إعادة استعمال الفضلات

تتضمن الأنواع الأكثر شيوعًا لإعادة استعمال الفضلات، بما في ذلك الفضلات بمفردها أو ممزوجة مع المياه في حالة مياه الصرف الصحي المنزلية (مياه المجاري)، ما يلي:

• الأسمدة ومياه الري في الزراعة والبستنة: على سبيل المثال: استخدام المياه المستردة والمعالَجة للري، استخدام الفضلات (والنفايات العضوية الأخرى) أو المواد الصلبة المُعالجة بشكل مناسب كسماد ومُخصّب التربة، استخدام البول المُعالَج والمعزول عن المصدر كسماد.
• الطاقة: على سبيل المثال، استخدام البراز والنفايات العضوية الأخرى في إنتاج الغاز الحيوي، أو في إنتاج الوقود القابل للاشتعال.
• استعمالات أخرى: تشمل الخيارات الأخرى الناشئة لإعادة استعمال الفضلات، إنتاج أعلاف بروتينية للماشية بالاعتماد على ذبابة الجندي الأسود (الكتماء المعتمة)، واستعادة المواد العضوية لاستخدامها كمواد بناء أو لاستعمالها في إنتاج الورق.

أُجريت الأبحاث المتعلقة بكيفية جعل عملية إعادة استعمال البول والبراز في الزراعة آمنةً في السويد منذ تسعينيات القرن العشرين.[4] وضعت منظمة الصحة العالمية، في عام 2006، مبادئ توجيهية حول إعادة الاستخدام الآمن لمياه الصرف الصحي والفضلات والمياه الرمادية.[1] أدى مفهوم الحواجز المتعددة لإعادة الاستخدام، الذي يُعتبر حجر الزاوية في هذه المقالة، إلى فهم واضح لكيفية إعادة استعمال الفضلات بشكل آمن. يُستخدم هذا المفهوم أيضًا في إمدادات المياه وفي الإنتاج الغذائي، ويفهم عمومًا على أنه سلسلة من التدابير العلاجية واحتياطات السلامة الأخرى التي تهدف إلى منع انتشار مسببات الأمراض.

تعتمد درجة المعالجة المطلوبة للأسمدة المُستمدة من الفضلات، لاستخدامها في الزراعة بشكل آمن، على عدد من العوامل، وتعتمد بشكل أساسي على الحواجز الأخرى التي ستوضع بالاعتماد على نهج الحواجز المتعددة. قد تشتمل هذه الحواجز على اختيار المحصول المناسب، والطرق الزراعية المناسبة، وطرق توزيع السماد، والتعليم وما إلى ذلك.[5]

على سبيل المثال، وفي حالة المراحيض الجافة المحوِّلة لمسار البول، يمكن إجراء معالجة ثانوية للبراز الجاف على مستوى المجتمع المحلي، لا على مستوى الأسرة، ومن الممكن أن تشمل التسميدَ الأليف للحرارة، إذ تُسمّد المواد البرازية عند درجة حرارة 50 مئوية، وتُخزن لفترات طويلة، من عام ونصف العام إلى عامين، وتُعالج كيميائيًا مع الأمونيا المُستخرجة من البول لإبطال مفعول مسببات المرض، وتُعرض لأشعة الشمس لتجفيفها، أو تُعالج حراريًا للقضاء -بشكل كامل- على العوامل الممرضة. [6][7]

يوجد في الفضلات البشرية مصدر للأسمدة لم يُستثمر بعد. في أفريقيا على سبيل المثال، تعتبر الكميات النظرية للمواد المغذية التي يمكن الحصول عليها من الفضلات البشرية قابلة للمقارنة مع جميع الأسمدة التي تُستخدم حاليًا في القارة.[3] لذلك، من الممكن لعملية إعادة استعمال الفضلات البشرية أن تدعم زيادة الإنتاج الغذائي، ويمكن لها أيضًا أن توفر بديلًا للأسمدة الكيميائية التي لا يمكن لصغار المزارعين -في الكثير من الأحيان- تحمّلَ تكاليفها. ومع ذلك، تعتمد القيمة الغذائية للمخلفات البشرية على المدخلات الغذائية.[8]

تستخرج الأسمدة المعدنية من أنشطة التعدين، ويُمكن أن تشتمل على المعادن الثقيلة. تحتوي خامات الفوسفات على معادن ثقيلة كالكادميوم واليورانيوم يمكن أن تصل إلى السلسلة الغذائية عن طريق الأسمدة الفوسفاتية المعدنية.[9] لا ينطبق هذا على الأسمدة المستمدة من الفضلات، وهو ما يعتبر ميزة لها.

في الاستخدام المكثف للأراضي الزراعية، لا يستعمل روث الحيوانات في الكثير من الأحيان على أنه سماد معدني، لذا، فإن كفاءة استخدام النيتروجين فيه ضعيفة. من الممكن لاستخدام السماد الحيواني أن يتحول إلى مشكلة عند استخدامه بشكل مفرط في مناطق الزراعة المكثفة مع وجود أعداد كبيرة من الماشية وقلة مساحة الأراضي الزراعية المتاحة.

ترتبط عناصر التسميد في الأسمدة العضوية، في غالب الأحيان، بالمركبات المختزلة الكربونية. في حال كانت هذه المركبات مؤكسدة جزئيًا (كما هو الحال في السماد)، تُمتص المعادن المخصّبة إلى نواتج التحلل (حمض الهيوميك) وغيرها. لذا، فإنها تُظهر تأثير بطيئًا في التسريب، وعادة ما تكون سرعتها في التسرب أقل من سرعة تسرب الأسمدة المعدنية.[10][11]