人體尿液的成分

與大多數(shù)體液一樣，健康人的尿液是無(wú)機(jī)物和無(wú)機(jī)物的混合物。無(wú)機(jī)成分包括各種離子，例如鈉、氯、鉀、錳、硫酸鹽、鈣、氨，有時(shí)甚至是銨。此外，尿液樣本中還存在檸檬酸鹽、草酸鹽、磷酸鹽等成分，不論性別或排尿時(shí)間。有機(jī)成分包括尿素、尿酸、肌酐、馬尿酸、尿膽素原、糖苷和硫酸乙酯。另外，尿液的95%是水，上述物質(zhì)全部懸浮在水中。

植物肥料成分

要利用人尿種植植物，首先需要了解植物肥料中的常見(jiàn)成分。眾所周知，肥料主要含有氮、磷、鉀，統(tǒng)稱(chēng)為“氮磷鉀肥”。

其中，氮可由尿素、硫酸銨、氯化銨等成分提供，磷由過(guò)磷酸鈣提供，鉀由氯化鉀和硫酸鉀提供。

太空植物能靠尿液生存嗎？

從以上對(duì)人體尿液和肥料成分的分析可知，植物所需的主要養(yǎng)分都可以在尿液中找到。不僅如此，植物需要從土壤中吸收的其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如鈣和錳，也存在于尿液中。在短短幾年內(nèi)，我們就可以利用人類(lèi)尿液在太空中種植大豆和小麥等植物。

研究人員建立了矮化大豆和小麥的計(jì)算機(jī)模型，以模擬植物在帶有通風(fēng)系統(tǒng)的室內(nèi)自然土壤中的生長(zhǎng)。他們的計(jì)算表明這些植物可以從人類(lèi)尿液中吸收營(yíng)養(yǎng)。

如果這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)踐中發(fā)揮作用，它可以幫助我們解決太空旅行的兩個(gè)最大問(wèn)題：尿液處理和食品生產(chǎn)。目前，雖然技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但宇航員仍然只能使用真空系統(tǒng)排尿，而且必須保證收集尿液的“漏斗”緊貼皮膚，以防止尿液泄漏。然后，這些尿液通過(guò)回收系統(tǒng)進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)化回飲用水。

然而，利用尿液種植植物并不像制作方便面那么簡(jiǎn)單。我們首先需要弄清楚如何將尿液分解成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，然后讓植物吸收和利用這些物質(zhì)。或許再過(guò)20年左右，宇航員的尿液就能夠滿足為植物提供營(yíng)養(yǎng)的需要。

實(shí)際應(yīng)用

研究人員還觀察到，尿液成分的分解和利用過(guò)程中會(huì)釋放出二氧化碳、含氮和含硫氣體。如果這些氣體在航天器等封閉環(huán)境中達(dá)到一定濃度，則可能非常危險(xiǎn)。幸運(yùn)的是，模擬過(guò)程中的氣體濃度并未達(dá)到危險(xiǎn)水平。

然而，鹽（鉀和氯離子）的積累可能會(huì)減緩小麥的生長(zhǎng)。另一方面，大豆對(duì)鹽的耐受性較高，因此受到的影響較小。

這種方法將解決在航天器上儲(chǔ)存和攜帶尿液的壓力。即使宇航員的尿液被回收利用，種植植物所使用的能源和資源也會(huì)減少，因?yàn)槠渲写蟛糠直恢参锸褂?。一旦這些太空植物開(kāi)始穩(wěn)定生長(zhǎng)，整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)變得自給自足。

尿液在月球上也有很多用途

對(duì)于太空中的宇航員來(lái)說(shuō)，尿液似乎是一種普遍的“生存材料”。培育太空植物是一方面，人類(lèi)的尿液甚至可以用來(lái)在月球上進(jìn)行建設(shè)。

研究表明，尿液的主要成分尿素非常適合用作地質(zhì)聚合物。當(dāng)尿素與月球上的地質(zhì)材料混合時(shí)，可以迅速轉(zhuǎn)化為具有很強(qiáng)承載能力和抗變形能力的聚合物。

盡管我們已經(jīng)成功地嘗試通過(guò)其他方法在太空中種植植物，但在我們能夠使用尿液之前還需要做大量的研究。如果人類(lèi)尿液能夠成功回收，將有助于我們?cè)谔罩袆?chuàng)建一個(gè)可持續(xù)的系統(tǒng)。這反過(guò)來(lái)又將推動(dòng)人類(lèi)太空探索，增加我們對(duì)浩瀚宇宙的認(rèn)識(shí)。盡管這項(xiàng)技術(shù)可能還需要幾年的時(shí)間，但未來(lái)是有希望的。