È una scoperta chiave negli sforzi per identificare alternative più sostenibili ai fertilizzanti ampiamente utilizzati che contribuiscono all’inquinamento delle acque. I loro alti livelli di azoto e fosforo possono stimolare la crescita delle alghe, che possono minacciare le nostre fonti di acqua potabile.

L’urina contiene azoto, fosforo e potassio nutrients nutrienti chiave di cui le piante hanno bisogno per crescere. Oggi, i sistemi di trattamento municipali non rimuovono completamente questi nutrienti dalle acque reflue prima che vengano rilasciati in fiumi e torrenti. Allo stesso tempo, la produzione di fertilizzanti sintetici è costosa e ad alta intensità energetica.

U-M guida il più grande consorzio di ricercatori della nazione che esplora la tecnologia, i requisiti dei sistemi e gli atteggiamenti sociali associati ai fertilizzanti derivati dall’urina.

Negli ultimi anni, il gruppo ha studiato la rimozione di batteri, virus e prodotti farmaceutici nelle urine per migliorare la sicurezza dei fertilizzanti derivati dalle urine.

In questo nuovo studio, i ricercatori hanno dimostrato che la pratica di “invecchiare” l’urina raccolta in contenitori sigillati per diversi mesi disattiva efficacemente il 99% dei geni resistenti agli antibiotici che erano presenti nei batteri nelle urine.

“ha Basato sui nostri risultati, pensiamo che i microrganismi nelle urine abbattere il DNA extracellulare nelle urine molto rapidamente”, ha detto Krista Wigginton, U-M, professore associato di ingegneria civile e ambientale, e l’autore corrispondente dello studio pubblicato oggi su Environmental Science and Technology.

” Ciò significa che se i batteri nelle urine raccolte sono resistenti agli antibiotici e i batteri muoiono, come fanno quando vengono immagazzinati nelle urine, il DNA rilasciato non rappresenterà un rischio di trasferimento di resistenza ai batteri nell’ambiente quando viene applicato il fertilizzante.”

Ricerche precedenti hanno dimostrato che il DNA resistente agli antibiotici può essere trovato nelle urine, sollevando la questione se i fertilizzanti derivati da esso potrebbero portare a tale resistenza.

I ricercatori hanno raccolto l’urina da più di 100 uomini e donne e l’hanno conservata per 12-16 mesi. Durante quel periodo, i livelli di ammoniaca nelle urine aumentano, abbassando i livelli di acidità e uccidendo la maggior parte dei batteri che i donatori versano. I batteri da infezioni del tratto urinario spesso portano resistenza agli antibiotici.

Quando l’ammoniaca uccide i batteri, scaricano il loro DNA nella soluzione. Sono questi frammenti extracellulari di DNA che i ricercatori hanno studiato per vedere quanto velocemente si sarebbero rotti.

L’urina è stata utilizzata come fertilizzante per migliaia di anni, ma è stata sempre uno sguardo più da vicino negli ultimi anni come un modo per creare un’economia nutriente circolare. Potrebbe consentire la produzione di fertilizzanti in modo più ecologico, ridurre l’energia necessaria per gestire i nutrienti negli impianti di trattamento delle acque reflue e creare fonti di fertilizzanti localizzate.

“Ci sono due ragioni principali per cui pensiamo che il fertilizzante urinario sia la via del futuro”, ha detto Wigginton. “Il nostro attuale sistema agricolo non è sostenibile e il modo in cui affrontiamo i nutrienti nelle nostre acque reflue può essere molto più efficiente.”

Nel loro lavoro in corso, il team U-M-lead si sta muovendo verso le impostazioni agricole.

“Stiamo facendo esperimenti sul campo per valutare le tecnologie che trasformano l’urina in un fertilizzante sicuro e sostenibile per colture alimentari e altre piante, come i fiori. Finora, i nostri risultati sperimentali sono abbastanza promettenti”, ha detto Nancy Love, il professore collegiale Borchardt e Glysson e professore di ingegneria civile e ambientale presso U-M.

La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation.