全球每天有约10亿人是在露天排便，有21亿人使用的厕所直接将污水排放出去，每年还有约150万名儿童，由于吃下了被粪便污染的食物与饮水，而死于腹泻相关疾病；厕所革命如何解决他们的问题？
一则微软创始人比尔‧盖茨痛饮粪便净化水的视频近日在互联网广为流传。而他对如厕及相关产品的关注还不仅限于此。他管理的盖茨基金会砸下重金在全球征集富有创意的厕所改良方案。
从2011年开始，盖茨基金会便启动了“全球厕所创新大赛”在全球征集科研创意，为开发无水、节能、成本低廉的“下一代厕所”做准备。而自2013年起，盖茨基金会则宣布投入500万美元，举行中国区的厕所创新大赛。
据主持厕所创新大赛中国区项目的北京科技大学教授李子富介绍，盖茨基金会在全球范围内，只有在中国和印度，举办了以单一国家为范围的竞赛。
2014年1月，第一轮中国区厕所创新大赛的项目征集工作正式启动，历经初选、详细方案评估、国际专家评选后，盖茨基金会在2015年1月26日宣布了最终在第一轮竞赛中脱颖而出的四个优秀方案。
这四个方案也将获得总额约1300万人民币的资助，以进行生产原型机、现场测试、实际使用评估等后续开发阶段。
据盖茨基金会表示，中国区厕所创新大赛的第二轮比赛自1月26日启动并开始征集方案后，参赛者需在3月5日完成初步方案提交；5月5日由盖茨基金会公布初选结果；入围者则需于6月7日提交详细方案。最终，盖茨基金会将在6月25日公布最终评选结果，并于7月5日完成签约。
厕所为何重要？
在中国农村的2.6亿个农户中，仍有超过25%的人，没有办法用上现代化的卫生厕所。据国家卫计委主任李斌在2014年10月的一场会议上说，目前，中国农村的卫生厕所普及率为74.1%；在东部省份农村，普及率则到了90%以上。但在1993年，中国农村的卫生厕所普及率仅有7.5%。
现代化的卫生厕所设施，不但在中国仍未完全普及，在全球更有超过25亿的人口由于缺乏水资源，没有匹配的电力、下水管道和排污系统，而无法使用最基本的安全公共卫生设施。目前，全球还有80%的人类排泄物被直接排入了湖泊、河流等自然水体。
根据比尔及梅琳达‧盖茨基金会（下称盖茨基金会）提供的一组数据显示，全球每天有约10亿人是在露天排便；有21亿人使用的厕所直接将污水排放出去，或者未能连接到能够安全清理排泄物的化粪池。每一年，全球还有约150万名儿童，由于吃下了被粪便污染的食物与饮水，而死于腹泻相关疾病；除致死风险外，慢性腹泻还损伤了儿童的免疫系统、身体发育和智力成长。
国家卫计委疾病预防控制局副局长张勇曾在2014年4月的“世界卫生日”宣传活动上称，从2004年以来，中央政府累计投入了82.7亿元人民币，在中国农村地区改造了2103万个厕所。随着卫生厕所设施的普及，近年来在农村地区，痢疾、伤寒、甲肝等肠道传染病的发病率均呈逐年下降趋势。
国家卫计委主任李斌还曾引用一份2009年至2011年，医改农村厕所改造项目地区的统计数据说明，由于引入了现代化的卫生厕所，项目实施地区的粪─口传染病发病率，已从37.5/10万下降至22.2/10万。
清华大学环境学院副教授周律说，从公共卫生角度而论，现代化的抽水马桶对人类文明的贡献不亚于青霉素等重大医学发明，甚至还将全球人类平均寿命延长了20岁左右。
然而，从18世纪下半叶便已发明、运作原理迄今并无明显改变的抽水马桶系统，是否仍应是未来公共卫生设施发展的标准途径？显然，包括比尔‧盖茨在内的许多人，并不甘于接受这样的答案。
过去几届全球厕所创新竞赛中，诸如用尿液发电给手机充电，或以微波加热将粪便转为合成气体等看似“疯狂”的概念不断被发掘出来。
中国人发明新厕所
李子富告诉财新记者，盖茨基金会单独资助中国区竞赛项目的理由，和中国人口基数大、在解决世界公共卫生问题时的杠杆作用较强有关。此外，盖茨基金会对中国科学家的研发能力，以及对中国企业能够将科研概念商品化，降低成本、批量生产的期望也比较高。
“我们在中国区办厕所创新比赛，不只希望能够解决中国的厕所问题，还希望能够把中国厂商的成熟技术推广到其它地方去”。李子富说。
中国区有四套排名不分先后的方案脱颖而出，分别由上海理工大学、清华大学、北京化工大学和万若（北京）环境工程技术公司设计。
其中，上海理工大学发明的，是以生物燃料电池和微生物电解作用为核心、能够取代传统化粪池的黑水处理反应器。
清华大学构思了以两极正渗透技术为核心，最后可以产出清洁水的粪尿污水资源化处理系统。
北京化工大学的设计，是以粪尿源头分离为基础、模仿自然界石油生成过程，透过反应釜将粪便转化为生物质油、将尿液转化为有积液肥的粪便生物质油制备装置。
万若（北京）环境工程技术公司所则提出了无水气冲厕所系统的方案。该公司的负责人张健说，现在对于中国研发者的主要挑战，是在这一领域中的外国创新方案已经提炼多年，“事情就是这么点事情，要想出完全不一样的点子并不容易”。
盖茨基金会的污水处理工程专家Doulaye Kone强调，这场创新竞赛要求的并不参赛者设计出一整套全新的体系，哪怕只要有任何一个环节具有创新意义，都可以参加比赛。而盖茨基金会也会协助全球范围内的各类创新构想进行配对，使不同地区研发者提出的创意能够加以组合，发挥更佳的综效，并使科研成果的商品化及早实现。
这项有趣大赛的设计，必须符合盖茨基金会的一定要求，其核心精神是适用于管网等基础设施不完备的地区，符合无污染、使用便捷、成本低廉、可商业化等特征。
具体要求为：粪便需要无害化，能够无污染排放；无需外接水管、下水道或供电电网；可持续使用5年以上；能够以用户为中心满足其需求；以产出清洁的再生水、肥料或能源等方式，实现物质的再利用；能够构建出详细的商业链，使排放废弃物的处理能够商品化等。
在成本方面，现已经开放征集的中国区厕所创新大赛第二轮比赛，则要求需不超过每人每日0.3元人民币的标准，并最终能达到每人每日0.06元人民币的状态，使最贫困地区的人民或社区都能承担得起。
市场前景
李子富说，各个入选的优秀方案在经过原型机制作、性能实测等后续考验后，并非每一个项目都能走向商品化。Doulaye Kone也表示，有些概念在经过实测过后不能运作，是可以预期的，但不需视之为失败，在推动一项变革性的系统工程时，这都是需要面临的风险。
盖茨基金会中国代表处的新闻官张璟则表示，盖茨基金会除给予优秀的研发团队资金支持外，也会协助研发团队媒合具有生产意愿的企业厂商，但也并不限制研发团队自寻生产开发伙伴，“就像我们把一个姑娘给养大了，她可以自由恋爱，但我们也可以帮忙找老公” 。
Doulaye Kone在回答财新记者提问时还强调，盖茨基金会不仅要对研发团队给予支持和投资，还需要让相关的国家及其政府了解此一领域的创新进展，例如不需要广接下水道、大形污水处理厂等昂贵投资的下一代厕所系统如何才能运作，并制定出新的公共卫生设施生产标准，才能鼓励企业投入生产。
盖茨基金会的水和环境卫生部门主任Brian Arbogast预估，到2030年，在全球贫困地区拥有27亿潜在消费者的背景下，下一代厕所的产值能达到每年80亿美元，市场之大完全足以驱动商业力量投入推广。
Brian Arbogast在回答财新记者提问时还透露，在两个星期以前，盖茨基金会已经和印度的城市发展部签署了谅解备忘录，应邀协助印度政府寻找兴建大量现代厕所的最佳方案。
自2013年莫迪当选总理后，将广建厕所上升为国家重大政策。Brian Arbogast说，任何一项重大创新都需要强大的政治意志，过去的印度政府对于改进厕所设施的政治意志不强，但现在盖茨基金会则非常兴奋能够积极参与其中。
Brian Arbogast还说，在过去几届全球厕所创新比赛中获奖的科研成果，现在也有部分已经投入到达卡、塞内加尔和中国进行试用。
李子富告诉财新记者，在中国，已有交通部门官员表态对新型厕所的开发很感兴趣，并表示若技术成熟，未来可广泛应用到高速公路休息站、机场或火车站等大型公用厕所中。此外，住健部在推动生态城市建设时，也已注意到新型厕所的研发思路。
张健则称，万若公司研发的气冲马桶，和利用通气管路把各家马桶连通到一处、统一收集高浓度的排泄物后，再与秸杆等有机物质混合干化产生有机肥的系统设施，已在邯郸的城乡结合部进行实测应用。“现在新厕所在那边使用了一年，已经是当地百姓过年、聚会讨论的话题了，甚至还会主动邀请别人来自己家在上厕所”。
张健还反思，目前在全世界，只有四五个国家实际达到全国下水道接管率超过九成的水准，但“这个事实上没有普及、难以复制的模式，人们却都把它当成天经地义”。
李子富说，目前国际上计算每人每天如厕用水量的标准，大约是一天六次，每次使用九升水；如果使用节水系统的马桶，每次则为六升水，合计每人每天的如厕用水量便是54升或36升。但如果免用水的新型厕所能够成功推广，这些水资源都能节省下来。
