Chile: Menschlicher Urin eine Alternative zur Herstellung von Düngemitteln

Ein paar Mal im Jahr richten die Mitarbeiter der chilenischen Wissenschaftlerin Dafne Crutchik eine ungewöhnliche Bitte an Freunde und Verwandte: Sie sollen Urin spenden. Es handelt sich um eine wichtige Flüssigkeit zur Rückgewinnung von Phosphor, einem knappen Mineral, das für die Herstellung von Düngemitteln unerlässlich ist. Seit einiger Zeit wird der Einsatz von Phosphor, der traditionell aus Mineralvorkommen gewonnen wird, zur Steigerung der Ernteerträge immer beliebter. Die weltweite Produktion konzentriert sich auf einige wenige Länder, darunter Marokko, China, die Vereinigten Staaten und Russland. Die weltweiten Reserven gehen jedoch zur Neige, und der Krieg in der Ukraine hat den Wert von Düngemitteln und ihren Bestandteilen, darunter auch Phosphor, in die Höhe getrieben, dessen Preis pro Tonne nach Angaben der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) von 276 US-Dollar im Jahr 2021 auf 938 US-Dollar im darauf folgenden Jahr gestiegen ist.

Vor diesem Hintergrund arbeitet Crutchik an einer einfachen Alternative zur Gewinnung von Phosphor aus Urin, wie sie bereits in mehreren Ländern der Welt praktiziert wird. „Der Dünger wird für die Ernte verwendet, dann essen wir die Ernte. Nur ein Teil des Phosphors wird absorbiert, der Rest landet im Urin und geht dann im Abwasser verloren“, erklärt Crutchik, der in Chemie- und Umwelttechnik promoviert hat und an der Universität Adolfo Ibáñez lehrt.

Herstellung von Düngemitteln

Urin wird auch anderswo als Düngemittel verwendet. In den Vereinigten Staaten, Frankreich, Nepal und der Ukraine haben Landwirte die Flüssigkeit verwendet, um ihre Felder wachsen zu lassen. Und Astronauten auf der Internationalen Raumstation (ISS) recyceln ihn, um Tomaten zu züchten. Zur Herstellung des Düngers wird bei dem chilenischen Experiment Meerwasser – das das notwendige Magnesium liefert – mit dem Urin von Familie und Freunden sowie dem der fünf Mitglieder des Forschungsteams gemischt: Dr. Crutchik wird von zwei Studenten und zwei Doktoranden begleitet. Der Grund für die enge Zusammenarbeit ist die Tatsache, dass es nicht einfach ist, Freiwillige zu finden: „Viele wollen nicht spenden oder schämen sich. Das ist etwas Nützliches und wird uns allen in Zukunft helfen“, sagt Amparo Henríquez, eine der Mitarbeiterinnen.

Nach einigen Tagen Ruhe löst die Kombination der beiden Flüssigkeiten das aus, was die Wissenschaftler „Phosphorfällung“ nennen, d. h. die Verfestigung dieses Minerals zu weißen, sandkorngroßen Kristallen, die als Dünger verwendet werden können. Etwa 500 Gramm dieser Kristalle könnten eine Tonne Boden für den Tomatenanbau düngen, sagt sie. Die Menge der gebildeten Kristalle hängt von der Qualität der Flüssigkeit oder den darin enthaltenen Nährstoffen ab. Es macht einen Unterschied, ob es sich um „frischen“ Urin oder den ersten Urin des Tages handelt. In einem Experiment wurden mit viereinhalb Litern Urin und 250 Millilitern Meerwasser etwa 80 Gramm Kristalle erzeugt, erklärt die chilenische Wissenschaftlerin.

Zurückhaltung

Die Technik ist vielversprechend. Ein Mensch uriniert durchschnittlich eineinhalb Liter pro Tag. Crutchik schätzt, dass 20 Prozent der synthetischen Düngemittel durch diese Kristalle ersetzt werden könnten, wenn der menschliche Urin weltweit recycelt würde. Obwohl er die Produktionskosten voraussichtlich erst Ende des Jahres berechnen kann, glaubt er, dass dies aufgrund der großen Menge an verfügbarem Rohmaterial viel „billiger“ als Kunstdünger wäre. Der weit verbreitete Einsatz von Düngemitteln auf Urinbasis stößt jedoch auf die lokale Gesetzgebung und eine gewisse Abneigung in der Bevölkerung. In Chile steht Urin nicht auf der Liste der 679 behördlich zugelassenen Düngemittel, so dass er nicht verwendet werden kann“, erklären die Wissenschaftler.

Da Urin kein wichtiger Krankheitsüberträger ist, muss er für die Verwendung in der Landwirtschaft nicht aufwendig aufbereitet werden. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfiehlt, ihn ein paar Tage stehen zu lassen. Der Vorschlag könnte auch dazu beitragen, die verheerenden Auswirkungen des Phosphorüberschusses in Seen, Flüssen und Meeren, in die Abwässer eingeleitet werden, zu verringern. Nach Angaben des UN-Umweltprogramms ist die Phosphorverschmutzung „eine der Hauptursachen für den Verlust der biologischen Vielfalt und trägt zur Verschlechterung der Ökosysteme bei, von denen die Menschheit abhängt“.