在农业领域，粪肥处理一直是个棘手问题。由于严格的环境法规，农民无法将所有粪肥施用于土地，只能依赖合成肥料为作物提供养分，这导致粪肥过剩、养分流失，同时也增加了农业生产的环境压力。

博士研究员 Marrit van der Wal(范德瓦尔)正致力于研究一种循环解决方案，即从粪便中分离氮和钾并使其可重复使用。范德瓦尔来自弗里斯兰，父亲是牲畜饲料贸易商，身边很多朋友和熟人都是农民，她深知农民面临的挑战。当看到相关项目描述时，她毫不犹豫地参与其中，甚至为此搬到弗里斯兰南部。她从一开始就目标明确，希望通过博士研究为解决农业领域当前问题贡献力量。

当前，农民面临着诸多挑战，粪肥问题便是其中之一。粪肥含有氮 (N)、磷酸盐 (P) 和钾 (K) 等对植物生长至关重要的营养成分，但过量使用会危害环境。当施用的粪肥超过作物吸收能力时，氮和磷酸盐会渗入地下水和地表水，导致沟渠和湖泊中藻类滋生，使鱼类和其他水生生物窒息。此外，未经处理的粪肥会释放氨，造成环境污染。

在荷兰，相对较小的农田面积饲养着大量牲畜，很快便导致粪肥过剩，农民无法利用这些过剩粪肥，只能将其出口或加工，这通常会产生额外成本。

由于农民无法充分利用所有粪肥，作物无法获得足够的氮或钾，他们只能使用合成肥料进行补偿。这些合成肥料通常通过能源密集型的哈伯 - 博施法生产，会排放大量二氧化碳，造成额外环境压力。这就形成了一个悖论：富含宝贵营养物质的粪肥必须被处理掉，同时又要购买污染性肥料来重新引入这些营养物质。而且，整个施肥过程非常复杂，农民可施用的粪肥量以及允许添加的合成肥料量取决于土壤类型、天气、作物、周围水系统以及许多其他因素，要把所有变量协调起来难度极大。

为了打破这种恶性循环，研究人员正在探索更高效利用粪肥的方法。欧洲法规不断完善，规定从粪肥中回收氮(RENURE)可以替代部分合成氮，虽然目前还无法完全取代合成肥料，但使用 RENURE 是迈向更循环、更环保农业的重要一步。

范德瓦尔的研究特别侧重于从粪肥中分离氮和钾，使它们以浓缩形式提供，以便更精确地施用于田间。她采用了膜技术，这是一种利用膜作为过滤器的分离方法，允许某些物质通过，同时阻挡其他物质。范德瓦尔专注于改进现有的膜技术。

为了充分了解粪便处理的实际运作方式，开发出对农民有用的解决方案，范德瓦尔定期访问粪便处理公司 Duurzaam Landleven Bernheze，收集真实的粪便样本，并与公司人员讨论处理过程中的瓶颈以及如何利用技术解决这些问题。

范德瓦尔最重要的贡献是开发了一种将氮和钾分离成不同组分的方法，使农民能够分别施用这些营养物质，并采用正确的剂量。她提供了分别富含氮、磷和钾的三种不同配方，农民可以根据季节、土壤类型或作物调整比例，精确施肥。

实施这项新技术是下一步的重要举措，范德瓦尔对此持乐观态度。她看到农民有强烈的意愿去适应和改进生产流程，将粪便加工成可重复使用的产品可以提高他们的经营效率，同时帮助他们满足环境法规的要求，使农民能够以可持续、面向未来的方式继续从事农业生产。范德瓦尔总结道，要实现农业可持续发展，需要转向营养物质不会流失，而是在农业业务中循环的系统。