图说：本周开普敦大学发布了世界上第一块使用人类尿液制作的生物砖。图为土木工程系的Dyllon Randall博士和他的学生Vukheta Mukhari和Suzanne Lambert(从左至右)。
日前，开普敦大学土木工程硕士研究生Suzanne Lambert公布了世界上第一块由人类尿液制成的生物砖，这标志着废物回收领域的创新式转变。该研究成果发表在了《环境化学工程》杂志上。
生物砖是通过微生物碳酸盐沉淀的自然过程产生的。Lambert的导师、水质工程高级讲师Dyllon Randall博士解释说，这跟贝壳的形成方式一样。
在这种情况下，松散的沙子被可产生尿素酶的细菌所定植。尿素酶能分解尿中的尿素，同时通过复杂的化学反应生产碳酸钙。该过程可将沙子固结成任何形状，例如长方形的砖块。
在过去的几个月里，Lambert和土木工程学生Vukheta Mukhari一直致力于实验室测试各种生物砖形状和抗拉强度，以生产一种创新的建筑材料。Mukhari由土木工程系的Hans Beushausen教授指导。
这一进展对环境和全球变暖也是一个好消息，因为生物砖是在室温下用模具制作的，不会产生二氧化碳。而普通砖在大约400°C下烧结而成，该过程会产生大量的二氧化碳。
生物砖的强度取决于客户的需求。Randall说：“如果客户想要一块比40%的石灰石砖更坚固的砖，你可以让细菌通过长时间‘生长’让固体更坚固。你让这些小细菌制造水泥的时间越长，产品就会越坚固。并且我们可以优化这个过程。”
使用尿素来制砖的概念在几年前就提出了，但是Lambert的砖首次使用了真正的人类尿液，这对废物回收和循环利用产生了重大影响。她的工作建立在Jules Henze的研究基础之上。Henze是一名瑞士学生，在2017年花了4个月时间与Lambert一起研究这个概念。
此外，生物砖生产过程将产生副产品氮和钾，这是商业肥料的重要组成部分。Lambert认为，从化学角度来说，尿液可称为“液态黄金”。它占生活污水的比例不到1%(按体积计算)，但却含有80%的氮、56%的磷和63%的钾。
尿液中97%的磷可以转化为磷酸钙，磷酸钙是化肥的关键成分，是全球商业养殖的基础。这一点意义重大，因为世界上的自然磷酸盐储量正在枯竭。
这些肥料是生产生物砖的阶段性过程的一部分。
首先，尿液被收集在新型肥料生产的小便池中，用来制造固体肥料。剩下的液体在生物过程中被用来制造生物砖。
“但在这个过程中，我们只研究了两种成分：碳酸盐离子和钙离子。我们最后做的是从生物砖生产过程中提取剩余的液体产品，然后制造第二种肥料。”研究人员说道。
整个方案将有效实现零浪费，尿液完全转化为三种有用产品。
同时，研究人员还需要考虑物流问题：尿液收集和运输。Randall在最近一篇关于尿液的评论文章中提到了这点。他的另一位硕士生正在研究尿液收集和运输，取得了一些很有前途的成果。
另一个需要考虑的因素是社会接受程度。
“目前我们只处理男性小便池的尿液，因为这是社会普遍接受的。但是另一半人呢?” Randall说道。
在揭开生物砖的面纱之前，两位学生都对可持续性空间的创新潜力表示乐观。
Randall说：“这项工作给社会如何看待废物和废物的循环利用带来了创新式的转变。在这项研究中，我们把一些被认为是废物的东西做成多种产品。因此，将来我们也可以对任何废物流使用相同的过程。”
编译：Coke
审稿：三水
责编：南熙
