Toalety muszą się zmienić, by pasować do nowych czasów. Jakie będą w przyszłości?

W tym artykule:

1. Toalety muszą zużywać mniej wody
2. Istnieją też toalety, które w ogóle nie zużywają wody
3. Toalety mogą wytwarzać energię z odchodów
4. Toaleta może pomagać w diagnostyce chorób
5. Kanalizacja ściekowa to również źródło problemów
6. Toalety powinny być dostępne dla każdego
7. Przyszłość to gospodarka obiegu zamkniętego

W ceramicznej toalecie, na której codziennie zasiadamy, tkwi wiele sprzeczności. Z jednej strony jest to urządzenie, które zmniejszając ilość chorób pomogło znacznie wydłużyć ludzkie życie. Z drugiej strony toaleta, jaką dziś znamy, jest w użyciu od XIX w. i nie nadąża za błyskawicznie postępującymi współcześnie zmianami. Miasta rozrastają się obecnie szybciej niż sanitarna infrastruktura. A ta jest nie tylko kosztowna, ale i zależna od coraz trudniej dostępnej wody. Co więcej, nie wszędzie się sprawdza. Wciąż tylko 3,4 mld ludzi (czyli mniej niż połowa globalnej populacji) ma dostęp do bezpiecznych systemów sanitarnych.

W 2015 r. w odpowiedzi na to, że około jedna trzecia ludności świata wciąż żyje w niebezpiecznych dla swojego zdrowia i życia warunkach sanitarnych światowe rządy zobowiązały się, że do 2030 r. dostęp do odpowiednio funkcjonujących toalet będzie powszechny na całym świecie. Ma to wielowymiarowy sens. Każdy dolar zainwestowany w dostępność odpowiednich warunków sanitarnych oznacza (dzięki zmniejszeniu kosztów opieki zdrowotnej i zdrowszej a przez to bardziej produktywnej sile roboczej) średni zwrot wysokości 5,5 dolara.

Można się jednak spodziewać, że nawet jeśli kiedyś uda się wszystkim na świecie umożliwić dostęp do toalet, to w małym stopniu będą one przypominały te, które znamy ze swoich domów. Ze względu na wyzwania, jakie stawia przed nami katastrofa klimatyczna, przyrost demograficzny, a także pędząca gospodarka także nasze sanitariaty będą musiały przejść transformację. Jak zatem będzie wyglądała toaleta przyszłości i jakim wyzwaniom musi sprostać?

Toalety muszą zużywać mniej wody

Zmniejszenie zużycia wody to jeden z głównych celów inżynierów pracujących nad usprawnieniem funkcjonowania sanitariatów. Nie bez przyczyny. „Używając alternatywnych toalet można by zaoszczędzić 15 tys. litrów wody na osobę rocznie. W przypadku czteroosobowej rodziny daje to 60 tys. litrów” – pisze Chelsea Wald w książce „Pipe Dreams”: The Urgent Global Quest to Transform the Toilet”.

W konstruowaniu obywających się bez wody i kanalizacji toalet od lat wspierają inżynierów Bill i Melinda Gates. Wśród nagrodzonych przez nich grantami projektów znalazł się m.in. system zamieniający ekskrementy w surowiec przypominający węgiel drzewny, a także sanitariat spłukiwany uryną.

Czy można nabawić się infekcji w publicznej toalecie? Nowe badanie

Znany sposób chronienia się przed zakażeniami może okazać się nieskuteczny.

Zaawansowana technika nie jest jednak niezbędnym warunkiem oszczędzania wody. Dowodem na to są proste toalety kompostujące, które nie tylko pozwalają oszczędzać wodę, ale też generować nawóz. „Gdybyśmy mogli odzyskać ze ścieków wszystkie składniki odżywcze, to według jednego z szacunków, moglibyśmy zrekompensować około 13 proc. światowego zapotrzebowania na składniki nawozu, przy przychodach wysokości prawie 14 mld dolarów” – pisze w swojej książce Wald. I wskazuje, że w ciągu roku przeciętny Amerykanin pozbywa się w toaletach ilości ekskrementów, która pozwoliłaby nawieźć 50-metrowy ogródek.

Oprócz kup i moczu (oraz znajdującego się w nim azotu), do zrobienia kompostu potrzebne są mikroby. Przy każdym użyciu kompostującej toalety powinno się to, co w niej zostawiamy, zasypać bogatym w węgiel materiałem roślinnym, który usprawnia proces rozkładu. Badania wykazują, że pozostałości po prawidłowo funkcjonującej toalecie kompostującej zawierają znikome ilości patogenów.

Istnieją też toalety, które w ogóle nie zużywają wody

Suche, czyli nie używające wody toalety mogą przyjmować bardzo różne formy. Arborloo to ruchoma toaleta, w której ekskrementy zbiera się w płytkim rowie. Gdy ten się zapełni, toaletę przenosi się w inne miejsce, a w wypełnionym nawozem rowie sadzi się drzewo.

Transparentne toalety publiczne. Nowa atrakcja Tokio

W jednej z najpopularniejszych dzielnic Tokio pojawiła się ostatnio bardzo niezwykła atrakcja – dwa zestawy całkiem przezroczystych publicznych toalet. Mimo że pomysł brzmi ryzykownie, w rz...

W miejscach, gdzie kopanie rowów, a tym bardziej tworzenie systemów kanalizacyjnych jest niemożliwe – np. w haitańskich czy kenijskich slumsach – można załatwić się do plastikowej torebki. Potem się ją wyrzuca. Również i te „latające toalety” doczekały się dziś ulepszeń. Organizacja PeePoo dostarcza potrzebującym specjalne zamykane i higieniczne torebki. Panujące w nich warunki chemiczne pozwalają w ciągu kilku dni zabić znajdujące się w odchodach drobnoustroje. Torebki wraz z zawartością są następnie odbierane i kompostowane.

W wykluczaniu wody z toalet pomagają też nowoczesne technologie. Urządzenia próżniowe wsysają zawartość toalet bez lub przy użyciu minimalnej ilości wody. Zawartość muszli przechodzi najpierw przez pompę próżniową, skąd wpompowywana jest do zbiornika.

Toalety mogą wytwarzać energię z odchodów

Nasze odchody są jedynym surowcem, którego zasoby zwiększają się wraz z rosnącą populacją. Zamiast robić z tego pożytek, spuszczamy je do ścieków. Ignorujemy fakt, że można by z nich pozyskać całkiem spore ilości energii.

Instytut Wody, Środowiska i Zdrowia ONZ próbuje ten trend odwrócić. Promuje pomysł, aby do globalnego bilansu energetycznego włączyć energię pochodzącą z ludzkich odchodów. Eksperci ONZ oceniają, że około 1 mld ludzi na świecie robi kupę pod gołym niebem. Gdyby poddać te odchody odpowiedniemu rozkładowi, można by uzyskać konkurencyjne dla węgla paliwo. Dałoby ono energię wartą ok. 350 mln dolarów rocznie i umożliwiającą oświetlenie 10–18 mln domów. Biogaz wytworzony z całości ludzkich odchodów miałby zaś według ekspertów wartość 9,5 mld dol. rocznie i zapewniłby zieloną energię do oświetlenia 138 mln domów.

Światowy Dzień Toalet - tak, jest taki i nie jest to wcale dowcip. Chodzi o słuszną sprawę

W 2001 roku sprawa takiego dnia po raz pierwszy pojawiła się w Singapurze, a 12 lat później podchwycił ją ONZ. Co roku 19 listopada Światowy Dzień Toalet ma być okazją do dyskusji nad pop...

Nic więc dziwnego, że zainspirowani tymi liczbami inżynierowie podejmują wyzwanie stworzenia generującej energię toalety. Pochodzący z Korei Południowej profesor inżynierii miejskiej i środowiskowej Cho Jae-weon skonstruował toaletę o nazwie BeeVi. Podłączył ją do laboratorium przerabiającego ekskrementy na biogaz i nawóz. Koreański profesor przekonuje, że z 500 gramów odchodów jest w stanie uzyskać 50 litrów metanu. Gaz ten może zaś generować 0,5 kWh energii elektrycznej lub posłużyć do jazdy samochodem elektrycznym przez około 1,2 km.

System pozwalający zamieniać odchody w biogaz stworzyła również firma Loowatt. Został on przetestowany na brytyjskich barkach mieszkalnych, a nawet wdrożony w publicznej toalecie w Antananarywie – stolicy Madagaskaru. W urządzeniach Loowatt odchody zamiast spływać do ścieków przechowywane są w biodegradowalnej folii. Następnie trafiają do komory fermentacyjnej, w której powstaje biogaz. W ten sposób w ciągu jednego dnia powstaje ilość gazu wystarczająca na ogrzanie wody na 20 gorących pryszniców albo na naładowanie 1 tys. telefonów.

Toaleta może pomagać w diagnostyce chorób

O tym, że tego, co zostawiamy w toaletach, nie należy lekceważyć, wiedzą nie tylko naukowcy, ale i światowi przywódcy. Kiedy stojący na czele Korei Północnej Kim Dzong Un spotkał się w 2018 r. w Singapurze z prezydentem USA Donaldem Trumpem, wziął ze sobą swoją toaletę. Powód? Nie chciał, aby ktoś niepożądany dotarł do szczegółów na temat jego stanu zdrowia.

Nasze odchody są bowiem nieocenionym źródłem informacji na jego temat. Dlatego systemy sanitarne modyfikuje się również pod kątem ich pozyskiwania. Pomysł na to, żeby za pośrednictwem toalety komunikować się z lekarzem, narodził się pod koniec XX w. w Japonii. Inteligentne toalety TOTO były jednak za drogie i nigdy nie weszły na rynek.

"Za sprzątanie własnego domu człowiekowi grozi ostracyzm". Misja "Czyste Indie". [REPORTAŻ]

Prawie miliard ludzi, z czego ponad połowa w Indiach, codziennie wypróżnia się na dworze. Wskutek tego miliony umierają albo cierpią na ciężkie choroby. Problem nie polega po prostu na brak...

Obecnie szuka się tańszych rozwiązań. Za jednym z nich stoi zespół z Uniwersytetu Kalifornijskiego pod kierownictwem inżyniera Vikrama Kashyapa. W czasie swojej choroby Kashyap przekonał się, że amerykański system zdrowia nie dba o obywateli proaktywnie. Stwierdził więc, że monitorowaniem swojego zdrowia powinien zająć się sam. Z myślą nie tylko o sobie, ale i o rosnącej populacji seniorów i przeciążonych szpitalach skonstruował więc urządzenie, które ma to umożliwiać.

Pierwszym osiągnięciem założonego przez niego przedsiębiorstwa Toi Labs było zminiaturyzowanie testów diagnostycznych stolca i moczu. Następnie zamontowano je w nakładanym na toaletę urządzeniu o nazwie TrueLoo. Wykorzystuje ono technologię czujników do analizy ludzkich odchodów. Wykonuje pomiary, opierając się na optyce. Analizuje odchody pod kątem potencjalnych chorób. W ten sposób pomaga seniorom w monitorowaniu zaburzeń układu moczowego i trawiennego.

Nad narzędziem zbierającym informacje o naszym zdrowiu na podstawie tego, co wydalamy, pracują również naukowcy z Uniwersytetu Stanforda. Ma ono wykrywać takie schorzenia jak zapalenie pęcherza, a nawet rak jelita grubego. Podobnie jak TrueLoo, ma wykorzystywać czujniki medyczne. Użytkownicy mają być jednak dodatkowo identyfikowani po tzw. odcisku analnym (z ang. analprint). Opisuje on unikatowe cechy ludzkiego odbytu.

Kanalizacja ściekowa to również źródło problemów

Awarie, niewydolność i koszt utrzymania systemów kanalizacyjnych to kolejne wyzwanie, przed którym stają dziś twórcy toalet przyszłości. W celu pompowania i napowietrzania ścieków używa się w nich olbrzymich ilości energii. Są też bardzo podatne na awarie wywoływane coraz częściej pojawiającymi się powodziami i suszami. W czasie tych pierwszych ścieki wzbierają. W przypadku niedoborów wody służby miejskie zmuszone są walczyć ze smrodem i korozją spowodowaną przez ściekowe gazy.

Brak wody w kanalizacji grozi też poważnymi zatorami, takimi jak na przykład ten, który nastąpił w 2018 r. w południowoafrykańskim mieście Cape Town. Z powodu suszy mieszkańcy zmuszeni byli wówczas oszczędzać wodę. Udało im się zmniejszyć jej zużycie o połowę, ale zaowocowało to potężnym wyzwaniem dla służb obsługujących kanalizację. W rurach powstały bowiem zatory. W rezultacie czego zarządzano tzw. royal flashes. O określonych porach dnia mieszkańcy miasta musieli równocześnie spuszczać wodę w swoich toaletach, żeby przepchnąć nieczystości do oczyszczalni.

Dlaczego po kawie od razu chce się biec do toalety? Naukowcy wyjaśniają

Wiele osób na całym świecie nie wyobraża sobie rozpoczęcia dnia bez kawy. Jednak zanim czarny napój zacznie działać pobudzająco, najpierw to nasze jelita zaczynają intensywniej pracować ...

Zapobiegać takim sytuacjom mogą podciśnieniowe przewody kanalizacyjne. Taki przewód funkcjonuje na największej sztucznej wyspie na świecie Palma Jumeirach w Dubaju. Wykorzystuje się w nim podciśnienie powietrza – nieczystości są zasysane, a nie przepychane strumieniem wody.

Problemem dosłownie zalegającym w rurach kanalizacyjnych jest też papier toaletowy. Pochodząca z niego celuloza stanowi około dwóch trzecich wszystkich stałych nieczystości trafiających do oczyszczalni. Holendrzy postanowili zrobić z niego podwójny użytek. Odzyskują papier z kanałów, dzięki czemu odciążają jedną ze swoich oczyszczalni. Uzyskany materiał przerabiają na komponenty asfaltu i ścieżek rowerowych.

W wielkich miastach, takich jak Nowy Jork czy Austin, od lat działa scentralizowana infrastruktura kanalizacyjna. Teraz coraz częściej zachęca się mieszkańców do montowania w piwnicach i na dachach mniejszych i niezależnych systemów oczyszczania wody.

Toalety powinny być dostępne dla każdego

W swojej książce Chelsea Wald podkreśla, że twórcy toalet przyszłości będą brali pod uwagę nie tylko dobro środowiska. Ważne są też potrzeby wszystkich członków społeczności. Ponieważ aż 90 proc. kolejek do toalet tworzą kobiety, które chcą zrobić siusiu, w wielu miejscach w celu wyrównywania czasu czekania przydziela się im w toaletach więcej kabin.

Jak bardzo jest to słuszne, pokazuje przykład stadionu w Chicago. Po tym, jak w USA dało się słyszeć męskie głosy sprzeciwu wobec przydzielania kobietom większej liczby kabin, w odnowionym stadionie Soldier Field przerobiono pięć żeńskich toalet na męskie. Efekt? Kobiety musiały czekać dwa razy dłużej niż średnio mężczyźni. Toalety, dzięki którym niwelowane są nierówności, nie muszą być więc technologicznie zaawansowane. W przypadku kobiet, które spędzają na czynnościach toaletowych więcej czasu wystarczy, że będzie ich więcej.

NASA dowiezie na ISS nową kosmiczną toaletę. Astronauci przeprowadzą „test zapachu” i funkcjonalności

Nowy model toalety, przystosowanej do używania w warunkach o zerowej grawitacji, ma trafić na Międzynarodową Stację Kosmiczną, aby pracujący tam astronauci mogli sprawdzić jego działanie. ...

Naukowcy i architekci stojący za projektem Stalled! walczą zaś o to, żeby ogólnodostępne toalety przyszłości nie wykluczały osób niebinarnych lub niespełniających powszechnie uznawanych cech przypisywanych danej płci. Toaleta zainstalowana przez nich w Gallaudet University zamiast oddzielnych kabin dla mężczyzn i kobiet mieści kabiny dostępne dla wszystkich. Zamiast znakami pokazującymi płeć, oznaczone są symbolami takimi jak toalety, krany czy akcesoria dla osób z niepełnosprawnościami. Takie znaki informują o tym, co w danej kabinie można robić.

Przyszłość to gospodarka obiegu zamkniętego

Być może więc już niebawem z jednej strony na dobre pożegnamy się z symbolami kółek i trójkątów na toaletach. Z drugiej strony będziemy zmuszeni kompostować swoje odchody, gotować na pochodzącym od nich gazie i jeść z talerzy powstałych z odzyskanego ze ścieków papieru toaletowego.

– Zasoby wody zdatnej do picia i pierwiastków do produkcji nawozów nie są nieskończone. Z pewnością więc czeka nas zmiana spojrzenia na gospodarkę sanitarną i agrokulturę. Strumienie ścieków będą traktowane jako ich cenne źródła – mówi dr hab. inż. Bartosz Kaźmierczak z Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Wrocławskiej. – Na naszym wydziale opracowywana jest technologia produkcji nawozu z moczu i wykorzystania go w uprawie hydroponicznej. Staramy się równocześnie uświadamiać o konieczności bardziej zrównoważonego podejścia. Promujemy pomysł zamknięcia obiegu między gospodarką sanitarną a uprawą roślin.