2024年12月28日,张学忠教授在昆明举行的“能源-生态农业-农业高峰论坛”上提出了在云南省实施“截尿利用工程”的建议。
内容如下:
摘要:本文针对我国生态文明建设中的重大内容——节水减排降碳问题,结合每个人每天最普通的如厕行为,阐述了实施“截尿利用工程”的具体做法,以及实施该工程对生态文明建设的重大意义和价值。最后提出了实施该工程的建议。文章旨在通过推动全面实施“截尿利用工程”使我省的生态文明建设达到一个新的更高水平。
关键词:生态文明建设 水环境改善 节水减排降碳 截尿利用
Abstract: Based on the major content of China's ecological civilization construction——water saving, emission reduction and carbon reduction, combined with the most common toilet behavior every day, this paper expounds the implementation of the "urinerecycling project" specific practices, and the significance and value of the implementation of the project for the construction of ecological civilization. Finally, the implementation of the project is put forward. The article aims to make the ecological civilization construction of our province reach a new and higher level by promoting the comprehensive implementation of the "urine recycling project".
Key words: ecological civilization Improvement of the water environment Dialysis utilization
本文意在结合实际和本次论坛的要求深入探讨进一步落实“排头兵”要求的重要抓手——实施“截尿利用工程”,推动节水减排降碳从每一个云南人带头做起。
1、引言:先从学校的节水减排降碳说起
人体每天排泄的粪尿如果善加利用是宝贵的可再生资源。反之,按目前广泛采用的水冲方式处理则使粪尿完全成为放大数十倍的污染源。因此,深入研究和解决好粪尿的资源化利用是我们实现节水减排降碳的重要内容,同时也是我省深入进行生态文明建设的重要抓手。
我们先来算一笔帐:一个正常人每天有4-5次小便,按照水冲厕具的相关标准,每次小便如果是采用小便器,需要3升左右的自来水冲走;如果是采用蹲便器,则需要8升左右的自来水冲走。如某大学有3万学生,按每天平均5次小便计,即使都使用比较节水的小便器,每天也需要耗费30000×3×5=450000升(450吨)水,一年耗费的自来水按学生在校300天计算就是450×300=135000,即十三万五千吨!同时也将这十三万五千吨的自来水变成了污水,增加了十三万五千吨的污水排
放。按单位污水处理量的碳排放当量(碳排放强度)为0.78kg/m3标准计算,还增加了105.3吨的碳排放。仅仅一所3万人的高校每年为冲走小便就产生如此大的水资源消耗是否需要反思?同时带来如此大的排污增量和碳排放增量是否应该转变?
2、积极开展节水减排降碳是各级各类学校及全社会的重要责任
各级各类学校的工作,除了对学生的各种教育活动及日常生活、作息、安全、卫生等管理服务外,紧跟时代进步和社会发展要求,积极开展节水减排降碳也是学校工作的重要职责。而与每个人息息相关并能直接为节水减排降碳贡献一己之力的重要举措之一就是开展“截尿利用工程”。这不仅是各级各类学校的职责,让广大民众乃至每个人都参与到截尿利用的实践中来,同样也是全社会的重要责任。
另外,通过在云南各级各类学校广泛开展该工程,不仅能为学校节约大量水资源和水费开支,还能更好培养学生的环保意识,倡导树立“截尿利用、利国利民”,“环境保护、从我做起”,为实现“双碳”目标贡献一己之力的思想意识,并从日常的如厕小事上付诸行动。这对培养未来引领时代进步和社会发展的一代新人也具有重要意义和价值。同时,将“截尿利用工程”作为云南争当生态文明建设排头兵的一项重要抓手,在云南的市政公厕、景区、高速公路服务区、高铁站、飞机场等人流密集区的公共卫生间,甚至家庭卫生间都实施尿液收集利用,那么,云南的节水减排降碳工作和生态文明建设一定会在全国产生具有重大显示度和影响力的进步,习总书记提出的云南成为“生态文明建设排头兵”的要求也必将得到进一步落实。
3. 截尿利用的具体做法
人们已经习惯于方便后的“一冲了之”使得“厕所革命”所追求的人粪尿资源化利用一直成为世界性难题。然而,利用尿液的流动性及较高的经济附加值,先易后难实现尿液的资源化利用不失为破解“厕所革命”难题的明智之举。其实截尿利用做起来并不难,只是需要我们创新目前使用的便器并适当转变目前的如厕方式,即:不再使用目前传统的水冲小便器、蹲便器、坐便器,而采用一种新型卫生集尿桶如厕小便即可做到。
目前的各种公共卫生间、家庭卫生间基本都是使用的水冲便器,在这样的条件下进行尿液收集利用的难度和代价的确较大,亟需通过创新采用一种简便、可行、卫生、有效的尿液收集方式。一种新型卫生集尿桶应运而生。新型卫生集尿桶的设计充分考虑了卫生保洁、使用方便、收运安全、满足人性化要求等因素,采用这种集尿桶可完全实现尿液的免水、卫生、便捷收集和后续利用。
这种新型、卫生、便捷的尿液收集桶,能够对尿液进行有效收集,促进尿液资源化利用。无论是在各级各类学校的宿舍、公共卫生间还是在市政公厕,以及景区、高速公路服务区、高铁站、飞机场等人流密集区的公共卫生间,甚至家庭卫生间都可以采用该做法来实现尿液的收集利用。只是实践中需要根据不同的使用场景及如厕人流量,选择使用不同容量、形状和功能结构的新型卫生集尿桶,以及采用不同的收运方式罢了。
4、截尿利用工程的重大意义及价值
一是实现节水减排降碳带来的重大生态意义和价值。以某大学在校有3万学生为例,如果采用新型卫生集尿桶在学生公寓卫生间收集尿液,仅一早、一晚收集两次小便,每天就可以节约2×8×30000=480000升水;成年人每次排尿大约200毫升,这样就可以每天收集到0.2×2×30000=12000升尿液进行资源化利用,等于每天减少了48吨水+12吨尿液=60吨污水的排放,同时也减少了60×0.78=46.8公斤的碳排放。
一所仅有3万学生的大学,局部实施截尿利用后就可以每天获得可观的节水减排降碳生态效益及价值,按2023年末人口统计的云南全省城镇常住人口2473万人计算,如果能全面实现尿液收集利用,那云南生态文明建设的突出贡献将让全国乃至世界瞩目。因此,实施“截尿利用工程”也将为我国实现碳达峰、碳中和及生态文明建设作出积极贡献。
二是推动形成新业态、发展新质生产力、促进就业等带来的重大社会意义和价值。从工艺流程看,对收集的尿液既可以直接进行无害化处理后作为液态生物肥用于农业种植,也可以先提取尿液中的酶蛋白用于制药的原料,剩余尾液再加工成生物水溶肥用于种植。由此可看出,截尿利用工程不仅涉及到节水减排降碳的环保领域,同时还直接关联到农业用肥和医药原料的市场供给。随着我国对生态农业、乡村振兴的高度重视以及大型国企转型农业,可形成一种环保、农业、医药等多产业相互融合的新业态,而这种新业态对推动由此带来的新质生产力发展、促进新增就业、解决溶栓药物尿激酶等的原料市场短缺都无疑具有重大的社会意义和价值。
三是为农业种植提供丰富的生物水溶肥、为医药行业提供更多的酶蛋白原料带来的重大经济意义和价值。尿液具有重要的经济价值。常年来,不仅尿液的再生资源属性及价值被严重低估,而且通过各种渠道包括污水处理厂排放到水体造成富营养化污染的威胁一直存在。据测算,尿液贡献了全球每年近25%的磷通量和5%的氮通量,是重要的营养元素物质库【1】。
一个成年人每年的尿液排放量相当于生产 250 公斤谷物所需的肥料量,这也是一个成人每年需要消耗的谷物量。人尿中含有丰富的 N、P、K 等元素,能够满足作物正常生长需求,依据生态循环理论,将源头分离收集的尿液最终作为液体肥料回归农田应是其最佳处置途径【2】。通过“截尿利用工程”促进尿液还田利用,不仅可以减少化肥的使用量、修复土壤,提高农产品品质,还能有效地减少污水排放对水环境的威胁以及施肥对水的需求。
除了肥料价值外,其医药方面的价值同样不可估量。尿液中的酶蛋白是生产溶栓药物尿激酶的重要原料。2022年1月12日央视“焦点访谈”进行过相关报道:中国是心脑血管病高发的国家,发病死亡人数远远超过所有癌症死亡人数的总和;当患者突发脑卒中时,溶栓是最重要也是最有效的治疗方法;注射用尿激酶正是一种救命的溶栓药,我国乃至全球临床都在使用;
由于尿液源头收集困难导致现在原料少,加之国外企业抢购造成原料严重短缺,使国产尿激酶产量越来越少、供不应求;2021年,山东、甘肃、广东、湖北、江西、贵州、海南、辽宁等省份相继发布了关于药品短缺清单和尿激酶药品涨价通知;尿激酶被列入国家临床必需易短缺药品重点监测清单。因此,一旦尿源及收集难题被攻破,尿激酶及其他的与尿液相关的包括妇女的孕妇尿、绝经尿在医药上都有重要的经济价值,未来的市场前景不可限量。
据初步测算,仅昆明三个高校园区目前每天的有效尿源就有约91.2吨,按市场价可实现年产值约11273万元。如果云南的大中小学及全社会都实施“截尿利用工程”,将今天的现代技术与中国几千年粪尿还田的农耕文明结合,一定会展现出更大的经济意义和价值。
总之,尿液的收集利用目前在世界上已越来越受到重视。科学家表示:在全球范围内大规模部署尿液分流将会给环境和公共健康带来巨大好处;部分原因是尿液富含营养物质,可被用于农作物施肥或工业生产,而不是放任其污染水体;Simha估计,人类产生的尿液足以取代目前全球约四分之一的氮磷肥料;尿液还含钾和许多微量元素;此外,无需把尿液冲进下水道可以节约大量的水,并减少日益老化且超负荷运作的排污系统的压力;西方研究人员的目标是将尿液再利用大规模地“从概念推及实践”,为世界各地提供效仿的模式【3】。
5、“截尿利用工程”实施建议
(1)自上而下、高位推动。“截尿利用工程”项目既是一项利国利民、造福人类的伟大工程,又是一件难度较大的事情。尤其目前一些公办学校所谓体制内存在的“多一事不如少一事”、“不干事不出错”等不良心态及思想的影响,导致该项目推动实施起来阻力极大、困难重重。因此,要想成功实施该工程,必须在政、校、企等各方领导的重视和自上而下高位推动才有可能实施。特别是要在全省范围营造实施该工程的社会舆论氛围和出台推动实施的具体政策,则更需要省委省政府领导及相关政府部门的指导支持。
(2)政府引导、多方合作。“截尿利用工程”实施起来既是一件难度较大的事情,但又是一个政、校、企多赢及全社会受益,且生态效益与经济协议关系平衡的好项目。同时该工程又涉及环保、医药、农业等多行业及产业。因此,项目的推广实施必须要政府的相关环保、教育、农业等部门领导出面协调主导,学校及相关的研发企业、尿液收运加工企业、药品生产企业、农业种植企业、相关管理机构或部门等多方合作、积极配合才可能获得成功。因此,该工程完全可以采用目前国家正在推广的“生态环境导向的开发(EOD)项目”模式进行实施。另外,目前收集尿液生产尿激酶在云南尚属空白,而昆明有得天独厚的气候条件,非常适合开展此项目。如果各级政府有关部门出面协调推动,研发、生产企业与学校、环保、农业、环卫、景区、高铁站、飞机航站楼等相关方大力合作,就容易积极推动项目有效实施。
(3)试点先行、持续推进。一是尿液的源头收集试点。比如,在各级各类学校中选择一两所学校的5-10间公寓卫生间和3-5个教学楼卫生间先行试点。在学生中深入开展“节水、减排、降碳——建设绿色校园、生态卫士从我做起”的宣传教育动员,使广大同学理解实施本项目的重大意义和价值,并愿意积极配合尿液收集。同时优选招募一批学生“校园生态卫士”志愿者参与到项目实施中带头示范。又比如,在市政、高速公路服务区等选择人流量较大的公共卫生间进行试点。
二是尿液收运-尿激酶、乌司他丁等药物粗品加工-农业肥料利用的集成应用试点。在昆明的三个高校园区或其他州市,选择具备集成应用条件的区县或乡镇,开展从尿液收运,尿激酶、乌司他丁等药物粗品加工,剩余尾液加工成为生物水溶肥用于农业施肥的集成应用试点。在各项试点成功的基础上再向全省持续推广实施。
相信随着“截尿利用工程”试点成功后在我省的全面持续推广实施,云南的节水减排降碳工作将会提升到一个新阶段和高水平,云南也必将会成为名副其实的“生态文明建设排头兵”。
参考文献:
【1】源分离尿液资源化原理与技术研究取得进展,中科院之声 2022-04-17
【2】源分离尿液替代化肥农业利用的前景及存在问题,于广泉,张丹丹,张春雪,徐艳,杨波,魏孝承,郑向群[J]. 农业资源与环境学报, 2022, 39(2): 256-265.
【3】回收尿液能拯救世界吗?|《自然》长文,环球科学,2022年05月15日北京
作者:张学忠,龙涛,尹雷 云南八卫科技有限公司,昆明经济开发区
编辑:陈希
编审:陈大卫