5.02_GREEN_MACHINES_REV_RUS_02



“ЗЕЛЕНЫЕ” МАШИНЫ

Технология, долгое время считавшаяся врагом окружающей среды, предоставляет новые решения некоторых из наиболее актуальных проблем планеты.

В ранние времена развития инвайронментализма, деятельность за охрану окружающей среды осуществлялась под лозунгом «технологии приравниваются к загрязнению воздуха». Столкнувшись с непрекращающимся процессом развития промышленности и торговли, зеленое движение, по большей части, стало активным борцом за охрану окружающей среды, выступающим против загрязнения рыболовных судоходных путей или преграждающим строительство лесовозных дорог. Активисты неоднократно добивались своего, убедив правительство ввести жесткие законы о сохранении окружающей среды и борьбе с загрязнением. Сегодня наблюдается значительный сдвиг. Пока есть демонстранты и регулирующие органы, энвайронментализм занимает более активную позицию, и новая формула “технология отождествляет решение проблем” пользуется всё большей поддержкой. Больше не воспринимая технологии враждебно, они используются, чтобы препятствовать нанесению вреда окружающей среде, контролировать нестабильную экосистему, производить экологически чистую продукцию и разработать технологию изготовления. Опираясь на это все: начиная со спутниковых систем и биоинженерии, заканчивая устойчивым процессам самой природы, ученые заняты вопросами очистки воздуха и воды, разработкой экологически чистого топлива и выращиванием продуктов питания с использованием меньшего количества вредных химических веществ. Некогда высмеянное «укрепление технологий» снова возрождается.

Однако ни одна из перечисленных технологий не является чудодейственным средством, которое навсегда уничтожит угрозу экологической катастрофы. Потребуются изменения в поведении человека, ведущие к новой готовности взять на себя ответственность за окружающую среду и держать потребление ресурсов на уровне экологической безопасности. Но плоды технологий, совместно с необходимостью изменения отношений, могли бы позволить нам сохранить нашу землю и использовать её. Ниже представлены образцы трёх технологий, которые меняют формулу по спасению планеты:

СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО И СПУТНИКИ

Посреди поля люцерны в Имперской долине в Калифорнии, Дж.Д.Роудс сидит за рулем машины, которую он считает Феррари в сравнении с остальной сельскохозяйственной техникой. Представляя собой помесь лунохода и телеги, перевозящей сено, эта особая машина была создана для посева зерна. «Луноход» Роудса на самом деле сложный научный аппарат, укомплектованный глобальной позиционной системой (GPS), предназначенной для измерения солёности почвы. Новейшее оборудование в этой области носит официальное наименование “Мобильное Средство Оценки Солёности Почвы” (MSAV). Это вооружение в высокотехнологичном арсенале сельского хозяйства позволяет фермерам обнаруживать почву, зерновые культуры и ядохимикаты точнее и эффективнее, чем когда-либо прежде.

Сети GPSте же связанные между собой орбитальные спутники, наводившие бомбардировщики во время войны в Персидском заливе, ныне использующиеся в мирных целях на фермах в Соединенных Штатах Америки и Европе для “точного земледелия” — передовой технологии, позволяющей повысить урожайность и снизить негативное воздействие на окружающую среду. В традиционном сельском хозяйстве, обработанное поле рассматривается как единый участок земли, на котором пестициды, гербициды и удобрения равномерно распределены по всей площади. Но каждое такое поле может иметь ряд различий, в зависимости от химического состава почвы и концентрации сорняков. Например, один участок может быть заражен сорняками, что потребует большое количество гербицидов, в то время как на другом участке сорняков может совсем не быть. Точное земледелие позволяет фермерам использовать химикаты, опираясь на особенности небольших участков земли, иногда даже учитывая отдельные виды растений. Это позволяет сократить использование агрохимикатов, а значит и уменьшить загрязнение окружающей среды.

Осолонённости – скопления вредных солей и других химических веществ в почве, содержащиеся в пресной воде, являются одними из самых существенных недостатков современного ирригационного(поливного) земледелия. Если процесс засоления протекает бесконтрольно, эти химические вещества постепенно выходят на поверхность, препятствуя поступлению жизненно важных питательных веществ и посев гибнет. По данным Продовольственной и Сельскохозяйственной организации ООН, осолонённости уже испортили 30 миллионов гектаров орошаемых земель из 240, находящихся на нашей планете. В Китае, например, засолонение снизило показатель урожайности почти на четверти аграрных земель. Это оставляет фермеров в затруднительном положении: «Мир зависит от поливного земледелия» — говорит Роудс, почетный директор американского Департамента Лаборатории ОсолоненностиАгрокультур, штат Калифорния – «Но есть побочный эффект: Серьёзное падение плодородия наших пахотных земель из-за осолонённости, с одной четверти до одной трети.»

Чтобы помочь фермерам контролировать засоленение, Роудс и его команда спроектировали MSAV в качестве электронного сыщика. Он может обнаружить концентрации солености до глубины 1,8 м. Это осуществляется с помощью электромагнитов на его ходовой части, которые создают магнитное поле в почве прямо под транспортным средством. Любые соли или другие химические вещества проводят это электричество, а полученный в результате ток измеряется встроенным сенсором. Количество вырабатываемой электроэнергии указывает на степень солености в этой местности. В сочетании с картами, созданными спутниками GPS эта информация может быть использована фермерами для выявления уровня осолонённости с точностью до 20 см.

Обозначения уровней осолоненностей почвы могут ощутимо повысить урожайность сельскохозяйственных культур. Если фермеры знают, где образуется солевой нарост, они могут настроить системы орошения таким образом, чтобы избежать насыщения зон с уже высокой концентрацией солей, или изменять путь обработки почвы, для предотвращения образования каналов, которые направляют воду в определенные места. Как говорит Роудс, “Благодаря GPS вы можете увидеть процессы промывания и осушения, которые становятся причиной возникновения солености. Отсюда можно легко решить проблему. Использование пространственной информации, чтобы минимизировать излишки, которые приводят к загрязнению — это то, за чем будущее”.

Это “будущее” уже прибывает в Великобританию, в научно-исследовательский институт Силсо в Бедфордшире. Здесь ученые совершенствуют методы точного земледелия вплоть до уровня отдельных растений. Для того, чтобы практиковать то, что они называют, “растениеводство в масштабах одного растения”, команда ученых изобрела небольшое экспериментальное передвижное устройство, оснащенное видеокамерой, компьютером и различными насадками для распыления химикатов. Пока этот беспилотный, высокотехнологичный трактор передвигается по полю, видеокамеры выводят трансляцию изображения местности на компьютер, который анализирует данные, чтобы отделить вспаханные растения от сорняков. Затем машина управляет насадкой для выпуска точных доз гербицидов, пестицидов и удобрения по мере необходимости.

Исходя из результатов экспериментов с маркировочными красителями на поле цветной капусты, исследователи из Силсо приходят к выводу, что использование метода точного земледелия помогло бы им уменьшить количество используемых химических веществ на 90%. И хотя эти предварительные результаты уже называют многообещающими, ученые предупреждают, что эти автономные транспортные средства не будут доступны на коммерческой основе в течение еще 10 лет. Как говорит Ник Тиллет, инженер-исследователь, из Силсо, «Эта технология позволяет нам вернуться к более бережному обращению с почвой, приводя к улучшению экологического баланса».

ПРОИЗВОДСТВО ТОПЛИВА

В центре г. Гамбург в воздухе ощущается запах картофеля фри. Однако он не исходит от чрезмерно плотной концентрации заведений быстрого питания. Он поступает от выхлопных труб автомобилей, работающих на метиловом эфире рапсового масла, более известном как “биодизель”. По данным Боннского Союза по продвижению масличных и протеиносодержащих культур (АПМПК), это альтернативное топливо, изготовленное на заводе по производству рапсового масла, обеспечивает такую же работу двигателя и пробег, что и дизельное топливо, базирующееся на нефтяной основе, но с выделением вредных веществ, которые оказывают содействие глобальному потеплению. В 1997 году исследование Центра развивающихся технологий в Юлихе установило, что процесс производства и сжигания 1 кг обычного дизельного топлива выделяет более чем в четыре раза больше двуокиси углерода и других парниковых газов, чем на 1 кг рапсового биодизеля.

Немецкие потребители, одни из среди самых активных экологов в Европе, разработали характер биодизеля. Альтернативное топливо продается лучше, чем когда-либо, — около 800 сервисных станций, выпускающих 100 000 тонн веществ в прошлом году, по сравнению с 5000 тонн в 1993 году. Производители автомобилей берут это во внимание. “Фольксваген”, “Ауди”, “Шкода” и “Сит” уже модифицировали многие из своих дизельных моделей для работы с альтернативным топливом, в процессе чего находятся также “Мерседес” и “БМВ”. Мерседес, совместно с Центральной Немецкой Ассоциацией Такси, продвигает биодизельное топливо в качестве топлива для национального автопарка такси. И органический бензин уже получил сертификат от Немецкого правительства в знак одобрения: новый рейхстаг в Берлине будет обогреваться этим топливом.

Помимо очевидных экологических благ, биодизель имеет дополнительное преимущество быть возобновляемым ресурсом. Рапсовое семя, урожай которого традиционно используется в пищевой промышленности, может быть преобразовано в топливо путем простой дистилляции.

Сначала из семян рапса выдавливают масло и смешивают его с метанолом. Глицерин — ценный побочный продукт, используемый во всем, начиная с продуктов питания, заканчивая лекарственными средствами – восстанавливается во время изначальной обработки. Затем само биодизельное топливо извлекается из оставшейся смеси и очищается.

Однако за все нужно платить, и, хотя биодизель — это экологически чистая альтернатива бензину, он не экономически выгодный. Несмотря на то, что такое топливо немного дешевле, чем нефтяное дизельное топливо на станции технического обслуживания, фермеры, которые в этих целях выращивают рапсовое семя, получают субсидии от Европейского Союза. “Предоставляются субсидии за использование биодизеляоколо $1 за литр”, — сообщает Гюнтер Алайк, руководитель департамента по вопросам окружающей среды в Гамбургской Ассоциацией по Производству Минеральных Масел. “С точки зрения экономики, это подразумевает провал”. Чтобы биодизельное топливо стало конкурентоспособными, по мнению Дитера Бокея из АПМПК, цену за 4,5 литра сырой нефти придется увеличить на $1.33. Доля биодизеля на рынке в Германии по-прежнему остается минимальной. Но некоторые эксперты полагают, что возможно достичь 5% к 2005 году. В Германии это предполагает сокращение на 4% выбросов углекислого газа, исходящего из автомобильных дизельных выхлопных газов. От такого достижения нос не воротят.

В г. Бриньоль, Франция, инженер Гай Негре продвинулся дальше изобретения биодизеля. Он создал двигатель, который работает не только на разряженном воздухе, но и улучшает качество воздуха. Городское такси нулевого загрязнения Негре занимает около 200 км на 300 литров сжатого воздуха, который хранится в резервуарах, похожих на те, которыми пользуются аквалангисты. Помимо камеры сгорания, такси Z.P. имеет расширительную камеру, которая сжимает воздух при высоких температурах. Небольшое количество этого сжатого воздуха вводятся в камеру сгорания под температурой, создавая повышенное давление, достаточное для работы моторного двигателя. Разработанные специально для использования в черте города, где пробки составляют значительную часть выбросов загрязняющих веществ, транспортные средства Z.P. всасывают запас свежего воздуха примерно за минуту на специально оборудованных станциях технического обслуживания или подзаряжаются за четыре часа у вас дома с помощью небольшого электрического компрессора. Автомобили нулевого загрязнения также оснащены системой фильтрации углерода, который всасывает в себя грязный воздух во время торможения. В результате, воздух, выделяемый двигателем Z.P., на самом деле чище, чем воздух в окружающей среде.

Негре и его команде потребовалось пять лет, чтобы разработать такси Z.P., первое тестирование которого производилось две недели назад г. Бриньоль.

Но, чтобы убедить производителей автомобилей изобрести такое, потребуется больше времени. У автомобильных компаний есть “установленный менталитет”, — сообщает Г. Негре. “Они уже потратили много денег на автомобили с электрическим приводом, которые оказались тяжелыми и дорогими. Они не хотят выслушать другое предложение”. С другой стороны, мексиканское правительство всё во внимании. Оно одобрило заказ на 40 000 такси Z.P., чтобы заменить модели на бензине и дизеле в городе Мехико, который переживает, должно быть, самое сильное загрязнение воздуха в мире из-за своей большой высоты над уровнем моря. Спустя два года первые экологически чистые такси появятся на улицах г. Мехико. Хотя они пока не готовы пойти на замену ископаемого топлива, биодизель и транспортные средства нулевого загрязнения все еще могут сыграть важную роль в снижении уровня выбросов парниковых газов. “Если мы начнем с такси, а затем перейдем на автобусы и фургоны,” – полагает Г. Негре, “решение проблемы загрязнения воздуха в наших городах не займет много времени”.

ВЫРАЩИВАНИЕ БАКТЕРИЙ

Этим летом в Хендерсоне – активно-развивающемся пригороде Лас-Вегаса, штат Невада, держится температура выше 44° C. Пустыня вокруг города выглядит иссушенной и безжизненной. Но, несмотря на жару, в Хендерсоне есть своя лагуна, в которой полно растений и животных, включая пальмы, пампасную траву, камыши, ирисы, улиток, пресноводных креветок, золотых рыбок и карпов кои. Этот небольшой пустынный оазис — не мираж, а часть объекта по очистке сточных вод местного действующего завода Ethel M. Chocolates. Лагуна, что была спроектирована и построена Вермонтской фирмой LivingTechnologiesInc. называется Живой машиной, которая представляет из себя сеть миниатюрных сред, имитирующих естественные биологические процессы для обогрева зданий, выработки энергии и очистки сточных вод. Джон Тодд, приглашенный профессор факультета экологического дизайна Вермонтского Университета природопользования и соучредитель проектаLivingTechnologies, говорит: «В Живых машинах интеллект леса или озера взаимодействует с человеком. Они оба есть и сад, и машина».    

Живая машина работает в соответствии с теми же естественными процессами переработки при работе таких экосистем как: реки, степи и лиманы. Разница заключается в том, что новое поколение инженеров-экологов использует Живые машины для активизации и ускорения этих процессов в промышленных целях. Поэтому, измененные экосистемы снабжены множеством экзотических растений, животных и микроорганизмов (бактерии, простейшие, планктоны), у которых существует ненастытная потребность к определенным видам отходов.

Президент LivingTechnologiesInc. Майкл Шоу говорит, что стратегия не сложная. Во-первых, нужно объединить необходимые бактерии, вырастить их в питательной среде, лишить их пищи и оставить в замкнутом пространстве, затем просто добавить воды. «Бактерии в замкнутом пространстве – это бактериальные культуры», поясняет Шоу. «Мы прекращаем кормить их, а затем перекладываем в воду. У вас есть много голодных бактерий, так что они просто начинают поедать отходы».

Завод Ethel M. Chocolates , который является дочерней компанией M&M-Mars , производящей индивидуально-упакованные конфеты, во время производственного процесса создает вид концентрированной грязной воды. Это не те отходы, которые могут погубить подводный мир в реках и озерах, а те, что уничтожают драгоценный кислород. Например, рыба не пострадает от попадания кусочков шоколада в воду. Но, в то же время, они медленно задохнутся от того, что сточные воды высосут весь кислород.

Голодные беспозвоночные в Живой Машине завода Ethel M. Chocolates по большей части наслаждаются изобилием еды. Исходные баки содержат анаэробные бактерии и растения, плавающие на поверхности воды, которые постепенно очищают воду от загрязнителей. В самом конце, высшие формы жизни, а ими обычно являются падальщики (улитки, моллюски), поглощают остатки загрязнений. Например, улитки поглощают мертвые бактерии, в то время как мидии фильтруют оставшиеся твердые частицы.

Через 7 дней с момента, когда вода попадает в лагуну, она достаточно очищена, чтобы её можно было вернуть в окружающую среду или же переработать для последующего использования.

Откуда же взялись эти голодные бактерии? Чаще всего, лучшее место для того чтобы найти бактерии, которым нравятся отходы, необходимо искать у источника самого загрязнения. Шоу объясняет: «Мы можем найти бактерии в отходах внутри трубопровода на заводе и вырастить культуру бактерий для использования их в оборудовании по очистке сточных вод. Эти бактерии уже сами похожи на отходы». И Шоу гордится результатами, которых могут добиться используемые в производстве бактерии без человеческой помощи. «Люди считают, что биология слаба… но она очень сильная», — говорит он. «Растения и животные могут делать невероятные вещи».

В Хендерсоне Живая машина является первой из шести устройств LivingTechnologiesInc., созданных для M&M-Mars и его дочерних предприятий. Три из них находятся в США, одна – в Австралии и две – в Бразилии. «Это не похоже на устройство по очистке сточных вод», говорит Дик Бейкер, старший инженер проекта в Ethel M. «Это похоже на парк, и посетители не уверены, что здесь вообще что-то происходит. Но это развивающаяся технология. Мы получили положительную реакцию в обществе». По словам Шоу, Живые Машины имеют как экономический, так и экологический смысл. «Затраты на Живую машину несколько меньше, чем у обычного очистительного сооружения», говорит он. И зачастую наши устройства потребляют две трети энергии устройств-аналогов».

У Тодда есть еще более грандиозные планы для своего бренда органической технологии: сеть Живых машин, предназначенных не только для очистки каналов в Венеции, но и для защиты городских зданий от эрозии, которая образуется от отходов моторных лодок; и живых систем на паромах, созданных для рыбных отходов из штата Делавэр и Чесапикского залива в США. По мере того, как понятие живой технологии внедряется, «бывшее разделение между природой и человечеством будет разрушено», предсказывает он. Природные средства Тодда должны доказать целесообразность в большей мере, чтобы экологические машины могли бы отапливать дома или очищать стоки неподалеку от вас.

(Джеймс Гири)


Write a Reply or Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *