In tutto il mondo, quasi tre miliardi di persone non hanno il lusso di una sciacquone. Invece si affidano a sistemi di sanificazione statici, come le latrine a fossa per gestire i loro rifiuti. Poiché questi non sono spesso collegati a una rete fognaria, richiedono lo svuotamento e lo smaltimento manuale.
Scarsa comprensione dei rischi implicati significa che i fanghi non trattati vengono spesso gettati nei campi e nei fiumi vicini. L'impatto di questo può essere devastante. I germi trovati nei fanghi fecali causano malattie come la diarrea che provoca la morte di oltre 750.000 bambini sotto i cinque anni ogni anno.
Tuttavia, si stima che ogni dollaro investito in migliori servizi igienico-sanitari ritorni fino a $ 5, 50 in benefici sociali ed economici. Ciò deriva da un aumento della produttività, dalla riduzione dei costi sanitari e dalla prevenzione di malattie e decessi prematuri.
Una parte cruciale del miglioramento dei servizi igienico-sanitari sta nella ricerca e nello sviluppo di metodi più semplici ed efficienti per il trattamento dei fanghi in luoghi in cui non sono disponibili fognature e trattamento centralizzato delle acque reflue.
La mia ricerca fa parte di una partnership con la società di ingegneria Buro Happold (BH) a cui WaterAid Bangladesh ha chiesto di trovare una tecnologia di trattamento dei fanghi che fosse efficace, pratica e conveniente.
Dopo aver considerato le opzioni che includevano biogas e additivi per pozzi - prodotti usati per cercare di ridurre il volume dei fanghi - la società ha optato per letti di essiccazione non impiantati. Sono semplici nel design e sfruttano la ragionevole quantità di sole in Bangladesh.
Svuotamento manuale (sswm.info) I letti di essiccazione asciugano i fanghi attraverso i processi di evaporazione e drenaggio. Man mano che perde acqua, la temperatura all'interno dei fanghi aumenta, uccidendo alcuni dei germi che contiene. Una volta essiccati in una consistenza adatta per la rimozione, i fanghi vengono compostati per consentire un uso sicuro in agricoltura come ammendante del suolo.
La mia ricerca mira a comprendere meglio il processo di essiccazione dei fanghi in questi letti al fine di stimare il tempo necessario prima che sia sicuro da rimuovere, evitando che i fanghi non trattati vengano svuotati nell'ambiente.
Fabbrica di cacca
Per fare questo, è necessario creare fanghi in laboratorio, che replica le proprietà chimiche e fisiche delle cose reali il più vicino possibile. In questo modo possiamo eseguire test di asciugatura sicuri e riproducibili per accertare come i veri fanghi si asciugheranno in un clima tropicale.
Letto di essiccazione (Celia Way Buro Happold 2013) Oltre ad essere pieno di germi, i fanghi fecali sono molto variabili in termini di composizione chimica e fisica. Uno studio che studiava la "produzione" di un gruppo di uomini sani di età simile con una dieta controllata per tre settimane ha riscontrato differenze notevoli nella composizione chimica della loro cacca. Tale variazione è ulteriormente amplificata tra diversi paesi, climi e diete.
I principali componenti chimici della cacca sono grassi, carboidrati (fibre), materiale azotato, minerali (principalmente potassio, calcio e fosforo) e microrganismi. Nel 2006 gli scienziati hanno sviluppato un simulante per la cacca umana per testare la progettazione di un sistema di raccolta dei rifiuti per un veicolo di esplorazione dell'equipaggio per la NASA.
Utilizzando la composizione chimica nota, i ricercatori della NASA hanno sviluppato una "ricetta" che consisteva in cellulosa per rappresentare i carboidrati, lievito per i microrganismi, olio di arachidi per grassi e carboidrati, oltre a cloruro di potassio, fosfato di calcio e acqua.
Sfortunatamente il fango che viene essiccato sui letti di essiccazione in Bangladesh è leggermente diverso dalla cacca fresca, poiché ha trascorso del tempo in una fossa o in una fossa settica. Ciò significa che i componenti facilmente degradabili nella cacca fresca (carboidrati, proteine e zuccheri) vengono scomposti, lasciando indietro quelli più stabili. La ricetta della NASA per la cacca fresca doveva essere modificata per consentire ai nostri esperimenti di tenere conto dei cambiamenti e di rappresentare meglio le caratteristiche dei fanghi fecali reali.
Nell'ambito della Reinvent the Toilet Challenge della Bill and Melinda Gates Foundation nel 2014, il gruppo di ricerca sull'inquinamento in Sudafrica ha modificato la ricetta della NASA. Includevano l'integratore dietetico di buccia di psillio e miso in pasta per fibra, rimossi cloruro di potassio, aggiunta di polietilenglicole per aiutare la ritenzione idrica, lievito attivo per rappresentare i batteri e cambiato la cellulosa in linters di cotone e tessuto tagliuzzato.
Abbiamo ulteriormente modificato questa ricetta per sostituire le linters di cotone con la canapa poiché era più facilmente disponibile. Il lievito attivo è stato sostituito con il lievito di birra in quanto è più facile acquistarlo sfuso.
Ora che abbiamo un simulante adatto per i fanghi fecali, siamo in grado di condurre test sui letti di essiccazione per prevedere meglio il comportamento di essiccazione dei fanghi in un clima tropicale. Ciò potrebbe portare all'utilizzo di tali letti su una scala molto più ampia, il che significa che invece di essere lasciata pericolosamente non trattata, la cacca ha un posto migliore dove andare.
Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation.
Naomi Deering, ricercatore post-laurea in sanità, Università di Bath
