世界頂級科學雜志《自然》：定義回收尿液為一門前沿科學

原標題：

世界頂級科學雜志《自然》第一次給回收尿液定義為一門前沿科學

視“糞土為黃金”——“馬桶先生”陳向陽的廁所革命和鄉(xiāng)村振興

撰文｜廖云新 葉青

2022年11月9日，在杭州國際城市學研究中心（杭州研究院、世界遺產(chǎn)保護杭州中心）每年一度的大型年會上，杭州市原市委書記王國平代表主辦方向“馬桶先生”陳向陽，頒發(fā)了“第十二屆西湖城市學金獎城市環(huán)境問題十佳點子”獎狀、獎杯和1萬元獎金。陳向陽是以《推廣“黑土地廁所衛(wèi)生系統(tǒng)”（TPS），打造全生態(tài)模式碳中和經(jīng)濟模式》的系列論文和相關(guān)產(chǎn)品打動了眾多城鄉(xiāng)建設(shè)、環(huán)境治理方面的專家評委，從而獲得了該殊榮。今年，西湖城市學金獎大賽組委會一共收到1400個創(chuàng)意，從中選出了14個環(huán)保點子，陳向陽的環(huán)保點子在路演評審17個評委里獲得了15個贊成票，名列第一。

今年11月19日是聯(lián)合國規(guī)定的第十個世界廁所日，該節(jié)日由世界廁所組織（WTO）于2001年提出，在2013年7月24日聯(lián)合國批準確立 。主要是為了凸顯人類面對的環(huán)境衛(wèi)生危機而設(shè)立，以推動安全飲用水和可持續(xù)基本衛(wèi)生設(shè)施的建設(shè)，倡導人人享有清潔、舒適及衛(wèi)生的環(huán)境。希望通過全世界人民的努力，共同改善世界環(huán)境衛(wèi)生問題。

為使這一鮮為人知的節(jié)日和陳向陽的環(huán)保金點子讓更多人知道，2022年11月14日上午，當代人物網(wǎng)總編輯廖云新、杭州運營中心常務(wù)主任葉青、編輯部特約撰稿人程松三人，驅(qū)車到杭州市富陽區(qū)東塢山村花開嶺公益基地，采訪陳向陽先生的廁所革命和鄉(xiāng)村振興事業(yè)。

陳向陽，1969年出生于湖北省廣水市，小時隨父母兄弟在地里勞動，自幼背著糞筐走村串巷收集動物糞便當肥料。1988年考取了大專，學的是英語，畢業(yè)后先在湖北一個磷礦中學教書三年，再南下珠三角打工，先后在幾家知名的外資企業(yè)，從小職員一路干到瑞典工廠的總經(jīng)理，這些企業(yè)產(chǎn)品覆蓋了家具燈具、廚房衛(wèi)生間設(shè)施，這期間陳向陽接觸了許多世界第一流的工業(yè)設(shè)計，眼見這些設(shè)計轉(zhuǎn)化為實用、暢銷的全國、全球產(chǎn)品。這也為陳向陽后來的“廁所革命”打下了基礎(chǔ)。他看到了工業(yè)發(fā)展的負面影響，環(huán)境污染，越來越嚴重。

2008年，有公益慈善組織為農(nóng)村孩子蓋廁所征集點子和產(chǎn)品，陳向陽看到媒體懸賞后，當即背著一個瑞典無水馬桶，從深圳飛到北京找到了實際出資的一家基金會。陳向陽建議他們興建生態(tài)旱廁，糞尿分開回收和處理，變廢為寶，形成再回收循環(huán)，不僅可以成為菜地、果園的好肥料，還解決了許多地區(qū)缺水和水污染問題。

2008-2012年，這家基金會實施了天水兒童美德生態(tài)旱廁工程，為31所學校興建了糞尿分離的無水生態(tài)旱廁，供25000多名師生使用。陳向陽成立了天水最甜蘋果合作社，貸款買車收集學校廁所的尿液免費送給農(nóng)民種水果。2012-2015年，合作社年收入約130萬元，合作果農(nóng)收入增加了20%以上，農(nóng)藥化肥減量60%以上。國內(nèi)外很多媒體報道“馬桶先生”陳向陽用尿液種蘋果的事跡，包括中國日報、南方都市報、歐洲法德公眾電視臺ARTE等。陳向陽成了蘋果網(wǎng)紅，由“馬桶先生”變成了“蘋果先生”。

我們問陳向陽為什么選擇了推廣無水馬桶和實踐生態(tài)農(nóng)業(yè)之路。他說，事出偶然，也有必然。自到珠三角工作以來，吃的菜沒有菜味兒，肉沒有肉味兒；西紅柿炒蛋從來不吃，完全沒有兒時的味道兒。2001年，陳向陽就職的公司迎來了瑞典SEPARETT無水馬桶公司老板，為他們生產(chǎn)無水馬桶模具。馬桶生產(chǎn)出來后，陳向陽非常吃驚，這馬桶不用水不臭，糞尿可以分開收集當肥料，既省水，不污染水還能實踐生態(tài)農(nóng)業(yè)。陳向陽說他是十四億中國人里第一個在中國看到瑞典這無水馬桶的人，當時就下定決定要用畢生精力推廣無水馬桶。那一年，陳向陽剛滿30歲。

圖為2009年，陳向陽在重慶高交會展示瑞典無水馬桶。

瑞典無水馬桶公司老板MIKAEL告訴陳向陽，自1970年代以來，以瑞典等北歐洲國家為代表，開始積極開發(fā)推廣現(xiàn)代意義的無水廁所或堆肥廁所，根治黑臭水體，他們家族從1976年開始研發(fā)生產(chǎn)無水馬桶，暢銷三十多個國家。今天，廁所無水化、資源化已經(jīng)形成了一種新的可持續(xù)發(fā)展潮流。

無水小便斗技術(shù)也比較成熟，國內(nèi)外已有規(guī)模化的應(yīng)用，但還沒有普及。值得一提的是，杭州報業(yè)集團1號樓使用無水小便斗已經(jīng)超過十年，深圳鹽田區(qū)很多公共場所、北方有些大學也在廣泛地使用無水小便斗。陳向陽說，只要在這些用無水小便斗的地方多安裝一條管子就可以把尿液收集起來當肥料。

使用糞便當肥料其實歷史悠久，近幾十年來，中國農(nóng)村大量使用化肥、農(nóng)藥，造成了土壤肥力下降，土壤酸化板結(jié)等，而糞便腐熟后再怎么使用也不會污染土壤，本來就屬于一種生態(tài)肥料。并且，化肥、農(nóng)藥也是造成中國居民罹患癌癥等各種惡性病癥的源頭之一。由磷礦石生產(chǎn)的磷肥普遍含有重金屬鎘等污染物，把全世界的耕地不同程度地污染了。尿液是最干凈的肥料。處理后的尿糞肥料可以完全代替化肥，人民群眾的食物安全與健康問題將得到很大的提升。

糞尿被新型馬桶和無下水道的廁所收集后，無需再用水沖走，這樣，可以節(jié)約大量用水，也就節(jié)約了用電，從而也節(jié)省了各種管道鋪設(shè)和污水處理的成本，這又為低碳環(huán)保作出了貢獻，隨著國內(nèi)逐步與國際碳匯交易所的接軌，未來“買碳、用碳”將與每一個人息息相關(guān)，可以想象，用不了多年，居民將把自己的糞尿當作籌碼，將它用來與農(nóng)民交換蔬菜水果糧食。

2015年，陳向陽應(yīng)邀赴德國，參加在柏林召開的“歐洲磷回收大會”，該會議的主要議題是“從污水里回收磷”，有來自35個國家和地區(qū)的共350名代表參加。陳向陽用一口流利的英語作了《把尿液變成黃金-用尿液種水果》，引發(fā)了國際環(huán)保學術(shù)界的強烈反響和高度關(guān)注。

陳向陽在全國率先提出的《黑土地廁所衛(wèi)生系統(tǒng)TPS》具備減污、降碳與固碳三項功能。一是廁所不用水或少用水，可以節(jié)約50%的淡水，減排64%的氮磷鉀營養(yǎng)物。二是，把具有快速生長特性且具有碳捕捉能力的禾本科植物，竹子(Bamboo),用現(xiàn)代化的生態(tài)環(huán)保工藝制作成竹炭，起到降碳效果。三是利用竹炭具有超級多微孔的結(jié)構(gòu)，吸收肥料養(yǎng)分用作土壤改良劑，保水又保肥，還能用竹炭起到出色的固碳作用。竹炭，構(gòu)成了土壤肥力提升和地下動植物生命系統(tǒng)微觀世界循環(huán)生息的著床。有學者們把竹炭稱為“黑色的金子”。

尿液含有豐富的氮、磷、鉀等生命元素，一個人一年的尿液可以種出145公斤小麥。回收全世界尿液，可以取代25%化肥。尿液被學者們稱為“液體黃金”(Liquid Gold)。糞尿還田，我們?nèi)祟惿鐣拍茉诘厍蛏峡沙掷m(xù)發(fā)展。

當竹炭泡尿液后，就讓竹炭充滿了營養(yǎng)物和微生物，能讓竹炭成為肥效長達上百年的土壤改良劑，調(diào)酸降鹽、改善土壤結(jié)構(gòu)、鈍化重金屬和化解一些污染物。尿液泡竹炭特適合于高標準農(nóng)田建設(shè)和治理荒地、鹽堿地和沙漠。

2019年5月，陳向陽成立了深圳市綠水青山環(huán)境有限公司，以推動三產(chǎn)融合的廁所革命為使命，積極探索如何打造全生態(tài)的產(chǎn)業(yè)鏈，包括：竹林生態(tài)保護與有機更新、竹材產(chǎn)品制造、竹炭加工生產(chǎn)、無水廁所及衛(wèi)浴裝備制造、生態(tài)廁所糞尿回收及竹炭混配有機肥、土壤改良及廢棄地修復(fù)和復(fù)墾等產(chǎn)業(yè)。這些產(chǎn)業(yè)把竹子和無水衛(wèi)生廁所產(chǎn)業(yè)結(jié)合，就形成了一個萬億元產(chǎn)值的“全生態(tài)碳中和經(jīng)濟模式”。全國推廣TPS模式，可以把18億畝耕地改良成高標準的農(nóng)田、把30億畝鹽堿地改造提升為耕地，甚至把沙漠變成綠洲。

2020年初，在朋友介結(jié)下，陳向陽來到人杰地靈的杭州，在富陽區(qū)東塢山村花開嶺公益基地，捐建了一座無下水道公廁，并在周邊開墾荒地，試驗用尿液泡竹炭，人造黑土地，種植蔬菜瓜果，不僅自己過起了“采菊東籬下”的田園生活，也著力打造一個鄉(xiāng)村振興的示范基地，以探索中國現(xiàn)代化方案并進行國際化推廣，形成國際影響力。

當代人物網(wǎng)采編人員親自體驗了一把無水公廁的瑞士產(chǎn)無水小便斗和瑞典無水馬桶。公廁里有洗手池，但糞尿不用水沖，卻沒有臭味，坐便器是特殊設(shè)計的，能將尿液和大便分離開來，分別進到廁屋外的蓄尿池和內(nèi)置糞桶。糞尿分別被單獨收集后添加竹炭堆肥發(fā)酵，用于種菜。菜地里，一排排的各種蔬菜長勢喜人。

陳向陽向當代人物網(wǎng)介紹說，經(jīng)過科學實驗發(fā)現(xiàn)，一個人一年的大小便含有4-5公斤氮，0.75公斤磷和1.8公斤鉀。這些營養(yǎng)物足可用來種植夠一個人吃一年的口糧，230公斤谷物。德國漢堡科技大學的Otterpohl教授提出了一種新的污水管理理論Ecosan，生態(tài)衛(wèi)生廁所系統(tǒng)。Ecosan把污水分成三類，黑水（大便）、黃水（尿液），灰水（洗滌水和廚房水）。大便堆肥還田(或者交給分解吸食糞便的動物，形成食物鏈、消解鏈，返回到多級循環(huán)體系中)，而小便經(jīng)過靜置處理一段時間后還田，灰水經(jīng)濕地過濾回歸自然界。

2022年2月9日《自然》雜志長文《尿液革命：回收尿液，拯救世界》，列出了十多種尿液回收前沿技術(shù)。這是世界頂級科學雜志第一次給回收尿液定義為一門前沿科學。該文章說，從廁所源頭把尿液單獨收集，可取代1/4化肥，減排47%溫室氣體，節(jié)約50%淡水，減少41%能源消耗，減少64%氮磷鉀排放。

陳向陽的“尿液泡竹炭”技術(shù)，改良土壤的效果比上述文章提到的尿液濃縮技術(shù)、尿液干化技術(shù)在肥效方面，效果更好。竹子和廁所革命相結(jié)合，推廣 “黑土地廁所衛(wèi)生系統(tǒng)”（TPS），打造“全生態(tài)碳中和經(jīng)濟”模式，一定會給全世界樹立一個優(yōu)秀的TPS案例，為控制氣候變暖、保障世界糧食安全、能源和水安全提供一種中國式廁所現(xiàn)代化方案。

陳向陽介紹說，竹子是草本植物，只有7年左右壽命。竹子枯死腐爛后放出大量溫室氣體、甲烷。當竹林變成荒地后，植被和生態(tài)難以恢復(fù)，竹山會發(fā)生水土流失。

當建筑業(yè)、造紙業(yè)對竹子需求大幅減少后，山上竹子就成了一種生態(tài)負擔。竹子枯萎腐爛放出巨量甲烷溫室氣體，還容易造成火災(zāi)，竹海就變成了竹害。竹子一旦開始死亡，就是成片的毀滅，很難再生出一片森林或竹林。每年砍伐一定的竹子，才能保證竹林健康和綠水青山常駐。

種竹子是碳捕捉，竹炭回田是碳封存。TPS廁所衛(wèi)生系統(tǒng)，集減污、降碳和固碳三合一。種竹子，砍竹子，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，是第一產(chǎn)業(yè)。熱解生產(chǎn)竹炭、余熱發(fā)電、生產(chǎn)建設(shè)無水廁所、運作糞污收集回收設(shè)施、生產(chǎn)炭基肥或營養(yǎng)土是第二產(chǎn)業(yè)。提供水土氣改良服務(wù)、為全世界提供TPS培訓是第三產(chǎn)業(yè)。

在2022中國綠色低碳創(chuàng)新大會上，圍繞城市發(fā)展與雙碳間的關(guān)系，國務(wù)院原參事、建設(shè)部副部長、杭州市市長仇保興接受《新華網(wǎng)》訪談時談到，過去市政污水在如今生態(tài)文明背景下，遵循低碳綠色發(fā)展的原則，應(yīng)該是要求污水處理或者垃圾處理能夠就近就地循環(huán)處理。學者們普遍認為，中國不能學西方國家走“先污染后治理”的老路！中國自然資源有限，環(huán)境的限制更為顯著，但是由于后發(fā)優(yōu)勢，我們可以汲取發(fā)達國家經(jīng)歷過的污染教訓與成功治理經(jīng)驗，更早認識到未來可能造成的危害并盡早付諸行動，早日達到庫茲涅茨曲線中從污染到治理的拐點。

陳向陽倡導的三產(chǎn)融合，創(chuàng)造無水廁所制造和竹炭利用新產(chǎn)業(yè)，以竹子為基礎(chǔ)的綠色低碳新經(jīng)濟模式，把山上每一根竹子都變成有價值的商品，增加農(nóng)民收入，創(chuàng)造無數(shù)就業(yè)機會。農(nóng)民使用了人造黑土地技術(shù)，改良了土壤，節(jié)約了化肥和農(nóng)藥，還能達到藏糧于地和藏糧于技之目標。

比如，杭州富陽區(qū)竹林面積59.09萬畝，占林地面積的30.51%，其中毛竹林面積51.02萬畝，占86.25%；涉竹農(nóng)戶10萬余人，竹林經(jīng)濟事關(guān)農(nóng)民增收、生態(tài)建設(shè)、經(jīng)濟發(fā)展。富陽政府20222012號政協(xié)提案要求招商一家竹子龍頭企業(yè)，一年能消化500-1000萬株竹子。

陳向陽的團隊調(diào)查發(fā)現(xiàn)，浙江毛竹現(xiàn)在的收購價是480元／噸，其中支付專人砍伐費250元/噸，裝運費200元／噸。由于多年不砍伐，目前每畝毛竹密度基本在500株以上，而符合生態(tài)數(shù)據(jù)每畝應(yīng)該在230株左右，即約55%需要砍掉，平均每株毛竹35斤計，每畝毛竹應(yīng)砍伐4噸老竹，農(nóng)戶增收720元/畝。

目前竹子產(chǎn)業(yè)鏈條不夠長、產(chǎn)值小，消化竹子速度太慢，竹子太便宜，農(nóng)民種竹子不能變現(xiàn)，沒人愿意打理竹林。發(fā)展人造黑土地產(chǎn)業(yè)可以很快地把山上存量竹子變成金錢，提高農(nóng)民收入，保護綠水青山。

采訪接近尾聲，當代人物網(wǎng)詢問陳向陽，孤身一人在杭州的郊區(qū)生活與工作，您希望結(jié)交一些什么樣的朋友呢？陳向陽說：首先，我在領(lǐng)英上有近450個廁所同志，大都是國際水與廁所專家，每天都有交流。其次，杭州有識之士很多，不少人欣賞我的工作。在杭州探索兩年就獲得了政府的獎勵，說明杭州政商學界很開放，能接納我這個小人物提出的鄉(xiāng)村振興新概念。我希望在美麗鄉(xiāng)村和鄉(xiāng)村振興方面有興趣的專家學者、創(chuàng)業(yè)家、投資者有空來這里交流，探討共富之路，為保障糧食安全、水安全和控制氣候變化一起發(fā)力！（八衛(wèi)科技 張學忠供稿）