Dies ist eine wichtige Erkenntnis bei den Bemühungen, nachhaltigere Alternativen zu weit verbreiteten Düngemitteln zu identifizieren, die zur Wasserverschmutzung beitragen. Ihr hoher Stickstoff- und Phosphorgehalt kann das Algenwachstum ankurbeln, was unsere Trinkwasserquellen bedrohen kann.Urin enthält Stickstoff, Phosphor und Kalium – wichtige Nährstoffe, die Pflanzen zum Wachsen benötigen. Heutzutage entfernen kommunale Aufbereitungssysteme diese Nährstoffe nicht vollständig aus dem Abwasser, bevor sie in Flüsse und Bäche gelangen. Gleichzeitig ist die Herstellung von Kunstdünger teuer und energieintensiv.

U-M leitet das landesweit größte Forscherkonsortium, das die Technologie, Systemanforderungen und sozialen Einstellungen im Zusammenhang mit Düngemitteln aus Urin untersucht.

In den letzten Jahren hat die Gruppe die Entfernung von Bakterien, Viren und Pharmazeutika im Urin untersucht, um die Sicherheit von Düngemitteln aus Urin zu verbessern.In dieser neuen Studie haben Forscher gezeigt, dass die Praxis des „Alterns“ gesammelten Urins in verschlossenen Behältern über mehrere Monate effektiv 99% der antibiotikaresistenten Gene deaktiviert, die in Bakterien im Urin vorhanden waren.“Basierend auf unseren Ergebnissen glauben wir, dass Mikroorganismen im Urin die extrazelluläre DNA im Urin sehr schnell abbauen“, sagte Krista Wigginton, U-M Associate Professor für Bau- und Umwelttechnik und korrespondierender Autor einer Studie, die heute in Environmental Science and Technology veröffentlicht wurde.

„Das bedeutet, dass, wenn Bakterien im gesammelten Urin resistent gegen Antibiotika sind und die Bakterien absterben, wie sie es tun, wenn sie im Urin gelagert werden, die freigesetzte DNA kein Risiko darstellt, Resistenzen auf Bakterien in der Umwelt zu übertragen, wenn der Dünger ausgebracht wird.“Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass antibiotikaresistente DNA im Urin gefunden werden kann, was die Frage aufwirft, ob daraus abgeleitete Düngemittel diese Resistenz übertragen könnten.Die Forscher sammelten Urin von mehr als 100 Männern und Frauen und lagerten ihn 12 bis 16 Monate lang. Während dieser Zeit steigt der Ammoniakspiegel im Urin an, senkt den Säuregehalt und tötet die meisten Bakterien ab, die die Spender ausscheiden. Bakterien aus Harnwegsinfektionen beherbergen häufig Antibiotikaresistenzen.

Wenn das Ammoniak die Bakterien abtötet, werfen sie ihre DNA in die Lösung. Es sind diese extrazellulären DNA-Schnipsel, die die Forscher untersuchten, um zu sehen, wie schnell sie zusammenbrechen würden.

Urin wird seit Tausenden von Jahren als Pflanzendünger verwendet, hat aber in den letzten Jahren einen genaueren Blick darauf geworfen, um eine zirkuläre Nährstoffwirtschaft zu schaffen. Es könnte die Herstellung von Düngemitteln auf umweltfreundlichere Weise ermöglichen, den Energieaufwand für die Nährstoffbewirtschaftung in Kläranlagen reduzieren und lokalisierte Düngemittelquellen schaffen.“Es gibt zwei Hauptgründe, warum wir denken, dass Urindünger der Weg der Zukunft ist“, sagte Wigginton. „Unser derzeitiges landwirtschaftliches System ist nicht nachhaltig, und die Art und Weise, wie wir Nährstoffe in unserem Abwasser behandeln, kann viel effizienter sein.“

In ihrer laufenden Arbeit bewegt sich das U-M-Lead-Team in Richtung Landwirtschaft.

„Wir führen Feldexperimente durch, um Technologien zu bewerten, die Urin zu einem sicheren und nachhaltigen Dünger für Nahrungspflanzen und andere Pflanzen wie Blumen verarbeiten. Bisher sind unsere experimentellen Ergebnisse sehr vielversprechend „, sagte Nancy Love, Borchardt und Glysson Collegiate Professor und Professor für Bau- und Umwelttechnik an der U-M.

Die Forschung wurde von der National Science Foundation finanziert.