2020年01月11日 15時00分 サイエンス

「人間の尿から肥料を大量生産する技術をすぐにでも確立すべき」という主張

by seventyfourimages



植物が成長するために不可欠な栄養素は窒素・リン酸・カリウムの3種類だといわれています。そのうち、リン酸はリン鉱石から作られますが、リン鉱石は限られた資源であるため、供給不足が問題となっています。そんなリン酸を入手するため、「人間の尿から肥料を生産する技術を早く確立させなければならない」と、シドニー工科大学の博士研究員であるフェレリコ・ヴォルピン氏が主張しています。



That's a relief! We have a way to recover phosphorus from our urine

https://theconversation.com/thats-a-relief-we-have-a-way-to-recover-phosphorus-from-urine-117751



リンは遺伝子の担体となるDNAや生き物のエネルギー通貨であるアデノシン三リン酸(ATP)の構成元素であり、動物だけではなく植物にとっても欠かせない物質です。このリンに酸素分子がくっついたものがリン酸塩であり、重過リン酸石灰やリン酸アンモニウムといったリン酸肥料の原料となります。



by Wikimedia Commons



リン酸塩は産業革命によって鉱石から大量生産できるようになり、窒素肥料と共にその需要が20世紀に急増。1961年から2014年までのわずか50数年間で肥料の生産量は6倍以上に増加したそうです。



窒素肥料は1906年にハーバー・ボッシュ法が考案されたことで、大気のおよそ8割を占める窒素からアンモニアを合成できるようになったため、原材料の入手難易度はかなり低め。しかし、リン酸塩の製造は天然のリン鉱石に頼るしかなく、原材料の供給不足という問題を抱えているのが現状です。



そもそも、リンを最初に発見したのは、17世紀のドイツの商人であるヘニッヒ・ブラントでした。三十年戦争が終わり軍を退役したブラントは、ガラス職人を経て商人として成功しましたが、商人として得た財のほとんどを趣味である錬金術に投入しました。「どんな物質でも金に変える賢者の石は人間の尿から得られる」と主張したブラントは、数百リットルの尿を煮詰めるという実験を行い、その残留物から白く輝く物質を抽出しました。ブラントが発見した物質は残念ながら賢者の石ではありませんでしたが、ギリシャ語で「光を運ぶもの」を意味する「phosphoros」から「Phosphorus(リン)」と名付けられました。



by Joseph Wright of Derby



このエピソードから、ヴォルピン氏は「私たちは尿で年間最大0.5kgのリンを排泄します。私たちの尿は、リンの優れた供給源です」と主張しています。昔は 糞尿 ( ふんにょう ) を発酵させて肥料を作っていたわけなので、ヴォルピン氏の主張は車輪の再発明のように聞こえますが、ここで重要なのは「いかに低コストで簡単に生産できるか」ということ。ヴォルピン氏によれば、「尿からリン酸肥料を低コストで大量生産する」という技術はさまざまな大学や企業が研究しており、既に開発競争が始まっているそうです。



例えば、オーストラリアのシドニー工科大学では、微生物によって尿に含まれる化合物を酸化し、揮発したアンモニアをより安定した硝酸塩に変換しつつ、処理した尿液をろ過してリンと窒素を取り出すという研究を行っているとのこと。この肥料はオーストラリアの王立植物園で、パセリ栽培に試験的に使われているそうです。こうした技術が確立して人間の尿からリン酸肥料が作れるようになれば、有限資源であるリン鉱石への依存を減らせるだろうとヴォルピン氏は述べています。





ヴォルピン氏は「いつの日か地球外で食料を生産する可能性を探ることもあるかもしれません。リン酸鉱石は地球外だと手に入らない可能性がありますが、尿はたくさん手に入るでしょう」と語りました。