Kuivakäymälä on insinöörin valinta

Sanitaatio on epäseksikkäin kuviteltavissa oleva väitöskirjan aihe. Miten käsitellä ihmisten ulosteet, virtsa ja yhdyskuntien jätevedet hygieenisellä tavalla niin, etteivät ne vaaranna ihmisten terveyttä? Aihe kuitenkin koskettaa jokaista meistä. 

Sanitaation nykystandardi on brittikeksintö vesiklosetti.

– 150 vuotta sitten kaupungistumisen alkaessa se oli kätevä tapa hoitaa ongelma, käymälätuotokset pois kaupungeista, kertoo TTY:n Kemian ja biotekniikan laitokselta väitellyt Mia O'Neill.

Tänään, varsinkin vesipulan vaivaamilla maailmankolkilla, puhtaan veden käyttäminen käymäläjätteiden kuljettamiseen viemäreissä on suoranaista haaskausta. Puhdistamolla taas kuluu valtavasti energiaa veden, kiintoaineksen ja ravinteiden erottelussa. Tosin suomalaismallinen keskitetty jätevesien puhdistus on sekin globaalissa katsannossa harvinaisuus. 

– Arviolta 80–90 prosenttia maailman kaikista jätevesistä menee puhdistamattomina vesistöihin.

– Moni sanitaatioalaa tunteva sanoo, että jos vesi-wc keksittäisiin tänä päivänä, se varmasti kiellettäisiin, O'Neill toteaa.

Resurssi, ei jäte

Alan tutkijat tiedostavat käymäläinstituution suuren ongelman. Jokainen meistä tuottaa suunnilleen saman verran lannoitteita, typpeä, fosforia ja kaliumia kuin mitä ruokamme kasvattaminen vaatii – pöntöllä istuessaan. Suuri osa arvolannoitteista kuitenkin sotketaan viemäriverkossa muihin jätevesiin, ja ne päätyvät lopulta vesistöjä rehevöittämään. Samaan aikaan maatalouden välttämättömät lannoitteet tuottaa kaivosteollisuus. 

O'Neill tutki väitöstyössään, miten sulkea ravinnekierto. Tätä kutsutaan ekologiseksi sanitaatioksi. Siinä ihmisten tuotoksia pidetään resurssina eikä jätteenä, kuten nykyisissä keskitetyissä jätevesiratkaisuissa. Kompostoitu lopputuote voidaan hyödyntää maataloudessa lannoitteena.

– Rajasin väitöksessä ekologisen sanitaation koskemaan kuivakäymälöitä. Ekotehokkaimmat jäteveden puhdistamot voidaan laskea ekologiseksi sanitaatioksi, mutta helpoin tapa vähentää veden ja energiankulutus kestävälle tasolle on poistaa vesi kokonaan.

O'Neill arvioi, että jos sanitaatiojärjestelmää suunniteltaisiin puhtaalta pöydältä, loogisesti ajatteleva insinööri päätyisi varmasti kuivakäymälöihin. 

– Mutta käymälät ovat tunnepitoinen asia. Ratio-naalinen ajattelu on vaikeaa.

Väitöstyö on todellista pioneerityötä, sillä kuivakäymälöistä ei väitöskirjoja ole kirjoitettu. 

– Esimerkiksi ravinnekiertoa on kyllä tutkittu, mutta asiaa on lähestytty biologian tai tekniikan näkökulmasta. Tämä oli ensimmäinen yhteiskunnallinen lähestymistapa aiheeseen.

O'Neill perehtyi väitöstyössään ekologisen sanitaation nykytilaan neljässä eri maailmankolkassa: Suomessa, Sambiassa, Etiopiassa ja Uudessa-Seelannissa. 

5 000 kuollutta päivässä

Polttavin ongelma sanitaatio on kehittyvissä maissa.  Vuonna 2014 maailmassa oli ilman kunnollista sanitaatiota noin 2,5 miljardia ihmistä. Yli miljardi ihmistä tekee tarpeensa avoimeen maastoon. Joka päivä arviolta 5 000 lasta kuolee huonon sanitaation aiheuttamaan ripuliin. 

Sanitaatiovallankumous kannattaa O'Neillin mukaan aloittaa maista, joissa sanitaatio puuttuu kokonaan suurelta osalta väestöä. 

– Skipataan vesi-wc kokonaan, ja siirrytään suoraan kestävämpään ratkaisuun, hän visioi.

Mallia voi ottaa vaikkapa puhelinverkoista. Kehittyvissä maissa moni valkeana kiiltävästä vesi-wc:stä haaveileva ei ole nähnytkään lankapuhelinta, vaan soittelee kännykällä.

– Kännykät ovat halvempia kuin lankapuhelimet, koska ne eivät vaadi infrastruktuurin rakentamista. Samaan tapaan kuivakäymälät eivät tarvitse putkistoa ja puhdistamoja.

Väitöskirjan johtopäätös on, että ekologisen sanitaation yleistyminen ei ole kiinni niinkään tekniikasta, vaan kulttuurista ja lainsäädännöstä. 

– Edellytys on, että ihmiset hyväksyvät ajatuksen, ettei kuivakäymälä ole köyhän miehen ratkaisu, vaan edistysaskel. Pitää osoittaa konkreettisesti, että tämä toimii.

Ekologinen sanitaatio on hyvä uutinen myös kehittyvien maiden maataloudelle. Eritoten virtsa on lähes täydellinen ravinneliuos: typpi on siinä pääosin ureana, fosfori superfosfaattina ja kalium kasveille käyttökelpoisessa ionimuodossa. 

– Tämä on tärkeä tieto kehittyvien maiden köyhille viljelijöille. Kalliita keinolannoitteita ei välttämättä tarvita. Eikä se täkäläiselle mökkipuutarhurillekaan ole mikään huono idea.

Lainsäädäntö jarruna

Länsimaissa ekologisen sanitaation keskeinen jarru on lainsäädäntö, joka perustuu oletukseen vesi-wc:stä. Ihmisten jätökset ovat monissa länsimaissakin tabu. 

– Esimerkiksi Suomen lainsäädäntö ei tunne lainkaan ihmisperäisiä lannoitteita.

Jos maanviljelijä haluaisi tyhjentää lähiseudun kuivakäymälät ja käyttää sitä lannoitteena, lainvalvojilla menisi sormi suuhun. 

– Tästä ei ole mitään periaatteita, ja viranomaiset ovat vähän varpaillaan.

Näin siitäkin huolimatta, että Suomi on kuivakäymälöiden suurvalta. 

– Konsepti on useimmille tuttu kesämökeiltä, ja meillä on paljon huussiosaamista. Suomessa on monia laitevalmistajia, jotka myyvät kuivakäymälöitä ympäri maailmaa.

Väitöstyön johtopäätös oli, että perinteiset vesipohjaisen sanitaation normit muuttuvat hitaasti. Toistaiseksi lainsäädäntö ei yleisesti ottaen salli tai edes huomioi ihmisperäisen lannoitteen käyttöä. 

Esimerkiksi Suomessa pieniä muutoksen merkkejä on kuitenkin ilmassa.

– Aiemmin käymälätuotoksia sai kompostoida ainoastaan omalla tontilla. Nyt myös naapurin huussin tuotoksia saa tuoda omaan kompostiinsa, kunhan toiminta on pienimuotoista, O'Neill kertoo.

Fosforivarat vähissä

Käymälätuotosten lannoitekäytön salliva lainsäädäntö saattaa tulevaisuudessa saada vauhtia, sillä moni asiantuntija varoittaa ehtyvistä fosforivarannoista. Lannoiteteollisuutta uhkaa raaka-ainepula synkimpien arvioiden mukaan jo 30 vuoden kuluessa. Kun keinolannoitteiden hinta nousee, saattaa kierrätys kiinnostaa. 

Suomessa jätevedenpuhdistus on kohtuullisen hyvällä mallilla. Eikö käymälätuotosten kierrätys onnistuisi teollisessa prosessissa jätevedenpuhdistamoilla? O'Neillin mukaan edistyksellisimmissä laitoksissa toimitaan juuri näin. Esimerkiksi Helsingin asukkaiden jätevesiliete päätyy kompostoitavaksi, ja sitä kautta puutarhamultasäkkeihin – vaikka mullan myyjät eivät ravinteikkaan tuotteensa alkuperästä juuri meteliä pidäkään.

– Mutta se on poikkeus, ei sääntö, O'Neill huomauttaa.

Jätevesilietteen hyödyntäminen on kuitenkin vaikeaa, sillä helposti kierrätettävän käymälätuotoksen lisäksi se sisältää esimerkiksi raskasmetalleja sisältäviä teollisuuden jätevesiä. 

– Suomessa jätevesilietteestä kompostoitua multaa saa käyttää maisemointiin ja kotitalouksien lannoitteena, mutta ei maataloudessa ruokakasvien lannoittamiseen, O'Neill kertoo.

Koko EU:ssa puhdistamolietettä syntyy 8 miljoonaa kuiva-ainetonnia vuodessa. Tästä suurin osa jää hyödyntämättä. 

Elää kuten opettaa

O'Neill toivoo, että kuivakäymälät leviäisivät kesämökeiltä ympärivuotisiin asumuksiin. Suomessa puoli miljoonaa taloutta sijaitsee viemäriverkoston ulkopuolella. Kuivakäymälä on helpoin keino täyttää Suomen surullisenkuuluisan jätevesiasetuksen vaatimukset. 

– Asenteet jarruttavat meilläkin. Ajatus vesi-wc:n paremmuudesta on juurtunut syvään, O'Neill toteaa.

Väitöstutkija elää itse niin kuin opettaa.

– Muutimme haja-asutusalueelle, ja korvasimme talon vesi-wc:t viime syksynä kuivakäymälöillä. 

Nyt perheen ravinteet kiertävät nopeasti, kuivakäymälästä jälkikompostiin ja sieltä ravinteikkaana multana kasvimaalle. 

– Miehenikin, joka ei ole mitenkään kuivakäymäläorientoitunut, on myöntänyt, että tämä on fiksu ratkaisu. 

Mia O'Neillin tie tekniikan tohtoriksi