ينتج البشر الكثير من البراز. يقوم الشخص البالغ في المتوسط بحذف حوالي 320 رطلاً. (145 كيلوغرامًا) منه في المرحاض كل عام. ولكن ماذا يحدث لكل هذه النفايات؟
اتضح أن الأشياء التي نطرحها في المرحاض مفيدة بشكل مدهش. قال دانييل نوجويرا ، مهندس مدني في جامعة ويسكونسن ماديسون ، إن جزءًا كبيرًا من البراز المتدفق ، ينتهي في الواقع بتخصيب المحاصيل التي نأكلها في النهاية. يتم استخدام بعض أنبوبنا كوقود ، وتسخين المنشآت التي تعالج نفاياتنا. والباقي يصل في نهاية المطاف إلى مدافن النفايات. ولكن قبل أن يتم إغلاق مصير برازك ، فإن سلسلة طويلة من الخطوات تضمن خلوه من المرض ، وآمنة للمزارع والمجاري المائية.
من المرحاض ، يتدفق برازك عبر نظام الصرف الصحي في المدينة إلى جانب جميع المياه التي تصب من أحواضنا ودشاتنا وشوارعنا. من هناك ، تذهب إلى محطة معالجة مياه الصرف الصحي.
هناك ثلاث مراحل لمعالجة مياه الصرف الصحي ، وفقًا لإدارة حماية البيئة بمدينة نيويورك. خلال المرحلة الأولى ، تجلس جميع النفايات التي تتراكم في أنابيب المدينة في خزان لساعات. تسمح هذه المرحلة للمواد الصلبة بالاستقرار في قاع الخزان. تتم إزالة الماء الموجود أعلى الخزان وإرساله لمعالجته. برازك يبقى في الحمأة المتبقية. (الاسم الرسمي لهذه المادة اللزجة هو في الواقع الحمأة).
الخطوة الثانية ، تسمى عملية الحمأة المنشطة ، تستخدم علم الأحياء للتأكد من أن أنبوبنا نظيف تمامًا. تتنفس مليارات الكائنات الحية الدقيقة الموجودة بالفعل في الأنبوب في الأكسجين وتتغذى على الملوثات مثل النيتروجين والفوسفور ، وتنظيف الحمأة في هذه العملية. يمكن أن تسبب هذه الملوثات نموًا مفرطًا في الطحالب الضخمة في المجاري المائية أو تتفاعل لتكوين مركبات سامة ، مثل الأمونيا.
في الخزان التالي ، الذي يسمى الهاضم ، يؤدي انخفاض الأكسجين ودرجات الحرارة الساخنة (حوالي 95 درجة فهرنهايت أو 35 درجة مئوية) إلى تهيئة الظروف المثالية للبكتيريا اللاهوائية التي تزدهر بدون أكسجين. وتقوم اللاهوائيات بتفكيك النفايات داخل الخزان وتحويل معظمها إلى ماء وميثان وثاني أكسيد الكربون. (بعض مصانع المعالجة تعيد استخدام هذا الغاز كوقود.) على عكس اللاهوائيات ، فإن معظم مسببات الأمراض لا تعمل بشكل جيد في هذه الظروف غير المواتية ، ويموت معظمها في هذه المرحلة ، على حد قول نوغويرا.
عملية الحمأة المنشطة فعالة بشكل لا يصدق ولكن لا توجد تقنية عالية. قال نوغويرا لـ Live Science - 103 سنوات ، على وجه الدقة: "لقد استخدمنا هذه التقنيات لفترة طويلة جدًا". في الأراضي الرطبة والأنهار والجداول ، تعمل نفس هذه البكتيريا والعمليات البيوكيميائية على تنقية المياه لفترة أطول. قال نوغويرا "إننا نكرر ما تفعله الطبيعة".
في هذه المرحلة النهائية ، تكون الحمأة سائلة في الغالب ، لذا فإن الخطوة التالية هي تجفيفها قدر الإمكان. يعمل موانع تسمى جهاز الطرد المركزي مثل المجفف في دورة التدوير الخاصة به ، حيث تدور الدوارة حولها حتى تزيل قوة الطرد المركزي معظم الماء. تسمى بقايا الحمأة المجففة باسم المواد الصلبة الحيوية - وهي مفيدة بشكل لا يصدق.
ينتج أنبوب البراز في النهاية 47 رطلاً. (21 كجم) من المواد الصلبة الحيوية كل عام ، وفقًا لتقرير صادر عام 2002 من مجلس البحث الوطني للأكاديميات الوطنية. إذن ، ما الذي يحدث للمواد الصلبة؟ يتم استخدام حوالي 55 ٪ للزراعة. (ومع ذلك ، فإن فرصة نمو الخس والطماطم في BLT الخاص بك باستخدام أنبوب الإنسان لا تكاد تذكر - فقط حوالي 1 ٪ من جميع الأراضي الزراعية في الولايات المتحدة تستخدم المواد الصلبة الحيوية كسماد. وذلك لأن المزارعين يستخدمون الأسمدة أكثر مما يمكن أن يوفره أنبوب ، وهذا يعني أن يميل المزارعون إلى استخدام أنواع أخرى من الأسمدة.) يتم حرق حوالي 17 ٪ من المواد الصلبة الحيوية - يتم استخدام بعض ، ولكن ليس كل ذلك ، لإنتاج الطاقة. الباقي يختتم في مدافن النفايات.
قال دارين أولسون ، وهو مهندس مدني في كريستوفر بورك للهندسة في شيكاغو ، لـ Live Science ، إن هناك دفعة متزايدة لاستخدام المزيد من المواد الصلبة الحيوية للاستخدام. على سبيل المثال ، تهدف مدينة نيويورك إلى التوقف عن إرسال المواد الصلبة الحيوية إلى مدافن النفايات بحلول عام 2030 ، وفقًا لإدارة حماية البيئة في مدينة نيويورك. حتى أن هناك دفعة لزيادة استخدامنا للمواد الصلبة الحيوية كوقود. (تخيل منزلًا يعمل ببراز!)
في الوقت الحالي ، لا يزال بإمكانك ربت نفسك على ظهرك عند غسل المرحاض. هناك فرصة جيدة جدًا لمساعدة المزارع.
