世界顶级科学杂志《自然》：定义回收尿液为一门前沿科学

  2022年11月9日，在杭州国际城市学研究中心（杭州研究院、世界遗产保护杭州中心）每年一度的大型年会上，杭州市原市委书记王国平代表主办方向“马桶先生”陈向阳，颁发了“第十二届西湖城市学金奖城市环境问题十佳点子”奖状、奖杯和1万元奖金。陈向阳是以《推广“黑土地厕所卫生系统”（TPS），打造全生态模式碳中和经济模式》的系列论文和相关这类的产品打动了众多城乡建设、环境治理方面的专家评委，从而获得了该殊荣。今年，西湖城市学金奖大赛组委会一共收到1400个创意，从中选出了14个环保点子，陈向阳的环保点子在路演评审17个评委里获得了15个赞成票，名列第一。

  今年11月19日是联合国规定的第十个世界厕所日，该节日由世界厕所组织（WTO）于2001年提出，在2013年7月24日联合国批准确立 。主要是为了凸显人类面对的环境卫生危机而设立，以推动安全饮用水和可持续基本卫生设施的建设，倡导人人享有清洁、舒适及卫生的环境。希望能够通过全世界人民的努力，共同改善世界环境卫生问题。

  为使这一鲜为人知的节日和陈向阳的环保金点子让更多人知道，2022年11月14日上午，当代人物网总编辑廖云新、杭州运营中心常务主任叶青、编辑部特约撰稿人程松三人，驱车到杭州市富阳区东坞山村花开岭公益基地，采访陈向阳先生的厕所革命和乡村振兴事业。

  陈向阳，1969年出生于湖北省广水市，小时随父母兄弟在地里劳动，自幼背着粪筐走村串巷收集动物粪便当肥料。1988年考取了大专，学的是英语，毕业后先在湖北一个磷矿中学教书三年，再南下珠三角打工，先后在几家知名的外资企业，从小职员一路干到瑞典工厂的总经理，这一些企业产品覆盖了家具灯具、厨房卫生间设施，这期间陈向阳接触了许多世界第一流的工业设计，眼见这些设计转化为实用、畅销的全国、全球产品。这也为陈向阳后来的“厕所革命”打下了基础。他看到了工业发展的负面影响，环境污染，越来越严重。

  2008年，有公益慈善组织为农村孩子盖厕所征集点子和产品，陈向阳看到媒体悬赏后，当即背着一个瑞典无水马桶，从深圳飞到北京找到了实际出资的一家基金会。陈向阳建议他们兴建生态旱厕，粪尿分开回收和处理，变废为宝，形成再回收循环，不但可以成为菜地、果园的好肥料，还解决了许多地区缺水和水污染问题。

  2008-2012年，这家基金会实施了天水儿童美德生态旱厕工程，为31所学校兴建了粪尿分离的无水生态旱厕，供25000多名师生使用。陈向阳成立了天水最甜苹果合作社，贷款买车收集学校厕所的尿液免费送给农民种水果。2012-2015年，合作社年收入约130万元，合作果农收入增加了20%以上，农药化肥减量60%以上。国内外很多新闻媒体报道“马桶先生”陈向阳用尿液种苹果的事迹，包括中国日报、南方都市报、欧洲法德公众电视台ARTE等。陈向阳成了苹果网红，由“马桶先生”变成了“苹果先生”。

  我们问陈向阳为什么选择了推广无水马桶和实践生态农业之路。他说，事出偶然，也有必然。自到珠三角工作以来，吃的菜没有菜味儿，肉没有肉味儿；西红柿炒蛋从来不吃，绝对没儿时的味道儿。2001年，陈向阳就职的公司迎来了瑞典SEPARETT无水马桶公司老板，为他们生产无水马桶模具。马桶产出后，陈向阳非常吃惊，这马桶不用水不臭，粪尿可以分开收集当肥料，既省水，不污染水还能实践生态农业。陈向阳说他是十四亿中国人里第一个在中国看到瑞典这无水马桶的人，当时就下定决定要用毕生精力推广无水马桶。那一年，陈向阳刚满30岁。

  瑞典无水马桶公司老板MIKAEL告诉陈向阳，自1970年代以来，以瑞典等北欧洲国家为代表，开始积极开发推广现代意义的无水厕所或堆肥厕所，根治黑臭水体，他们家族从1976年开始研发生产无水马桶，畅销三十多个国家。今天，厕所无水化、资源化已形成了一种新的可持续发展潮流。

  无水小便斗技术也很成熟，国内外已有规模化的应用，但还没有普及。值得一提的是，杭州报业集团1号楼使用无水小便斗已超越十年，深圳盐田区很多公共场所、北方有些大学也在广泛地使用无水小便斗。陈向阳说，只要在这些用无水小便斗的地方多安装一条管子就可以把尿液收集起来当肥料。

  使用粪便当肥料其实历史悠远长久，近几十年来，中国农村大量使用化肥、农药，造成了土壤肥力下降，土壤酸化板结等，而粪便腐熟后再怎么使用也不会污染土壤，本来就属于一种生态肥料。并且，化肥、农药也是造成中国居民罹患癌症等各种恶性病症的源头之一。由磷矿石生产的磷肥普遍含有重金属镉等污染物，把全世界的耕地不同程度地污染了。尿液是最干净的肥料。处理后的尿粪肥料可以完全代替化肥，人民群众的食物安全与健康问题将得到很大的提升。

  粪尿被新型马桶和无下水道的厕所收集后，无需再用水冲走，这样，能节约大量用水，也就节约了用电，从而也节省了各种各样的管道铺设和污水处理的成本，这又为低碳环保作出了贡献，随着国内逐步与国际碳汇交易所的接轨，未来“买碳、用碳”将与每一个人息息相关，能想象，用不了多年，居民将把自己的粪尿当作筹码，将它用来与农民交换蔬菜水果粮食。

  2015年，陈向阳应邀赴德国，参加在柏林召开的“欧洲磷回收大会”，该会议的主要议题是“从污水里回收磷”，有来自35个国家和地区的共350名代表参加。陈向阳用一口流利的英语作了《把尿液变成黄金-用尿液种水果》，引发了国际环保学术界的强烈反响和高度关注。

  陈向阳在全国率先提出的《黑土地厕所卫生系统TPS》具备减污、降碳与固碳三项功能。一是厕所不用水或少用水，能节约50%的淡水，减排64%的氮磷钾营养物。二是，把具有快速生长特性且具有碳捕捉能力的禾本科植物，竹子(Bamboo),用现代化的生态环保工艺制作成竹炭，起到降碳效果。三是利用竹炭具有超级多微孔的结构，吸收肥料养分用作土壤改良剂，保水又保肥，还能用竹炭起到出色的固碳作用。竹炭，构成了土壤肥力提升和地下动植物生命系统微观世界循环生息的着床。有学者们把竹炭称为“黑色的金子”。

  尿液富有丰富的氮、磷、钾等生命元素，一个人一年的尿液可以种出145公斤小麦。回收全世界尿液，可以取代25%化肥。尿液被学者们称为“液体黄金”(Liquid Gold)。粪尿还田，我们人类社会才能在地球上可持续发展。

  当竹炭泡尿液后，就让竹炭充满了营养物和微生物，能让竹炭成为肥效长达上百年的土壤改良剂，调酸降盐、改善土壤结构、钝化重金属和化解一些污染物。尿液泡竹炭特适合于高标准农田建设和治理荒地、盐碱地和沙漠。

  2019年5月，陈向阳成立了深圳市绿水青山环境有限公司，以推动三产融合的厕所革命为使命，积极探索怎么样打造全生态的产业链，包括：竹林生态保护与有机更新、竹材产品制造、竹炭加工生产、无水厕所及卫浴装备制造、生态厕所粪尿回收及竹炭混配有机肥、土壤改良及废弃地修复和复垦等产业。这些产业把竹子和无水卫生厕所产业结合，就形成了一个万亿元产值的“全生态碳中和经济模式”。全国推广TPS模式，可以把18亿亩耕地改良成高标准的农田、把30亿亩盐碱地改造提升为耕地，甚至把沙漠变成绿洲。

  2020年初，在朋友介结下，陈向阳来到人杰地灵的杭州，在富阳区东坞山村花开岭公益基地，捐建了一座无下水道公厕，并在周边开垦荒地，试验用尿液泡竹炭，人造黑土地，种植蔬菜瓜果，不仅自己过起了“采菊东篱下”的田园生活，也着力打造一个乡村振兴的示范基地，以探索中国现代化方案并进行国际化推广，形成国际影响力。

  当代人物网采编人员亲自体验了一把无水公厕的瑞士产无水小便斗和瑞典无水马桶。公厕里有洗手池，但粪尿不用水冲，却没有臭味，坐便器是特殊设计的，能将尿液和大便分离开来，分别进到厕屋外的蓄尿池和内置粪桶。粪尿分别被单独收集后添加竹炭堆肥发酵，用于种菜。菜地里，一排排的各种蔬菜长势喜人。

  陈向阳向当代人物网介绍说，经过科学实验发现，一个人一年的大小便含有4-5公斤氮，0.75公斤磷和1.8公斤钾。这些营养物足可用来种植够一个人吃一年的口粮，230公斤谷物。德国汉堡科技大学的Otterpohl教授提出了一种新的污水管理理论Ecosan，生态卫生厕所系统。Ecosan把污水分成三类，黑水（大便）、黄水（尿液），灰水（洗涤水和厨房水）。大便堆肥还田(或者交给分解吸食粪便的动物，形成食物链、消解链，返回到多级循环体系中)，而小便经过静置处理一段时间后还田，灰水经湿地过滤回归自然界。

  2022年2月9日《自然》杂志长文《尿液革命：回收尿液，拯救世界》，列出了十多种尿液回收前沿技术。这是世界顶级科学杂志第一次给回收尿液定义为一门前沿科学。该文章说，从厕所源头把尿液单独收集，可取代1/4化肥，减排47%温室气体，节约50%淡水，减少41%能源消耗，减少64%氮磷钾排放。

  陈向阳的“尿液泡竹炭”技术，改良土壤的效果比上述文章提到的尿液浓缩技术、尿液干化技术在肥效方面，效果更好。竹子和厕所革命相结合，推广 “黑土地厕所卫生系统”（TPS），打造“全生态碳中和经济”模式，一定会给全世界树立一个优秀的TPS案例，为控制气候变暖、保障世界粮食安全、能源和水安全提供一种中国式厕所现代化方案。

  陈向阳介绍说，竹子是草本植物，只有7年左右寿命。竹子枯死腐烂后放出大量温室气体、甲烷。当竹林变成荒地后，植被和生态难以恢复，竹山会发生水土流失。

  当建筑业、造纸业对竹子需求大幅度减少后，山上竹子就成了一种生态负担。竹子枯萎腐烂放出巨量甲烷温室气体，还易引起火灾，竹海就变成了竹害。竹子一旦开始死亡，就是成片的毁灭，很难再生出一片森林或竹林。每年砍伐一定的竹子，才可能正真的保证竹林健康和绿水青山常驻。

  种竹子是碳捕捉，竹炭回田是碳封存。TPS厕所卫生系统，集减污、降碳和固碳三合一。种竹子，砍竹子，发展生态农业，是第一产业。热解生产竹炭、余热发电、生产建设无水厕所、运作粪污收集回收设施、生产炭基肥或营养土是第二产业。提供水土气改良服务、为全世界提供TPS培训是第三产业。

  在2022中国绿色低碳创新大会上，围绕城市发展与双碳间的关系，国务院原参事、建设部副部长、杭州市市长仇保兴接受《新华网》访谈时谈到，过去市政污水在如今生态文明背景下，遵循低碳绿色发展的原则，应该是要求污水处理或者垃圾处理能够就近就地循环处理。学者们一致认为，中国不能学西方国家走“先污染后治理”的老路！中国自然资源有限，环境的限制更为显著，但是由于后发优势，我们大家可以汲取发达国家经历过的污染教训与成功治理经验，更早认识到未来会造成的危害并尽早付诸行动，早日达到库兹涅茨曲线中从污染到治理的拐点。

  陈向阳倡导的三产融合，创造无水厕所制造和竹炭利用新产业，以竹子为基础的绿色低碳新经济模式，把山上每一根竹子都变成有价值的商品，增加农民收入，创造无数就业机会。农民使用了人造黑土地技术，改良了土壤，节约了化肥和农药，还能达到藏粮于地和藏粮于技之目标。

  比如，杭州富阳区竹林面积59.09万亩，占林地面积的30.51%，其中毛竹林面积51.02万亩，占86.25%；涉竹农户10万余人，竹林经济事关农民增收、生态建设、经济发展。富阳政府20222012号政协提案要求招商一家竹子有突出贡献的公司，一年能消化500-1000万株竹子。

  陈向阳的团队调查发现，浙江毛竹现在的收购价是480元／吨，其中支付专人砍伐费250元/吨，装运费200元／吨。由于多年不砍伐，目前每亩毛竹密度基本在500株以上，而符合生态数据每亩应该在230株左右，即约55%需要砍掉，平均每株毛竹35斤计，每亩毛竹应砍伐4吨老竹，农户增收720元/亩。

  目前竹子产业链条不够长、产值小，消化竹子速度太慢，竹子太便宜，农民种竹子不能变现，没人愿意打理竹林。发展人造黑土地产业可以很快地把山上存量竹子变成金钱，提升农民收入，保护绿水青山。

  采访接近尾声，当代人物网询问陈向阳，孤身一人在杭州的郊区生活与工作，您希望结交一些什么样的朋友呢？陈向阳说：首先，我在领英上有近450个厕所，大都是国际水与厕所专家，每天都有交流。其次，杭州有识之士很多，不少人欣赏我的工作。在杭州探索两年就获得了政府的奖励，说明杭州政商学界很开放，能接纳我这个小人物提出的乡村振兴新概念。我希望在美丽乡村和乡村振兴方面有兴趣的专家学者、创业家、投资者有空来这里交流，探讨共富之路，为保障粮食安全、水安全和控制气候平均状态随时间的变化一起发力！（八卫科技 张学忠供稿）