Forskere fremstiller mursten af menneske-tis
Forskere ved University of Cape Town i Sydafrika har 'dyrket' bio-mursten af bakterier og urinstof fundet i menneskeurin. Her svarer hovedforskeren på spørgsmål om historien og videnskaben bag bio-mursten.
Bringes i samarbejde med The Conversation

Videnskab.dk oversætter artikler fra The Conversation, hvor forskere fra hele verden selv skriver nyheder og bringer holdninger til torvs

Baggrunden for projektet er først og fremmest nysgerrighed. For et par år siden læste jeg om en virksomhed i USA kaldet BioMASON, der benytter den samme proces som os til at producere bio-mursten, men med syntetisk urinstof i stedet for menneske-urin.

Jeg arbejdede inden for sanitetsfeltet og tænkte, at man bare kunne bruge urin i stedet.

Takket være et et-årigt legat fra Sydafrikas Water Research Commision i 2017 kunne vi teste konceptet – og med succes.

Så du genbruger, hvad man almindeligvis vil betegne som affaldsmateriale?

Ja. Mit forskningsarbejde fokuserer på at nytænke spildevand som en ressource. Nogle af de ting, som vi skaffer os af med – for eksempel urin – kan faktisk omdannes til brugbare ressoucer. Det viser vi gennem vores arbejde. 

Det er vigtigt, hvis vi vil skabe en bæredygtig fremtid, for vi er ved at løbe tør for naturlige ressoucer hurtigere end nogensinde før.

Det handler også om at stille spørgsmålstegn ved status quo og forsøge at forbedre processerne.

I sidste ende handler det om at bruge sproget på en anden måde, når vi betegner 'affaldsmateriale'. Sprog er afgørende, fordi det skaber subtile paradigmeskift.

Hvor fik du urinstof fra til projektet? Hvor meget skal der til for at fremstille én bio-mursten?

Vi indsamlede urin fra mænd, som arbejder i New Engineering Building ved universitetet i Cape Town ved hjælp af særlige gødningsproducerende urinaler. Vi har også planer om at indsamle urin fra kvinder i fremtiden.

Vi skal typisk bruge mellem 20 og 30 liter urin for at producere én bio-mursten. Det lyder måske som meget, men man skal lige huske på, at mindst 98 procent af urin er vand. 

Bio-mursten-processen benytter udelukkende carbonat-ioner og calcium-ioner, der kun står for cirka en procent af den samlede urinmængdes masse.

Hvordan foregår processen?

Vi fremstiller bio-mursten ved hjælp af en proces kaldet 'microbial induced calcium carbonate precipitation' (mikrobiel fremkaldt calciumcarbonat-udfældning, red.).

Det er til dels en biologisk proces, og det er afgørende at sikre, at urinstoffet ikke bliver nedbrudt for hurtigt. For at afværge det, forøger vi urinens pH-værdi ved at tilsætte calciumhydroxid (læsket kalk). 

Hvis vi ikke gjorde det, ville størstedelen af urinstoffet blive nedbrudt i løbet af indsamling og oplagring.

Den indledende proces producerer desuden en fast gødning – calciumfosfat – som bliver filtreret fra, så vi ender med en opløsning, der er meget urea-holdig, og som kan bruges til at fremstille bio-mursten.

En række forskellige bakterier producerer et enzym kaldet urease, der katalyserer nedbrydningen af urinstof til ammoniak og CO2.

Med det for øje mindskede vi opløsningens pH-værdi en smule, så bakterierne, der nedbryder urinstoffet, kan overleve. Desuden fodrer vi bakterierne for at gøre hele processen mere effektiv.

Carbonat-ionerne går efterfølgende i forbindelse med calcium-ionerne fra urinen, så de danner calciumcarbonat; altså et tørstof. Tørstoffet er et bindemiddel, der samler alle løse materialer i den ønskede form – i dette tilfælde en bio-mursten.

Det er også en naturlig proces, der finder sted mange steder; fra koralrev til grotter. Vi efterligner ganske enkelt processen til at fremstille bio-mursten.

Lugter murstenene af urin?

Til at starte med lugter de meget stærkt af ammoniak; en farveløs, giftig luftart med stærk og ubehagelig lugt, der dannes, når bakterierne nedbryder urinstoffet.

Ammoniakken kan udvindes ved særskilt proces og omdannes til gødning med stort indhold af kvælstof.

Hvad der er nok så vigtigt; når bio-murstenene har ligget til tørre et par dage, mister de lugten.

Hvad med spild?

Dette er en integreret tre-fase-proces: 

  • Fase 1 producerer den første (faste) gødning
  • Fase 2 producerer bio-murstenen
  • Fase 3 (som vi endnu ikke har testet) skal potentielt producere endnu en (enten flydende eller fast) gødning.

På denne måde er der ikke spild ved processen.

Processen kan muligvis optimeres, så der ikke skal bruges så meget urin til at fremstille bio-murstenen.

Kan det fungere i stor skala?

Ja, det tror jeg. BioMASON har vist, at denne naturlige proces er kommercielt realistisk; omend ikke med urin.

I 2016 var de i gang med at opgradere deres faciliteter, så de kunne dyrke 2.500 mursten om dagen.

Der skal dog en indsats til for at integrere urin-opsamling til brug i bio-mursten-produktionen på en stor skala.

Det er jeg sikker på, at vi vil opnå i den nærmeste fremtid.

Dyllon Randall modtager støtte fra South Africa's Water Research Commission. Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er over sat af Stephanie Lammers-Clark.

 

The Conversation

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.