Az emberi ürülék környezeti hatásai (Vízöblítéses toalett kontra komposztálás) Dr. habil. Zseni Anikó egyetemi docens Széchenyi István Egyetem Audi Hungaria Járműmérnöki Kar Környezetmérnöki Tanszék Egyetemek, Főiskolák Környezetvédelmi Oktatóinak VII. Országos Tanácskozása Veszprém, 2015. április 9-10.

Egy kis toalett történet…Ókor Mezopotámia  öntözőcsatornák India Szíria Róma  gyapjútisztításra kinyert ammónia rekonstrukció: Szíria, Habuba Kabira Cloaca Maxima Ókori római latrina

Középkor városok csatorna nélkül angol: klozet skót: vödör Középkor városok csatorna nélkül városfal melletti árok fölé emelt házacskák bilik, székek utcára várak, kastélyok: ülőfülkék falvak: ház mögé 15. szd.: pottyantós árnyékszék francia: közös dán: tó

id. Pieter Bruegel, 1559: Németalföldi közmondások című festménye 

Vízöblítéses WC Sir John Harrington, 1596 Joseph Bramah, 1788, találmány bejegyeztetése bűzzárat képező szifon WC csészék franciák kinevetik J. Bramah és vízöblítéses WC-je

A vízöblítéses WC teret hódít csatornaépítések WC-k ivóvíz- és szennyvízcsatornára való rákötése általánossá vált vízfolyások nagyon elszennyeződtek „end of pipe” megoldásokban gondolkodtak  szennyvíztisztítás egyre fejlettebb technológiái ürülék = víztisztítással eltüntetendő hulladék

A hulladékká változtatott emberi ürülék karbamid → ammónia → ammónium-nitrát szerves P → foszfát szerves anyag → szervetlen N és P Toilettes Du Monde 2009 alapján

szerves anyagokból nincs humuszképződési lehetőség szennyvízelvezetés és -tisztítás energiaigényes ( CO2) ( energiaforrások csökkenése) ürülék tápanyagtartalma veszendőbe megy szerves anyagokból nincs humuszképződési lehetőség háztartási szürke víz is fekete víz tisztításon kell átessen, feleslegesen szennyvíziszap elégetése: eredeti szerves molekulákból CH4 ( CO2) és szervetlen N ( talajra) változások a természetes vízkörforgásban vízöblítéses WC vízfogyasztással jár  tiszta víz pazarlás szennyvíziszapban felhalmozódó szervetlen N és P talajra kikerül szerves ürülék szervetlen N és P formában a felszíni vizekbe jut felszín alatti vizek nitrát szennyezése szervetlen N és P miatt humuszbomlás felgyorsul eutrofizáció

A háttérben hagyott problémák összefonódása az élelmezéssel az emberi ürülék értékes alkotói szervetlen N és P formákká alakítva kerülnek be a talajokba: műtrágyához hasonló viselkedés (ammónium-nitrát) talajoldat ionerőssége nő  humuszbomlás gyorsítása kezdeti nagyobb terméshozam után a talaj kizsigerelése nem megfelelő C/N arány okozta gondok  talajok termőképességének csökkentése a fekáliás víz tisztításával az emberi ürülék mint értékes humuszképző anyag kikerül az anyagok természetes körforgásából többé nem vehet részt a humuszképződés folyamatában kárba vész és még szennyezi is a felszíni és felszín alatti vizeket

Az emberi ürülék anyagtartalma széklet vizelet mennyiség 150-300 g/fő/nap 1-1,3 l/fő/nap nedvesség tartalom 66-80% 93-96% száraz anyag 40-81 g/fő/nap 50-70 g/fő/nap a száraz anyagban: szerves vegyület 88-97% 65-85% N 5-7% 15-19% P (P2O5) 3-5,4% 2,5-5% K (K2O) 1-2,5% 3,0-4,5% C 40-55% 11-17% Ca (CaO) 4-5% 4,5-6% (Forrás: Rodale, Gotass in Tanguay, 1990)

Az ürülékben lévő tápanyagok számolt mennyisége Széklet és vizelet együtt g/fő/nap kg/fő/év Magyarország/ év (10 millió fő) (ezer t) EU-28/év (505 millió fő) (millió t) Föld/év (7 milliárd fő) Tömeg 1000-1500 365-548 3700-5500 184-277 2600-3800 Száraz anyag 90-151 32,9-55,1 330-550 16,6-27,8 230-385 Szerves vegyület 67,7-138,2 24,7-50,4 250-500 12,5-25,5 175-350 N 9,5-19,0 3,5-6,9 35-70 1,8-3,5 25-50 P 1,1-3,45 0,4-1,26 4-13 0,2-0,6 2,8-9 K 1,9-5,2 0,7-1,9 7-19 0,4-1,0 5-13 C 21,5-56,9 7,8-20,8 78-208 3,9-10,5 55-146 Ca 3,9-8,3 1,4-3,0 14-30 0,7-1,5 10-21

A felhasznált műtrágyák hatóanyagtartalma Magyarországon felhasznált műtrágyák hatóanyag tartalma (2012) (ezer t) (KSH alapján) Az EU-ban értékesített műtrágyák hatóanyag tartalma (2013) (millió t) (Eurostat alapján) A Földön összesen felhasznált műtrágyák hatóanyag tartalma (2012) (millió t) (FAOSTAT alapján) N 310 11,0 122 P 58 1,1 23,5 K 72,5 2,3 26,5 Széklet és vizelet együtt Magyarország/év (10 millió fő) (ezer t) EU-28/év (505 millió fő) (millió t) Föld/év (7 milliárd fő) N 35-70 1,8-3,5 25-50 P 4-13 0,2-0,6 2,8-9 K 7-19 0,4-1,0 5-13

A talajveszteség miatti tápanyagveszteség számolt, becsült értékei Talajveszteség miatti tápanyagveszteség Magyarországon (ezer t/év) Talajveszteség miatti tápanyagveszteség az EU- ban (millió t/év) Talajveszteség miatti tápanyagveszteség a Földön (millió t/év) Teljes talaj tömeg 70 000 1 200 30 000-75 000 N 200 3,5 90-218 P 44 0,76 20-47 K 183 3,1 82-195 Széklet és vizelet együtt Magyarország/év (10 millió fő) (ezer t) EU-28/év (505 millió fő) (millió t) Föld/év (7 milliárd fő) N 35-70 1,8-3,5 25-50 P 4-13 0,2-0,6 2,8-9 K 7-19 0,4-1,0 5-13

Az emberi ürülék értékké változtatása cél: bomlási folyamatok megállítása megoldás: növényi cellulóz ürülékhez keverése bomlásgátló helyes C/N arányt állít be ürülék C/N: 7-10, növények C/N: 200-300 humuszképző komposztálás megindulása: C/N=60 körül emésztőgödrök, latrinák, hígtrágya tárolás, vizeletet széklettől elválasztó megoldások: nem jók az állati és növényi biotömeget egyesítve kell visszajuttatni a körforgásba az ürülék komposztálása során lebomlanak a gyógyszermaradványok, hormonok, kórokozók, féregpeték

A megoldás kézenfekvő? megelőző (szerkezetváltó) környezetpolitika Azaz: (több) száz éves késéssel ugyan, de megvizsgálni a folyók szennyezését kiküszöbölő, megelőző jellegű lehetőségeket felismerni és belátni, hogy a szennyvíztisztítás során az ürülékben lévő értékes szerves N és P vegyületeket vízszennyező anyagokká alakítjuk a vízöblítéses WC legnagyobb környezeti ártalma nem is ez a szennyezés, hanem az ürülék értékes szerves anyagainak a bioszféra anyagforgalmából való kivonása az a nézet, amely szerint minél jobban megtisztítjuk az ürülékünket elvezető szennyvizet, annál jobban óvjuk a környezetünket, hibás

A megoldás kézenfekvő! ki kell küszöbölni, hogy fekáliás víz keletkezzen az ürüléket ne a vízbe vezessük, hanem a talajba („porból lettél, porrá leszel”)  az ürüléket vissza kell juttatni a bioszféra természetes körfolyamatába de nem mindegy, hogyan!

szennyvízelvezetés és -tisztítás költség- és energiaigénye nagymértékben lecsökken ( energiahordozók felhasználása csökken, CO2 kibocsátás csökken) az ürülék tápanyagtartalma visszakerül a biológiai körfolyamatokba fenntartható élelmiszer-termelés növényi és állati/emberi biomassza együtt komposztálása  humuszképződéshez megfelelő C/N arány létrehozása a háztartási szennyvíz ürüléket nem tartalmaz, a háztartási szürke víz tisztítása egyedileg is megoldható talajok kizsigerelése és a talajerózió visszaszorul a természetes vízkörforgásba nem avatkozik bele ürülék komposztálása műtrágyák és hígtrágyák használata visszaszorul  műtrágyázás, hígtrágyázás kedvezőtlen hatásai visszaszorulnak víztakarékosság szennyvíziszap mennyisége lecsökken felszíni vizek szervetlen N és P szennyezése megszűnik talajok, felszíni és felszín alatti vizek nitrát szennyezése lecsökken energia és ásványi anyag felhasználás csökken eutrofizáció visszaszorul

Technikai megoldás alomszékek használata majd az alommal kevert ürülék helyes komposztálása

A száraz toalettek nemzedékei 1. nemzedék: pottyantós árnyékszék gödörben anaerob folyamatok, bomlás, szagok, nitrát 2. nemzedék: 20. szd. második fele, Skandináv államok vizelet és széklet külön gyűjtése, elsősorban azért, hogy ne kelljen annyit üríteni… vizelet: tartályba (NH4NO3 keletkezik…→…) széklet: szárítás (E felhasználás) (de ez nem humusz lesz!) Környezetterhelésük jelentős!

Alomszékek 3. nemzedék: alomszék vizelet és széklet együtt marad cellulózban gazdag növényi anyagokból készült alommal keverés azonnali fedés alommal, nedvesítés gyakori ürítés komposztálás képek forrása: www.eautarcie.org

ürülék + növényi hulladék együtt komposztálása aerob környezetben képek forrása: www.eautarcie.org

alomszék kültéri rendezvényeken képek forrása: www.eautarcie.org

Megoldási lehetőség a városokban Fekáliás víz ne kerüljön a szennyvíztisztító telepekre Töménybudi kinézetre a repülőkben és korszerű vonatokon használt WC-re hasonlítana az alomszék működési elvén ürülékdarálás + magasnyomású öblítés 1-2 dl vízzel tömény folyékony fekáliás víz jut a feketevíz csatornába vagy szippantásra rendszeresített tartályba a feketevizet a lehető leggyorsabban átitató telepre vezetnék cellulózban gazdag alommal átitatás: ételmaradék, kerti hulladék, papír-, kartonhulladék, fatörek stb. komposztálás

alom átitató betonmedence képek forrása: www.eautarcie.org

De valódi komposztként! Mit kér a Föld? Ne a vízbe! A talajba! De valódi komposztként!

Köszönöm a figyelmet! zseniani@sze.hu