nie przynosiła oczekiwanych zysków. Eksperci do spraw zdrowia wskazywali, że zyski nie mogą być pierwszorzędnym celem systemu sanitarnego, ale problemem było również to, że sam Liernur podkreślał, że inwestowanie w jego system przyniesie zyski. Promocja przyciągnęła inwestorów, którzy jednak szybko porzucili tę technologię kiedy zaczęli tracić pieniądze.

Położenie sieci kanalizacji podciśnieniowej jest dwa razy tańsze od tradycyjnej kanalizacji grawitacyjno-tłocznej.

Rosnącym problemem, nie tylko w Holandii ale w całym świecie zachodnim, były rozrastające się miasta. Zarówno system nocnej gleby, jak i bardziej wyszukane praktyki, w końcu musiały przegrać z logistyką. Miasta powiększały się, a tereny wiejskie coraz bardziej oddalały od miejsc zbiórki „ludzkiego nawozu”, więc stare metody okazały się niewystarczające. Ostatnim, śmiertelnym ciosem zadanym systemowi podciśnieniowemu było pojawienie się nawozów mineralnych. Kiedy w 1910 roku opracowano metodę ich taniej produkcji, problem niedoboru nawozów w rolnictwie został uznany za „rozwiązany”.

Ponieważ w rozrastających się miastach coraz częściej pojawiały się systemy kanalizacji burzowej, władze miast uznały, że można tą siecią odprowadzać również ścieki. Chociaż na pierwszy rzut był to postęp, to okazało się później że był to krok wstecz. Ekskrementy zawierające substancje odżywcze były zrzucane do wód powierzchniowych kilka kilometrów za miastem, a nie trafiały do otaczających miasto terenów rolnych. Minęło kolejne 70 lat zanim stacje oczyszczania ścieków stały się (względnie) powszechne w bogatych krajach.

Patrząc W Przyszłość – Mamy Tylko Trzy Drogi Do Wyboru

Jeśli chcemy przywrócić naturalny cykl naszemu systemowi produkcji żywności to mamy do wyboru tylko trzy możliwe technologie. Pierwsza to unowocześniona wersja zbierania nocnej gleby opierająca się na toaletach kompostujących. Każdy dom zbiera osobno stolec w toaletach kompostujących razem z odpadkami organicznymi. Mocz można gromadzić w osobnych zbiornikach opróżnianych raz do roku (takie systemy istnieją w niektórych holenderskich i szwedzkich miastach, w których ludzie używają toalet oddzielających mocz od stolca).

Drugą drogą byłoby opracowanie nowoczesnych kanalizacji podciśnieniowych, bazujących na projektach Liernura lub Berliera, w których ścieki byłyby odprowadzane automatycznie, ale bez użycia wody. Kanalizacje podciśnieniowe znalazły zastosowanie w niektórych nowych inwestycjach mieszkaniowych lat 60-tych i 70-tych XX wieku. Kilkaset takich sieci działa w USA, Wielkiej Brytanii, Australii, Niemczech, na Malediwach, W Republice Południowej Afryki i na Bliskim Wschodzie. (informacje dodatkowe).

Założenie sieci podciśnieniowej jest dwa razy tańsze od konstruowania konwencjonalnej sieci. Systemy podciśnieniowe są również szybsze w budowie i łatwiejsze w utrzymaniu: składają się z rur o znacznie mniejszych średnicach niż w kanalizacji grawitacyjno-tłocznej i kładzie się je płycej – może to być wąski kanał pod nawierzchnią drogi.

Trzecim rozwiązaniem technicznym, niestety o wiele droższym od dwóch poprzednich, jest wykorzystanie rozwodnionych ścieków z obecnych kanalizacji. Przede wszystkim, takie podejście dodaje kolejny poziom złożoności i kosztownej infrastruktury, do i tak już bardzo drogiego i skomplikowanego systemu. Rozwodnione ścieki nie tylko trzeba wysuszyć, ale również oczyścić. Jest tak, ponieważ szlam ze ścieków nie składa się jedynie z ludzkich odchodów, ale również z wielu innych odpadów (łącznie z toksycznymi), zarówno z gospodarstw domowych jak i fabryk.

Co ciekawe, jeśli usunęlibyśmy z systemu kanalizacji mocz i ekskrementy to moglibyśmy w ogóle pozbyć się systemu odprowadzania ścieków, oszczędzając pieniędzy i energii. Istnieją skuteczne alternatywne sposoby radzenie sobie z wodą burzową (wystarczy zmniejszyć powierzchnie utwardzonej nawierzchni) i zagospodarowania i szarej wody.

Kompostowanie

Ludzkie odchody i mocz, można stosować jako nawóz jedynie po wcześniejszej obróbce. Ten fakt był od dawna znany Chińczykom. Dawni chińscy pisarze zajmujący się uprawą roli tak pisali o nawożeniu surowym ludzkim obornikiem „[…]rośliny dostają poparzeń i giną, pędy gniją, a ludzkie dłonie i stopy cierpią”. Dzisiaj wiemy, że ich użycie niesie ze sobą więcej poważnych zagrożeń dla zdrowia. Chociaż F.H. King i Joseph Needham chwalili chiński sposób kompostowania, wskazując na to, że np. że wielu gospodarzy łączyło swoje wygódki z przydomowymi chlewikami (patrz ilustracja poniżej), to Duncan Brown miał bardziej krytyczne zdanie na ten temat. Uważał, że korzyści zdrowotne, jakie przynosiło Chińczykom picie niezanieczyszczonej wody, były częściowo negowane przez choroby przenoszone na płodach rolnych:

„Choroby przewodu pokarmowego były plagą w całym regionie. W Korei i Japonii, ludzie często zarażali się przywrami, co wynikało ze zwyczaju jedzenia surowych ryb hodowanych w stawach nawożonych ludzkimi odchodami. Jednak większości tych chorób można byłoby unikać, jeśli dołożono by starań, aby lepiej zrozumieć naturę i drogi ich rozprzestrzeniania się. Prawidłowo zastosowane urządzenie, takie jak w miarę nowoczesne szambo, bardziej nowoczesny zbiornik napowietrzający czy tzw. toaleta kompostująca, mogłyby ograniczyć występowanie chorób przewodu pokarmowego wynikających z używanie ludzkich odchodów jako nawozu.”

Ludzki obornik przed użyciem zawsze trzeba poddać kompostowaniu. Można to zrobić na dwa sposoby. Pierwszy – powolne kompostowanie – to technika zrób-to-sam, przedstawiona w „Humanure Handbook”", dostępnym on-line praktycznym kursie stworzonym przez Josepha Jenkinsa (który ukuł z dwóch słów human, czyli człowiek i manure, czyli obornik, nieprzetłumaczalny na język polski wyraz humanure, przyp. tłum.). Wolne kompostowanie (tzw. zimny kompost, przyp. tłum.) odbywa się w niskich temperaturach i trwa rok w klimacie umiarkowanym. Większość, ludzi stosujących tę metodę uważa, że ze względu na bezpieczeństwo uzyskany (bezwonny) kompost można jedynie używać do nawożenia roślin, których części jadalne nie będą miały z nim bezpośredniej styczności (jak np. drzewka owocowe) albo do roślin nie przeznaczonych do spożycia (kwiaty, rośliny doniczkowe).

Drugim sposobem jest kompostowanie w wysokiej temperaturze (tzw. gorący kompost albo aktywny kompost, przyp. tłum.), które przebiega znacznie szybciej, a produktem jego jest bezpieczny nawóz do wszystkich rodzajów upraw. Jest to proces przemysłowy (można zrobić samemu gorący kompost, ale wymaga to wiele wprawy i uwagi, przyp. tłum.), który z powodzeniem stosuje się w od lat w wielu krajach. Co ciekawe, w pierwszym etapie procesu generowany jest prąd elektryczny dodatkowo podnoszący stopień zrównoważenia całego systemu. Od 2005 roku, Holenderska firma Orgaworld kompostuje w swojej przemysłowej kompostowni m. in. zawartość pieluch (jest ona mechanicznie oddzielana od plastikowej pieluszki) razem z wieloma innym rodzajami odpadków organicznych. Jest to zaawansowany technologicznie proces trwający około 6 tygodni, którego produktem jest wysokiej jakości kompost wolny od zarazków, leków i hormonów. Firma postawiła dwa zakłady w Kanadzie i buduje kolejny w Wielkiej Brytanii.

Czy Uda Się Nam Wykarmić Ludzkość Używając Ludzkiego Obornika?

Czy jesteśmy w stanie wyprodukować wystarczając ilość nawozów naturalnych, żeby zastąpić syntetycznie wytwarzany amoniak i wydobywane w kopalniach fosforany i potas? F. H King pisał, że jedna dorosła osoba produkuje średnio 1.135 gramów stolca i moczu na dobę. Ile azotu, potasu i fosforanów kryje się w tej masie? To wszystko zależy od diety.

Powołując się na różne opracowanie naukowe King podawał, że w Chinach sto lat temu jeden dorosły produkował 2.9 do 6.0 kilogramów azotu rocznie, 0.9 do 2.0 kg potasu i 0.4 do 1.5 kg fosforanów.

Jeśli będziemy przetwarzać nasze własne „odpady”, to automatycznie produkcja nawozu będzie nadążać za wzrostem populacji.

Na dzień dzisiejszy światową populacje ludzi szacuje się na 7.8 miliarda (dane i obliczenia uaktualnione do roku 2020. przyp. tłum.). Przyjmijmy, że każdy z nas, mieszkańców planety Ziemia, jada tyle co Chińczyk z początków XX wieku, i każdy z nas wydala dziennie maksymalne wartości przedstawione przez Kinga (co odpowiada temu, że spożywamy dzisiaj więcej produktów zwierzęcych, poza tym ciężko znaleźć współczesne wartości na których można by polegać). Oznaczałoby to, że 7.8 miliarda ludzi mogłoby produkować 46.8 milionów ton azotu rocznie, 15.6 milionów ton potasu i 11.7 milionów ton fosforanów. Czy to wystarczy, żeby zastąpić nawozy sztuczne? Na pierwszy rzut oka nie, ponieważ dzisiejsza produkcja nawozów sztucznych wynosi:

• 109 [Mt] azotu (N), ponad 2 razy więcej niż ludzie byliby w stanie sami wyprodukować (46.8 Mt)

• 45 [Mt] fosforanów (P2O5), ponad 4 razy więcej niż ludzie mogliby wyprodukować (11.7 Mt)

• 38 [Mt] potasu (K2O), około 2.5 raza więcej niż ludzie mogliby produkować (15.6 Mt)

• Źródło: FAO, rok 2019

Żywy Inwentarz

Jednak, my ludzie „outsourcingowaliśmy” znaczącą część produkcji obornika na zwierzęta hodowlane. Duża ilość nawozów sztucznych jest zużywana do produkcję paszy dla zwierząt, a te zwierzaki dają z siebie znacznie więcej obornika, niż wszyscy ludzie na Ziemi razem wzięci. W 2017 roku, zwierzęta hodowlane wyprodukowały w postaci obornika 115 Mt azotu (dane o potasie i fosforanach nie są dostępne, ale w 2004 roku na 125 Mt azotu z obornika przypadło 58 Mt potasu, przyp. tłum.) To prawie trzy razy więcej niż 46.8 Mt, możliwych do pozyskania z ludzi.*

• Komentarz tłumacza: FAO podaje, że 88 Mt azotu (N), czyli 76.5% ze 115 Mt, wydalonego przez zwierzęta pozostało na pastwiskach i łąkach, w miejscu gdzie zwierzęta się pasły. Jedna czwarta tj. 27 Mt (N), została zagospodarowana i użyta do nawożenia upraw. Mniej więcej jedna trzecia tj 34 Mt (N) złożonego lub rozrzuconego na glebach azotu zawartego w oborniku, została stracona w wyniku wymywania go z gleby. Żeby móc zbierać odchody, które obecnie zwierzęta zostawiają na pastwiskach, należałoby zamknąć zwierzęta w oborach i karmić je paszą dostarczaną z zewnątrz (tzw. chów w cyklu zamkniętym). Wielkoskalowy chów zamknięty ma jednak swoje szeroko opisywane negatywne konsekwencje dla środowiska i dobrostanu zwierząt.

W Chinach, w systemie rolnym opartym na ludzkim oborniku, zwierzęta odgrywały małą rolę, ale europejscy rolnicy w Średniowieczu byli wyjątkowo zależni od zwierząt. Obornika nigdy nie marnowano. Tak pisze Joseph Needham, cytując Fussella:

„Piętnastowieczni i siedemnastowieczni europejscy chłopi, zarówno biedni i zamożni, dzielili ze sobą to samo zmartwienie – łajno. Nigdy nie gardzili żadnym źródłem surowca, nawet najmniejszym, bo los wszystkiego co rosło na ich polach, zależał od ilości, którą udało im się zgromadzić. Byli gotowi podjąć pracę godną Heraklesa, aby usypać wystarczająco duży kopiec łajna.”

Istnieje wiele dobrych powodów, żeby ograniczyć spożycie mięsa, zarówno zdrowotnych jak i środowiskowych. Hodowla zwierząt jest jednym z głównych powodów wylesiania (co czyni ją również poważnym czynnikiem degradacji gleb). Jednakże, jeśli nie chcemy zrezygnować z naszego wysokiego spożycia mięsa, to przynajmniej podejmijmy „heraklesową pracę, żeby usypać wystarczająco duży kopiec łajna”.

Nie tylko zaoszczędziłoby nam to wysiłku produkcji ogromnych ilości nawozów sztucznych, ale również zatrzymałoby wyniszczające konsekwencje wywalania do środowiska 91 milionów ton azotu rocznie i 49 milionów ton fosforanów (odpowiednio 109 Mt N, i 45 Mt P2O5 w roku 2017, przyp. tłum.). Większość z tego, bez żadnego przetworzenie zrzuca się na pola w pobliżu miast, w za dużych dawkach, legalnie lub nie, jako tani „sposób gospodarowania odpadami”.

Resztki Jedzenie i Inne Metody

Mamy jeszcze jedno niewykorzystane źródło surowca na nawozy organiczne – resztki jedzenia. Tak, jak dzieje się to z odchodami ludzkimi i zwierzęcymi, traktujemy ten surowiec jak odpady. Resztkami jedzenia można karmić zwierzęta, np. świnie i kury, ogromnie poprawiając w ten sposób stopień zrównoważenia produkcji mięsa. Ale zamiast tego, nasze zwierzaki jedzą zboże i soję. Jedynie 3% resztek jedzenia, które pozostawią po sobie Amerykanie jest ponownie przetwarzanych. Reszta ląduje na wysypiskach śmieci, produkując znaczne ilości gazów cieplarnianych (metanu przyp. tłum.).

W Unii Europejskiej zakazane jest karmienie zwierząt zlewkami i resztkami jedzenia pochodzącymi z obiektów gastronomicznych i kuchni domowych, których mięso przeznaczone jest do spożycia dla ludzi, przyp. tłum.

Duży potencjał kryje się również w ograniczeniu użycia nawozów. Jednym z głównych powodów szkód jakie wyrządzają nawozy sztuczne jest ich nadużywanie. Ponieważ są tanie, to powszechną praktyką rolników jest stosowanie większej dawki nawozu niż potrzeba, w celu uniknięcie ryzyka zastosowanie dawki zbyt małej. Oznacza to, że większa ilość substancji odżywczych jest marnowana w wyniku erozji gleby, wymywania i spłukiwania z pól – co prowadzi do zanieczyszczenia wód gruntowych, rzek, jezior i mórz, ponieważ te pierwiastki nie przechodzą przez system oczyszczania ścieków.

Największym problem nie jest to to, że produkujemy nawozy syntetyczne, ale to że ich nie recyklingujemy.

W dawnych Chinach wyglądało to zupełnie inaczej. Rolnicy nigdy nie mieli nadmiaru nawozu do wykorzystania, więc rozważnie nim gospodarowali. Stosowali go tylko tyle ile było trzeba, nie więcej. Jeśli my, przyjęlibyśmy takie podejście do nawożenia, to znacząco ograniczając zużycie nawozów utrzymalibyśmy produkcję żywności na tym samym poziomie co dzisiaj. Dodatkowo stosując płodozmian, uprawy między-plonowe i mieszane, zielony obornik, wszystkie ważne w przeszłości techniki rolne zaadaptowane w rolnictwie ekologicznym, moglibyśmy jeszcze bardziej zmniejszyć naszą zależność od nawozów.

Zbilansowanie Składników Odżywczych

Zatrzymajmy się na chwilę w tym miejscu i przeanalizujmy wszystkie zebrane do tej pory informacje. Z jednej strony mamy zwierzęta hodowlane i ludzi, którzy razem wzięci wytwarzają 162 Mt ton azotu i 72 Mt fosforanów, które prawie w całości są marnowane, siejąc w środowisku spustoszenie.

Z drugiej strony, nasze fabryki produkują 109 Mt sztucznych nawozów azotowych i 45 Mt fosforanowych – kompletnie zbędne przedsięwzięcie, które jeszcze bardziej zwiększa zanieczyszczenie i pożera ogromne ilości energii. Razem z przewidywanym wzrostem światowej populacji i pogłowia żywego inwentarza (nie wspominając nawet o wzroście popularności upraw na biopaliwa), produkcja nawozów organicznych i mineralnych wzrośnie, pogarszając tylko całą sprawę.

Wszystko na to wskazuje, że przekroczyliśmy granicę samowystarczalności i nie jesteśmy w stanie poradzić sobie dzisiaj bez nawozów sztucznych. Właśnie dzięki nim w XX wieku, ludzka populacja wzrosła tak gwałtownie. Z drugiej jednak strony, może sytuacja nie jest wcale tak beznadziejna? Szacuje się, że ludzie podwoili za sprawą nawozów sztucznych ilość azotu, potasu i fosforu krążących w globalnym ekosystemie. To co jemy i wydalamy (i nasze zwierzęta) zawiera składniki pochodzące z nawozów, więc można ten fakt wykorzystać. Problem jednak polega na tym, że marnujemy te zasoby nie starając się ich ponownie wykorzystywać.

Wyzwanie Logistyczne

Jeśli weżniemy pod uwagę zwierzęcy obornik, to mamy go tyle, że wystarczy go na nawóz do utrzymanie ludzkiej populacji na poziomie 7 miliardów ludzi (autor opierał się na danych z 2004 roku, od tego czasu ilość ludzi wzrosła z 6.4 miliarda do 7.8 miliarda, ale ilość obornika, w przeliczeniu na azot, spadła z 125 Mt (N) do 115 Mt (N), przyp. tłum.). Co więcej, ludzie nie mają żadnych oporów do nawożenie pół łajnem. Dlaczego więc nie skorzystać z okazji? Ilość składników odżywczych, które w formie zwierzęcego obornika użyto na terenach rolniczych została obliczona na 34 Mt (27 Mt w 2017 roku, przyp. tłum.) azotu (28% z całości) i 8.8 Mt fosforanów (15% procent całości w 1996 roku. To co zostało zmarnowane jest równe (azot) lub przewyższa (fosforany) ilość produkowanych nawozów sztucznych (autor ma na myśli składniki pozostawione przez zwierzęta na pastwiskach razem ze składnikami traconymi w wyniku erozji gleby, wymywania i spłukiwania z pól, przyp. tłum.).

Jest to konsekwencją systemu intensywnej, przemysłowej produkcji mleka i mięsa, działającego w skali globalnej. W wielu krajach zwierzęta jedzą paszę, którą uprawia się na drugim końcu świata. Więc jeśli chcielibyśmy zamknąć obieg w tym systemie, musielibyśmy wysyłać z powrotem obornik do miejsc skąd pochodzi pasza. Tak o tym pisze FAO (pdf):

„Nawet jeśli zwierzęta hodowane są na tym samym kontynencie, na którym uprawia się paszę, to skala i koncentracja geograficzna produkcji przemysłowej surowców (zwierzęcych) powoduje poważne zachwianie równowagi, która utrudnia recykling obornika. Wysokie koszty pracy i transportu często ograniczają możliwość wykorzystanie obornika jako nawozu organicznego w bezpośrednim sąsiedztwie obiektów produkcyjnych.”

Jeśli chcielibyśmy ponownie wykorzystać nasze odpady, tu musielibyśmy je z powrotem przetransportować z miejsca spożycia jedzenie do miejsca jego produkcji.

To samo się tyczy ludzkiego łajna. Tak jak zwierzęta hodowlane, ludzie są skoncentrowani w dużych miastach, nie mając żadnych terenów rolniczych w zasięgu wzroku. Tak jak zwierzęta, spożywamy jedzenie produkowane w często odległych miejscach. Oznacza to, że jeśli chcielibyśmy zbierać ludzki obornik, to musimy go odesłać do miejsca gdzie została wyprodukowana nasza żywność. Żeby tego dokonać, musielibyśmy zbudować ogromną sieć logistyczną ciężarówek, pociągów, statków (może nawet rurociągów), wprowadzająca z powrotem w obieg po całym świecie składniki odżywcze.

Nie chcemy przez to powiedzieć, że każdy gram łajna trzeba odesłać do miejsca gdzie wyprodukowano żywność – byłoby to niemożliwe i niedorzeczne. To co jest ważne, to równowaga pomiędzy eksportem a importem składników odżywczych. Kraje które eksportują żywność powinny jednocześnie importować (inną) żywność zamiast łajna co, jeśli chodzi o składniki odżywcze, wyjdzie na to samo i poprawi różnorodność diety mieszkańców. To czego nam potrzeba, to zaawansowana księgowość gospodarowanie składnikami odżywczymi.

Decentralizacja Populacji Ludności

Fundamentalnym rozwiązaniem powyższych problemów, jest oczywiście lokalna produkcji żywności. Za jednym zamachem skończyłaby ona z koniecznością transportowania obornika i żywności. Jeśli hodowla zwierząt byłaby bardziej zróżnicowania i rozproszona, a zarazem wpleciona pomiędzy uprawę roślin, to można by w pełni wykorzystać zwierzęcy obornik, a nawozy sztuczne nie byłyby już potrzebne.

Jeśli miasta stałby się mniejsze i równomierniej rozmieszczone pośród obszarów wiejskich, to logistyka zwracania z miast do wsi składników odżywczych znacznie by się uprościła. Jednak „rozproszenie” ludzkiej populacji jest przeciwko poglądowi, że bardziej zrównoważone, niż rozproszone tereny wiejskie i podmiejskie, są mocno zagęszczone miasta. Wyzwaniem więc nie będzie pozbycie się suburbiów, tylko uczynienie ich bardziej samowystarczalnymi.

Ilustracje w czerwieni i czerni: Diego Marmolejo dla Low-Tech Magazine.

Podziękowania dla Sietza Leeflanga, wynalazcy Nonoletmiejskiej toalety kompostującej (instrukcja do budowy), który prze dwa lata namawiał mnie do napisania tego eposu o gównie i udostępnił mi większość materiału źródłowego, który wykorzystałem. Sietz zainspirował mnie również do napisane artykułu o piecach kaflowych, co zajęło mi znacznie mniej czasu – Kris De Decker.

Materiał źródłowy:

• “Farmers of Forty Centuries”, F.H. King (1911)—dung recycling in china, korea and japan
• “Science and civilization in China”, Vol VI:2, Joseph Needham (1984)—idem
• “De geschiedenis van de techniek in Nederland - de wording van een moderne samenleving 1800 - 1890, deel 2”, H.W. Lindsen (1993)—the liernur system (in Dutch)
• “Feed or Feedback: Agriculture, Population Dynamics and the State of the Planet”, Duncan Brown, 2003—the nutrient cycle and how to restore it (great book!)
• “The history of sanitary sewers” (website)—the liernur system and other early sewer systems
• “Proposed plan for a sewerage system, and for the disposal of sewage”, PDF, Samuel M. Gray (1884)—the technical options at the end of the 19th century
• “Humanure Handbook”, Joseph Jenkins (2005 - third edition)—diy
• “The nitrogen dilemma: is America fertilizing disaster?”, Tom Philpott, Grist (2010) - inorganic fertilizers
• “Livestock’s long shadow”, PDF, Food and Agriculture Organisation (2006) - figures of livestock dung production
• “Production and use of potassium”, PDF (1998)
• “Inorganic phosphorus and potassium production and reserves”, PDF, T.L. Roberts and W.M. Stewart, in “Better Crops” (2002)
• “Environmental aspects of phosphate and potash mining”, PDF, UNEP (2001)
• “Peak Phosphorus”, James Elser & Stuart White, Foreign Policy (2010)
• “Scientists warn of lack of vita phosphorus as biofuels raise demand”, Times Online, June 23, 2008
• “The voyages and adventures of Ferdinand Mendez Pinto, a Portugal, during his travels for the space of one and 20 years in the kingdom of Ethiopia, China, Tartaria, etcetera”, Ferdinand Mendez Pinto (1583).