重口味科技

蘇一橫

英文中有句諺語：“Waste not，Want not”，意思是“不浪費，無缺愁”。現(xiàn)在，這句諺語已經(jīng)成為了科學(xué)家們對抗人類危機的指導(dǎo)精神了。由于人類長時間以粗獷的方式進(jìn)行工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，能源緊張、物質(zhì)短缺以及環(huán)境污染的問題凸現(xiàn)出來。為了解決這三大危機，人類必須要學(xué)會廢物利用，這項任務(wù)自然就落到了科學(xué)家們的肩膀上。

為了拯救世界，科學(xué)家們也是拼了。各式各樣的生活垃圾或者工業(yè)廢料都被找出來研究一番，甚至人類的糞便和尿液也不能幸免。不過科學(xué)家們的努力沒有白費，一大批可以將糞便和尿液變成寶貝的重口味科技紛紛出爐，它們的效果似乎還不錯。

大便巴士

大便能用來做什么？大多數(shù)人首先會想到沼氣，在天然氣被充分開發(fā)之前，沼氣已經(jīng)進(jìn)入家庭，用于供暖和做飯了。但是現(xiàn)在，大便沼氣要承擔(dān)更多的工作。2015年3月，在英國，世界上首輛依靠人類糞便供能的新型環(huán)保巴士已經(jīng)正式開路。這輛擁有40個座位的“生態(tài)巴士”依靠大便所產(chǎn)生的沼氣驅(qū)動。

據(jù)計算，只需要相當(dāng)于5個人一年的排便量便足夠支撐巴士跑完300千米，而巴士里一車人每年糞便產(chǎn)生的燃料，可供巴士跑完3000千米。這種由沼氣供能的巴士對提升空氣質(zhì)量很有幫助，它的二氧化碳排放量比柴油低30%。

但是，生態(tài)巴士更大的意義在于動力——它的動力是由當(dāng)?shù)氐木用瘛⑸踔梁芸赡苁擒嚿系某丝吞峁┑摹＿@足以證明，即使人類糞便這樣的垃圾，也可以轉(zhuǎn)化成寶貴的能源。那么，不久的將來大便也能為人們的智能手機提供能量么？這是可以做到的，因為科學(xué)家們已經(jīng)在人類糞便中發(fā)現(xiàn)了能夠用做生物發(fā)電的細(xì)菌，今后該領(lǐng)域肯定會有進(jìn)一步的研究。

“撒尿能源”

當(dāng)然，除了大便，尿液同樣可以利用。比如，在英國，有一個神奇的尿壺，它可以用小便發(fā)電。

這種尿壺是由西英格蘭大學(xué)的科學(xué)家們研制出來的。在長達(dá)13年的時間里，西英格蘭大學(xué)的教授們一直在做這樣一項研究：把各種以尿素為食的微生物放進(jìn)尿壺，想辦法將這些微生物的能量轉(zhuǎn)換為電能。為了支持這一研究項目，學(xué)校建造了“撒尿能源”廁所，在廁所里內(nèi)置了這種尿壺，校方領(lǐng)導(dǎo)鼓勵教師和學(xué)生到該廁所小解。終于，在2013年，這種新式尿壺成功進(jìn)行了發(fā)電。不過，這種尿壺屬于消耗品，每個造價2英鎊，而且目前只有適合男性的款式。

現(xiàn)在，英國的牛津饑荒救濟委員會找到了西英格蘭大學(xué)，雙方合作，希望建造一種新型廁所，能夠?qū)⒛蛞恨D(zhuǎn)化為照明所需的電力。因為英國有許多吉普賽人的難民營，那里不被電網(wǎng)覆蓋，到了夜間就會出現(xiàn)許多黑暗的角落，威脅女性難民的安全，而具備“撒尿能源”裝置的廁所卻可以照亮這些原本潛在危險的地方。

在美國，科學(xué)家們同樣將尿液視為潛在的新能源，但他們更多從化學(xué)的角度來展開研究。目前，人類主要通過電解水來制作氫電池，而尿液中含有尿素和氨，這兩種化合物電解也可以產(chǎn)生氫。俄亥俄州立大學(xué)的科學(xué)家們就發(fā)明了一種電解劑，僅使用少量能量，便能從尿液中提取氫氣。這項技術(shù)將在未來用于驅(qū)動汽車。

加州理工學(xué)院的科學(xué)家們表示，相比之下，氫在尿液中的束縛性比水更小一些，僅使用0.37伏特的電壓就可以從尿液中提取氫氣，而從水中分離氫氣則需要1.23伏特的電壓。另一方面，人類每年的排尿量總共大約有6.4萬億升，如果善加利用，尿液完全可以從被馬桶沖走的廢物變成價廉物美的新能源。

“蚯蚓廁所”和生物飼料

在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)時代，給作物施肥的最佳肥料是糞便，縱觀歷史，地球上幾乎每一處文明里，人們都使用過糞便作為農(nóng)業(yè)肥料。今天，雖然工業(yè)化肥已經(jīng)廣泛取代了糞便，但即使在發(fā)達(dá)國家里，這一傳統(tǒng)仍然存在。在美國，60%的生物污泥（其中主要是糞便）在消毒后被涂蓋到耕地或者林木種植園。而在發(fā)展中國家，露天廁所里的糞便就被直接用于農(nóng)田。

雖然對于發(fā)展中國家的農(nóng)民來說，糞便幾乎是無需花費的肥料，但它也會給人類帶來大量有害微生物和寄生蟲，危及人類的生命健康。那么，用大便施肥，有沒有比較簡單而又“衛(wèi)生”的方法呢？倫敦衛(wèi)生與熱帶醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們想到了蚯蚓，并提出了一種新概念廁所——“蚯蚓廁所”。蚯蚓吃掉糞便后，就能產(chǎn)出細(xì)小而均勻的蚯蚓糞，這種糞粒無毒、無臭、干凈衛(wèi)生，含有多種有機質(zhì)，是目前公認(rèn)的最優(yōu)質(zhì)的天然高效有機肥料。

研究人員在廁所里放進(jìn)含有蚯蚓的土塊，這些蚯蚓會吃糞便，堆砌肥料，大約6個月的時間，“蚯蚓廁所”里的大便就可以全部轉(zhuǎn)變成無毒的有機化肥。

另外，倫敦衛(wèi)生與熱帶醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們還想到了黑水虻幼蟲，它們同樣可以降解糞便，之后這些幼蟲會長得非常豐滿，體內(nèi)的蛋白質(zhì)含量也會成倍增加。科學(xué)家表示，這種幼蟲可以用作農(nóng)場禽類或者魚的飼料。這個想法已經(jīng)獲得了比爾·蓋茨基金會的支持，因為它既可以改善衛(wèi)生，又可以增加社區(qū)的收入。只要人們愿意克服那一點點心理障礙，這項技術(shù)就可以稱得上非常完美了。

飛向太空的大便

傳統(tǒng)的農(nóng)牧業(yè)需要大便，在未來，人類探索太空也需要大便的幫助。雖然美國宇航局?jǐn)R置了在火星和月球上建立人類基地的計劃，但是其他人并沒有放棄這個夢想。荷蘭的“火星一號”計劃2026年在火星上建立一個永久的基地。美國富翁丹尼斯·蒂托建立的“火星靈感”項目，打算花費15億美元，用太空探索公司SpaceX的火箭和飛船，將兩名夫妻宇航員送上太空，完成501天的飛越火星之旅。

在這趟旅途中，毫無疑問，宇航員受到的最大傷害將是宇宙輻射。“火星靈感”的解決方案竟然是把水、食物和大便塞到墻里，作為防輻射的屏障。

科學(xué)家表示，在一年多的旅行時間里，飛船船艙缺少足夠的空間來存放的食物與排泄物。解決這個問題的唯一方法就是最初用食物和水裝滿飛船的墻壁，然后墻內(nèi)空間逐漸被干燥后的人類大便所替代。無論食物、水還是大便，它們?nèi)际呛芎玫奶蛰椛淦帘挝铩ｋS著宇航員進(jìn)食，掛著的食物越來越少，裝有糞便的袋子則越來越多，這些糞便也會逐漸脫水。但是，科學(xué)家在墻壁上安裝大量的聚乙烯袋，這種材料能夠通過滲透作用從大便中回收水分，讓宇航員再次飲用。飛到火星之后，這些糞便還將會被轉(zhuǎn)化為燃料，繼續(xù)發(fā)揮重要作用。

也許在未來，只有借助大便的力量，我們才能真正走出地球、征服宇宙。

在大便中“淘金”

談到變廢為寶，科學(xué)家們還正在尋找辦法從大便中提取貴金屬——包括了金、銀、鉑、銅和鈦。根據(jù)美國亞利桑那州立大學(xué)的研究，人類的排泄物中有不少金、銀、銅等有價金屬，而且含量比例具有開采的價值。

據(jù)科學(xué)家們估計，每100萬美國人的排泄物中含有價值1300萬美元的貴金屬，如果能夠找到合適的方法提煉出這些貴金屬，對人類將會有兩大好處：一方面，去除這些糞便中的金屬，可以提高糞便對土地的施肥質(zhì)量；另一方面，集中精力提取可出售的貴金屬，可以減輕采礦業(yè)的壓力，在將來，手機和電腦中都會用到從糞便中提取的金屬。

人類大便中為何含有貴金屬呢？因為在人類日常生活中，金屬的攝入無處不在。比如，牙科醫(yī)生使用金、銀的汞合金填補牙洞；二氧化鈦可以使甜甜圈看上去更可口；等等。

在將來，掏大糞也許會成為一個相當(dāng)賺錢的行業(yè)，但目前如果要“開采”這些存在于大便中的金屬，除了使用會破壞環(huán)境的滲濾液（一種容易致癌的有毒物質(zhì)）之外，還沒有更好的方法。