Din urin kan rädda klimatet

Därmed slår man två flugor med en smäll och forskarna hoppas att projektet blir startskottet till en global urinrevolution, som gynnar både miljön och livsmedelsproduktionen.

Urin kväver miljön

Urin är kroppens avfall. När njurarna renar blodet på avfallsämnen, som exempelvis nitrit och ammoniak, skickas de vidare ned till blåsan, från vilken de utsöndras när vi lättar på trycket.

Ammoniak uppstår när kroppen bryter ned proteiner. För att avvärja en potentiellt giftig ansamling av ammoniak omvandlar enzymer i levern ammoniak till urea, även känt som urinämne.

Urea är vattenlösligt och eskorteras lätt ut ur kroppen utan att orsaka skador. En person tömmer blåsan sex-sju gånger om dygnet och avger cirka 550 liter urin om året. Den största delen spolas ut från toaletten och slutar som spillvatten.

Under loppet av ett år producerar vi på världen över omkring 380 biljoner liter spillvatten – fem gånger mer än de vattenmassor som passerar Niagarafallen.

Mängden spillvatten ökar drastiskt och uppskattas stiga till 470 biljoner liter år 2030 och 574 biljoner liter år 2050.

Det årliga utflödet av spillvatten innehåller 16,6 miljoner ton kväve, 6,3 miljoner ton kalium och 3 miljoner ton fosfor. Och trots att urin bara utgör en procent av innehållet i spillvatten, ligger den bakom 80 procent av kvävet och 50 procent av fosforen.

Och de stora mängderna näringsämnen har allvarliga konsekvenser för ekosystemen.

Spillvattnet hamnar vanligtvis i sjöar, floder och kustområden, där kväve och fosfor fungerar som raketbränsle för algerna, vars tillväxt formligen exploderar. När algerna dör och sjunker till bottnen tar nedbrytningen upp vattnets syre, vilket ger upphov till de så kallade döda zonerna där vattendjur och -växter inte längre kan överleva.

Urin är en värdefull resurs

Trots att för mycket kväve och fosfor skadar miljön är de båda ämnena vanligt förekommande inom jordbruket.

Mulljordens näringsinnehåll är avgörande odlingen av grödor. Därför använder många jordbrukare stora mängder konstgödsel för att optimera skörden.

Globalt sett gödslar jordbruket årligen med 115 miljoner ton kväve och 25 miljoner ton fosfor. Den enorma förbrukningen har, precis som utsläppen av spillvatten, omfattande negativa konsekvenser för miljön.

Grödorna tar nämligen bara upp 35 procent av kvävet, medan resten slutar som förorening av grundvatten, sjöar och floder.

Men om vi i stället samlade in urinen och återvann den överblivna mängden näringsämnen, skulle urin kunna uppväga 15 procent av jordbrukets kväveförbrukning.

Forskargruppen från SLU ska göra ett försök att samla in 70 000 liter urin under Gotlands turistsäsong, då utledningen av kiss till Östersjön är som störst.

Insamlingen sker i samarbete med ett lokalt företag som hyr ut bajamajor, vilket har lett till utvecklingen av en helt ny toalettyp kallad urinfälla.

Urinen lockas i en fälla

I traditionella toaletter blandas allt ihop i avloppet när vi spola i toaletten. När urinen har blandats med det övriga spillvattnet, som förutom avföring innehåller exempelvis tvålvatten och utsläpp från industrin, är den närmast omöjlig att samla upp.

Toaletter och urinoarer måste därför sortera ut urinen och omdirigera vätskan till separata behållare.

Klassiska urinsorterande toaletter är utrustade med små bassänger för urinen i den främre delen av toalettskålen, medan avföringen spolas ut i den bakre delen. Den sortens toalett kräver dock att man siktar väl.

Andra toaletter har sensorer eller fotpedaler som öppnar små utlopp där urinen kan sippra ned i separata behållare.

En urinfälla utnyttjar däremot fysikens lagar och fångar in urinen i en isolerad behållare med hjälp av den så kallade tekanneeffekten.

När en vätska hälls långsamt och utan uppehåll från exempelvis en tekanna så sipprar den ned längs tekannans utsida. På samma sätt säkrar toalettskålens form i urinfällan att de gyllene dropparna leds ned i en separat behållare, medan spolvattnet, som kommer med högre hastighet, hamnar i ett annat hål.

De svenska forskarna föreställer sig att urinen från behållaren kan föras vidare till uppsamlingstankar i centrala urinlager, där den förvaras tills den ska bearbetas.

Urinen ska vara torr

Urin består av så mycket som 95 procent vatten och en jordbrukare behöver omkring 15 000 kilo färsk urin för att göda en markyta på 10 000 kvadratmeter.

Hantering och spridning av så stora mängder är både dyrt och opraktiskt, och därför ska forskargruppen först torka och pressa urinen till små pellets. På så sätt kan jordbrukaren med bara 400 kilo pellets tillföra samma mängd näringsämnen till jorden.

Effektiv torkning av urin har sina utmaningar. Det mesta av kvävet är bundet i urinämnet urea. Ämnet är i sig själv stabilt, men ett flertal mikroorganismer producerar enzymet ureas, som omvandlar urea till ammoniak.

Ammoniak avdunstar lätt när den kommer i kontakt med luft och får gammal urin att stinka. När ammoniaken avdunstar extraheras kväve ut urinen, så att dess effektivitet som gödsel minskar.

För att undvika att kväve går förlorat har forskarna utvecklat en teknik som går ut på att urinen tillsätts baser som höjer pH-värdet och förhindrar att urea bryts ned

Konstgödsel är en koldioxidbov

Fördelen med att byta ut konstgödsel mot uringödsel handlar inte bara om att minska kväve- och fosforföroreningen.

Konstgödsel framställs genom att kväve i luften omvandlas till ammoniak under energikrävande processer. Produktionen släpper ut stora mängder koldioxid och står för två-tre procent av jordens samlade energiförbrukning.

I en studie från 2021 jämförde forskare traditionella spillvattensystem, som samlar upp urinen och återvinner näringsämnena som ersättning för konstgödsel.

Enligt beräkningarna släpper urinåtervinning ut 29-47 procent färre växthusgaser och förbrukar 41 procent mindre energi och hälften så mycket vatten. Dessutom skulle föroreningen från spillvatten reduceras med upp emot 64 procent.

Och urin kan göra nytta inom fler områden än som konstgödsel.

Kvinnor som har problem att bli gravida kan exempelvis få hjälp av ett hormonpreparat som utvunnits ur urin från kvinnor i klimakteriet. Preparatet innehåller follikelstimulerande hormoner, som kan främja ägglossning och öka chanserna till graviditet.

Vi vill äta mat odlad i urin

Tanken på att äta mat som odlats i människourin kan vara obehaglig för många. Men urin har historiskt varit en värdefull resurs, som utöver gödsel bland annat kan användas till klädtvätt, mjukgörning av läder och framställning av krut.

För att ta reda på hur vi i dag förhåller oss till grödor odlade i människourin frågade en internationell studie 3 763 personer från 16 länder om deras inställning till mat odlad i urin.

Av de tillfrågade svarade 7,5 procent att de inte hade några problem med att äta livsmedel odlade i människourin. Därmed ligger vägen öppen för en urinrevolution, som kan återupprätta både klimat och ekosystem.

Döda zoner som den som omger Gotland kommer att återupplivas när urinens näringsämnen inte längre spolas ut till algerna, utan i stället återvinns till nytta för både miljön och jordbruket.