偽造ラボ製うんちが衛生を改善する方法

世界中で、ほぼ30億人の人々が水洗トイレの贅沢を享受していません。 代わりに、彼らは彼らの廃棄物を処理するためにピットトイレのような静的な衛生システムに依存しています。 これらはしばしば下水道に接続されていないため、手動で空にして廃棄する必要があります。

関連するリスクの理解が不十分な場合、未処理のスラッジはしばしば近くの畑や川に投げ込まれます。 この影響は壊滅的です。 糞便スラッジで見つかった細菌は、下痢などの病気を引き起こし、毎年5歳未満の子供750, 000人以上が死亡します。

しかし、より良い衛生設備に投資されたすべてのドルは、社会的および経済的便益で最大5.50米ドルを返すと推定されています。 これらは、生産性の向上、医療費の削減、病気や早期死亡の防止を通じてもたらされます。

衛生改善の重要な部分は、下水および集中排水処理が利用できない場所でスラッジを処理するよりシンプルで効率的な方法を研究開発することにあります。

私の研究は、ウォーターエイド・バングラデシュから、効果的で実用的で手頃なスラッジ処理技術を見つけるように依頼されたエンジニアリング会社のブロ・ハポルド（BH）とのパートナーシップの一部です。

バイオガスとピット添加剤（スラッジ量を削減しようとするために使用される製品）を含むオプションを検討した後、同社は植栽されていない乾燥ベッドを選択しました。 彼らはデザインがシンプルで、バングラデシュの適度な日光を利用しています。

乾燥ベッドは、蒸発と排水のプロセスを通じてスラッジを乾燥させます。 水がなくなると、スラッジ内の温度が上昇し、スラッジに含まれる細菌の一部が殺されます。 除去に適した粘稠度まで乾燥したら、汚泥を堆肥化して、土壌調整剤として農業で安全に使用できるようにします。

私の研究の目的は、これらのベッドでの汚泥乾燥プロセスをよりよく理解して、安全に除去できるようになるまでの時間を推定し、未処理の汚泥が環境に排出されるのを防ぐことです。

うんち工場

これを行うには、研究室でスラッジを作成する必要があります。これにより、実物の化学的および物理的特性を可能な限り厳密に複製します。 そうすることにより、安全で再現可能な乾燥テストを実行して、熱帯気候で実際のスラッジがどのように乾燥するかを確認できます。

糞便汚泥は、細菌でいっぱいであることに加えて、化学的および物理的組成の点で非常に多様です。 3週間にわたって食事を制限して健康な同年齢の男性のグループの「アウトプット」を調査した1つの研究では、うんちの化学組成に顕著な違いが見られました。 このような変動は、さまざまな国、気候、食事の間でさらに増幅されます。

うんちの主な化学成分は、脂肪、炭水化物（繊維）、窒素物質、ミネラル（主にカリウム、カルシウム、リン）および微生物です。 2006年、科学者は、NASAの乗組員探査車の廃棄物収集システムの設計をテストするために、人間のうんちのシミュレーションを開発しました。

NASAの研究者は、既知の化学組成を使用して、炭水化物を表すセルロース、微生物の酵母、脂肪と炭水化物の落花生油、塩化カリウム、リン酸カルシウム、および水で構成される「レシピ」を開発しました。

残念ながら、バングラデシュの乾燥ベッドで乾燥されるスラッジは、ピットまたは浄化槽で時間を費やしているため、新鮮なうんちとはわずかに異なります。 これは、新鮮なうんちの分解しやすい成分（炭水化物、タンパク質、糖）が分解され、より安定した成分が残ることを意味します。 NASAの新鮮なうんちのレシピは、変更を考慮し、実際の糞便スラッジの特性をよりよく表すために、実験のために変更する必要がありました。

ビルとメリンダゲイツ財団の2014年のトイレチャレンジの改革の一環として、南アフリカの公害研究グループはNASAのレシピを変更しました。 食物サプリメントのオオバコ殻と繊維用味misペースト、塩化カリウムの除去、保水性を助けるためのポリエチレングリコールの添加、バクテリアを代表する活性酵母、セルロースを綿リンターと細断組織に変更しました。

より簡単に入手できるため、綿花リンターを麻に置き換えるために、このレシピをさらに変更しました。 大量に購入する方が簡単なため、アクティブイーストはビール酵母に置き換えられました。

糞便スラッジに適した模擬物質ができたので、熱帯気候でのスラッジの乾燥挙動をより正確に予測するために、乾燥ベッドでテストを行うことができます。 これは、そのようなベッドをはるかに大規模に使用することにつながる可能性があります。つまり、危険なほど治療せずに放置する代わりに、うんちはどこかに行く方が良いことを意味します。

バース大学衛生学大学院研究員