Ambiente
L’urina è ricca di azoto, importante per la crescita delle piante, e ora gli scienziati hanno trovato un modo efficiente per utilizzare questo elemento trasformando le acque reflue umane in fertilizzante.
L’urina umana è ricca di composti utili per la coltivazione, come l’azoto, ma i processi chimici per estrarre questi composti sono meno efficienti rispetto ai metodi industriali di produzione di fertilizzanti, come il processo Haber-Bosch, che converte l’azoto dell’aria in ammoniaca aggiungendo idrogeno. Tuttavia, questi metodi sono spesso ad alta intensità energetica e producono inquinanti climatici.
Ora, Xinjian Shi dell’Università di Henan a Kaifeng, in Cina, e i suoi colleghi hanno scoperto che aggiungendo ossigeno dall’aria e un catalizzatore di grafite all’urina si produce un composto chimico ricco di azoto chiamato percarbamide. Il processo richiede solo pochi passaggi e non produce rifiuti.
“Prima del nostro metodo, il metodo tradizionale per separare [il composto ricco di azoto] urea dall’urina era concentrare l’urina per precipitare l’urea e i sali inorganici, e poi purificare l’urea sfruttando le differenze di solubilità,” dice Shi. “Questo processo è laborioso e la purezza risultante è bassa.”
Shi e il suo team hanno posizionato sottili fogli di grafite, modificati per avere difetti nel modo in cui gli atomi erano uniti, su un elettrodo. Questo è stato poi immerso in una soluzione concentrata ricca di urea.
Quando hanno fatto passare elettricità attraverso la soluzione, si sono formati cristalli solidi di percarbamide, ottenuti dall’ossigeno nell’aria, dall’idrogeno dell’acqua e dall’urea dell’urina. Questi cristalli potevano poi essere facilmente separati dalla soluzione liquida.
Successivamente, il team ha testato l’efficacia della percarbamide come fertilizzante e ha scoperto che aiutava le piante di grano, arachidi e lattuga a crescere più alte rispetto a quando venivano coltivate solo con acqua o fertilizzante normale a base di urea. Shi afferma che ciò potrebbe essere dovuto al fatto che la percarbamide può rilasciare ossigeno in modo costante e aiutare a controllare i livelli di azoto nel suolo.
James McGregor dell’Università di Sheffield, nel Regno Unito, afferma che l’approccio potrebbe essere utilizzato per altri processi chimici, ma potrebbe essere difficile scalarlo per il trattamento delle acque reflue a livello cittadino.
“Sarei sorpreso se tra 10 anni questo fosse un processo industriale importante, ma potrebbe avere applicazioni per una produzione decentralizzata, locale e su piccola scala, probabilmente in contesti agricoli,” dice.