Vấn đề vệ sinh môi trường luôn là thách thức đối với các đô thị, khu du lịch sinh thái và vùng nông thôn thiếu hạ tầng cấp thoát nước. Các giải pháp thông thường như nhà vệ sinh hóa chất hay hố xí tự hoại đều bộc lộ hạn chế.
Nhà vệ sinh hóa chất thường dùng formaldehyde hoặc các hợp chất độc hại khác, biến chất thải thành nguồn nguy cơ cần xử lý như chất thải nguy hại. Trong khi đó, hố xí tự hoại hoặc bể phốt lại đòi hỏi nguồn nước, dễ gây ô nhiễm đất và nguồn ngầm nếu không được bảo trì đúng cách.
Ngày 26/9/2025, nhóm nghiên cứu tại Đại học British Columbia (UBC) đã đưa vào vận hành nguyên mẫu MycoToilet – nhà vệ sinh không dùng nước chạy bằng nấm tại Vườn Thực vật UBC. Đây là lần đầu tiên trên thế giới một công nghệ xử lý chất thải dựa vào hệ sợi nấm (mycelia) được ứng dụng trong quy mô thực tiễn.
Nguyên tắc sinh học: Nấm và quá trình phân hủy
Hệ sợi nấm (mycelium) là phần rễ tơ mảnh của nấm, có khả năng phát triển thành mạng lưới rộng lớn trong đất. Chúng tiết ra enzyme phân giải cellulose, lignin và nhiều hợp chất hữu cơ phức tạp. Trong trường hợp MycoToilet, chất rắn được dẫn vào khoang có lót sợi nấm.
Tại đây diễn ra các quá trình:
-
Hấp thụ mùi: thành phần lignocellulose trong sợi nấm liên kết và hấp thu các hợp chất bay hơi, loại bỏ đến 90% mùi gây khó chịu.
-
Phân hủy hiếu khí: enzyme và vi sinh vật cộng sinh phân giải chất hữu cơ thành hợp chất đơn giản như đường, acid hữu cơ, rồi thành mùn và chất dinh dưỡng.
-
Tái sinh tài nguyên: sản phẩm cuối là phân compost giàu dinh dưỡng, kèm theo phân bón lỏng.
Điểm nổi bật là toàn bộ quy trình không cần thêm nước, điện hay hóa chất, hoàn toàn dựa trên cơ chế sinh học tự nhiên.
Cấu trúc và thiết kế
MycoToilet không chỉ là một công nghệ xử lý, mà còn là một thiết kế kiến trúc thân thiện với người dùng. Công trình gồm các tấm gỗ tiền chế, khung gỗ tuyết tùng bên ngoài được xử lý cháy sém nhằm tăng tính kháng khuẩn và chống mục. Mái xanh được trồng cây địa phương, vừa làm mát tự nhiên vừa hỗ trợ đa dạng sinh học.
Không gian nội thất có ánh sáng trời qua giếng trời, các bề mặt hoàn thiện bằng gỗ và thép không gỉ, tạo cảm giác sạch sẽ, thoải mái – khác hẳn ấn tượng thường thấy về nhà vệ sinh sinh thái. Hệ thống thông gió cơ học dùng quạt tiêu thụ điện năng thấp để đảm bảo dòng khí lưu thông liên tục, ngăn ngừa mùi.
Tất cả được thiết kế theo hướng “plug-and-play”, nghĩa là có thể lắp đặt nhanh chóng ở công viên, khu bảo tồn, cộng đồng xa xôi hoặc vùng thiếu cơ sở hạ tầng.
Cơ chế tách dòng chất thải
Một nguyên lý quan trọng trong MycoToilet là tách chất lỏng và chất rắn.
-
Chất lỏng: được dẫn riêng ra ngoài, sau xử lý sẽ thành phân bón dạng lỏng.
-
Chất rắn: đi vào khoang chứa sợi nấm, nơi diễn ra quá trình phân hủy và khử mùi.
Cơ chế tách dòng này giúp duy trì điều kiện hiếu khí, tránh tình trạng ứ đọng nước gây phân hủy yếm khí – vốn là nguyên nhân chính tạo ra mùi khó chịu trong hố xí tự hoại.
Kết quả mong đợi
Theo tính toán từ nhóm nghiên cứu, một MycoToilet khi vận hành ổn định có thể tạo ra:
-
600 lít phân compost mỗi năm, dùng cải tạo đất.
-
2.000 lít phân bón lỏng mỗi năm, thay thế một phần phân bón hóa học.
Như vậy, thay vì coi chất thải con người là gánh nặng môi trường, MycoToilet biến nó thành nguồn tài nguyên tuần hoàn. Nếu triển khai rộng rãi, mô hình này có thể giảm đáng kể nhu cầu phân bón công nghiệp, gián tiếp giảm phát thải khí nhà kính từ ngành sản xuất phân bón.
Một thách thức của nhà vệ sinh sinh thái là khâu bảo trì. Nhiều mô hình trước đây thất bại vì yêu cầu xử lý phức tạp, làm chính quyền địa phương e ngại. Với MycoToilet, chu kỳ bảo dưỡng được thiết kế cố định: chỉ 4 lần mỗi năm. Việc này giúp đơn giản hóa công tác vận hành, biến công nghệ thành lựa chọn khả thi cho các đô thị và khu vực công cộng.
Ngoài ra, công trình còn được thiết kế để tiếp cận cho người khuyết tật, nhấn mạnh khía cạnh nhân văn và công bằng xã hội trong phát triển hạ tầng.
Ý nghĩa khoa học và xã hội
Dự án không chỉ là một công trình kiến trúc – nó còn mở ra hướng tiếp cận mới cho quản lý chất thải đô thị. Các nhà nghiên cứu từ UBC cho rằng MycoToilet có thể:
-
Trở thành giải pháp chi phí thấp, tự cung cấp cho vùng xa xôi.
-
Góp phần giải quyết bài toán vệ sinh ở các quốc gia đang phát triển, nơi thiếu hạ tầng nước sạch.
-
Tạo ra một mô hình giáo dục cộng đồng về chu trình sinh thái: con người là một phần trong vòng tuần hoàn dinh dưỡng, không tách biệt với tự nhiên.
Triển vọng và nghiên cứu tiếp theo
Một thử nghiệm kéo dài 6 tuần bắt đầu ngay từ ngày khai trương nhằm theo dõi tốc độ phân hủy, hiệu quả khử mùi và chất lượng sản phẩm compost. Đồng thời, các nhà khoa học vi sinh sẽ nghiên cứu sự tương tác giữa cộng đồng vi sinh vật và hệ sợi nấm để tối ưu hóa điều kiện hiếu khí.
Nếu thành công, MycoToilet có thể nhân rộng thành chuỗi mô-đun, được triển khai trong công viên, trường học, khu bảo tồn thiên nhiên, thậm chí trong các khu vực chịu ảnh hưởng thiên tai cần giải pháp vệ sinh khẩn cấp.