На сегодняшний день наиболее успешным и экономически выгодным способом решения вопросов, связанных с экологией, сельским хозяйством, промышленностью и т. д., становится применение биотехнологий. Эта область становится все более привлекательной и для потенциальных инвесторов.
В 2013 г. были представлены 11 проектов, отобранных из 1000 претендентов из более чем 100 стран. Так, компания Aquaphytex (сменившая название на Agua) устанавливает натуральные, “живые” очистительные системы, функционирующие без затрат энергии, которые помогут бороться с глобальным водным кризисом. По данным Всемирной организации здравоохранения, более 2 млрд. человек в мире сегодня страдает от нехватки питьевой воды. Почти 1 млрд. человек на планете не обеспечен безопасной питьевой водой, хотя ее годовое потребление постоянно растет и в следующие 20 лет на основе наблюдаемых тенденций роста населения и мирового хозяйства можно прогнозировать увеличение потребности в пресной воде не менее чем на 100 куб. км/год. Учитывая масштабы данной проблемы, компании Agua есть к чему стремиться. На сегодняшний день Agua работает в 5 странах, обеспечивая чистой водой более 300 тыс. человек. Первый пилотный проект был пущен компанией в 2007 г. в Мали – в деревне, где проживало около 8 тыс. жителей. В результате была получена вода, превосходящая стандарты, предъявляемые к питьевой воде, что привело к сокращению детской смертности на 75%. Это также полностью ликвидировало холеру в тех краях. Теперь проект на Мали охватывает 2 млн. человек, ежедневно получающих чистую воду для питья и полива. Прибыль компании за 3 года составила $4 млн. Это при том, что главным недостатком широко применяемых в мире технологий очистки воды является низкая экономическая эффективность, в первую очередь из-за энергоемкости оборудования. Ведь типовые технологии по обработке воды основаны на физико-химических системах, которые влекут высокие затраты, сложны в обслуживании и негативно воздействуют на окружающую среду. Компания нацелена на использование водных растений-макрофитов. Она использует растения, растущие как на поверхности воды, так и под водой, чтобы привлечь бактерии к корням и стеблям растений, тогда как пригодная для питья вода отфильтровывается в течение 5 дней. Сотрудники компании, прибыв в ту или иную страну, производят обход увлажненных участков местности в поисках местных растений, способных произрастать в условиях сильных загрязнений – в местах промышленных стоков или стоков общественных туалетов. Такие растения проверяются на способность очищать воду. Если результаты оказываются положительными, то начинается их культивирование. В ходе эволюции природа отработала процессы саморегуляции на различных уровнях организации жизни, за счет этого достигается ее устойчивость. Поэтому все больше внимания уделяется методам очистки воды с помощью растений и микроорганизмов, не требующих расходования электроэнергии и технического обслуживания.
Экономисты подсчитали хозяйственную целесообразность применения таких методов, сравнив эти затраты с “типовыми”, которые бы потребовались для достижения предприятием того же уровня очистки посредством использования традиционных методов. Оказалось, что затраты при применении традиционных методов более чем в 10 раз превышают таковые при использовании упомянутой биотехнологии. Существующие схемы очистки сточных вод, как правило, не полностью соответствуют предъявляемым требованиям, а одним из самых экономически выгодных методов очистки (доочистки), пригодным для стран СНГ, признали биологический, в частности, с использованием тропического цветкового растения эйхорнии – водного гиацинта. Этот представитель высшей водной растительности растет на всех водоемах, даже на проточных, включая воды Ганга, который славится своей чистотой, невзирая на обильные стоки из городов и множества деревень.
Американские ученые установили, что водный гиацинт удаляет вредные примеси из воды, предназначенной для использования в промышленности и для питья. Главное – периодически скашивать разросшиеся заросли, а скошенную зеленую массу можно использовать как удобрение или применять в производстве биогаза. При благоприятных условиях эйхорния способна нарастить более 250 т биомассы с 1 га водной поверхности за сезон. Предполагается, что в будущем растение может сыграть значимую роль и в деле освоения космоса, поскольку способно осуществлять регенерацию воды и получение кислорода на космических станциях.
В западных странах для очистки воды используются также поля орошения – засеянные различными видами сельскохозяйственных растений и орошаемые водой из канализационных стоков после первичной очистки. Растения и почва очищают воду, причем растения дают повышенный урожай. Недавно в США и Польше появились “леса орошения”, где после очистки от твердых частиц и начальной биообработки бактериями и водорослями канализационную воду, утратившую запах, но далеко не чистую, подают по трубе на участок леса площадью примерно в 1000 га. Вода разбрызгивается сквозь форсунки раз в неделю на протяжении 12 часов, после чего содержащиеся в ней патогенные организмы гибнут как на поверхности почвы, так и внутри нее от солнечного ультрафиолета, воздействия кислорода и почвенных микроорганизмов. Благодаря повышенному содержанию азота и минеральных солей в канализационных водах деревья в таком лесу растут в 2-4 раза быстрее, чем при поливе обычной водой.
“Почва – это живая экосистема, питающая все, что на ней произрастает, – поясняет бразилец Леонтино Балбо, чья компания Grupo Balbo, которой уже 100 лет, благодаря настойчивости и умелому применению новейших методик сумела выращивать сахар без использования химических пестицидов или удобрений. – Система сама себя регулирует на благо всех своих элементов”. В результате ежегодно перемалывая 6 млн. т тростника, компания производит 293 тыс. т сахара и 318 млн. л этанола. Годовой доход – свыше $350 млн. С 1986 г. Леонтино Балбо разрабатывает новый вид агрономии, который, по его убеждению, повысит урожайность и сопротивляемость растений вредителям, сократит ресурсы, требуемые для их культивирования, расширит биологическое разнообразие на землях, где они выращиваются. Леонтино назвал свой подход агрономией, восстанавливающей экосистему, и утверждает, что она способна оживить не только приболевшие культуры, но и занемогшую землю, чья жизнеспособность истощалась на протяжении десятилетий вследствие применения современных методов земледелия. Если план окажется успешным, то его воздействие будет ощущаться далеко за пределами области земледелия.
Научно-исследовательская лаборатория возобновляемых источников энергии географического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова в своем обзоре “Глобальная проблема нехватки пресной воды” отмечает: “В ХХ веке население земного шара выросло в 3 раза. За этот же период потребление пресной воды увеличилось в 7 раз, в том числе на коммунально-питьевые нужды – в 13 раз. При таком росте потребления стало резко не хватать водных ресурсов в ряде регионов мира. В России к районам, испытывающим дефицит пресной воды, относится Калмыкия, из стран ближнего зарубежья – Крым, Казахстан, Туркменистан, Узбекистан. В настоящее время водный голод ощущается даже в тех местах, где раньше его не было. На 70% всех обрабатываемых земель царит засуха. При этом в нетронутых степях содержание влаги в почве в 1,5-3 раза больше, чем в пашне. Причина водного голодания не в недостатке пресной воды, а в нарушении цепи, связывающей воду с почвой”. Ожидается, что к 2050 г. численность населения Земли достигнет 9,3 млрд., то есть возрастет на 30%, а давление на экосистемы планеты из-за быстрого экономического роста в развивающихся странах будет нарастать. К 2025 г. более 50% мирового экономического роста придется на Бразилию, Китай, Индию, Индонезию, Российскую Федерацию и Южную Корею. Под наибольшей угрозой окажется такой природный ресурс, как чистая вода: к 2030 г. люди и предприятия будут расходовать на 30% больше воды, чем природа способна восполнить. Если существующие на сегодня практики использования и консервации воды коренным образом не изменить, последствия окажутся драматическими. Около 70% мировых ресурсов пресной воды используется в сельском хозяйстве, при этом до 30 млн. га сельскохозяйственных земель теряется каждый год по мере того, как они становятся бесплодными или токсичными, а широкомасштабное исчезновение лесов считают ответственным за изменение климата.
“Когда я начал эту работу, моей целью было достичь сельскохозяйственной самодостаточности, способа уберечь природные ресурсы, в которых мы сейчас нуждаемся, – воду, плодородие почв, биологическое разнообразие и атмосферу, – рассказывает Леонтино Балбо. – Иначе мы не сможем сохранить цивилизованное общество. Если, например, у нас возникнет кризис из-за водных ресурсов, то он перейдет в мировую войну за природные ресурсы. И цивилизации придет конец”. По мнению Балбо, современная практика земледелия повреждает почву тремя путями. Сельскохозяйственные машины уплотняют ее, снижая способность удерживать влагу, удобрения нарушают природное химическое равновесие, а монокультуры сокращают ее биологическое разнообразие, которое он считает очень важным для здоровья растений. Суть подхода Балбо состоит в том, что если восстановить почву до того состояния, которое существует в лесу, то природа сделает остальное: токсические вещества, вырабатываемые одними растениями, перерабатываются другими. На основе наблюдений он создал новую модель производства для своих полей, урожайность резко повысилась, так же, как и стабильность посевов. Кроме того, это позволяет “Группе Балбо” использовать биоэлектроэнергию. Компания вырабатывает из выжимок сахарного тростника 100% требующейся ей электроэнергии для переработки около 6 млн. т сахарного тростника в год. А благодаря инвестициям в инновационные технологии она дополнительно вырабатывает достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить город в 540 тыс. жителей. Сейчас в Бразилии около 60% электроэнергии вырабатывается из возобновляемых источников. Бразильская программа производства этанола из сахарного тростника, начатая в 1975 г., сэкономила $200 млрд., которые ушли бы на импорт нефти, и предотвратила накопление сотен миллионов тонн углерода в атмосфере, а также создала 5 млн. рабочих мест.
Обозначенные Балбо проблемы находят глубокое понимание во многих странах, в том числе и в Казахстане. В нетронутых степях содержание влаги в почве в 1,5-3 раза больше, чем в пашне. Причина водного голодания не в не-достатке пресной воды, а в нарушении цепи, связывающей воду с почвой. Как рассказал доктор биологических наук, главный научный сотрудник Казахского НИИ почвоведения и агрохимии им. У. У. Усманова Темирбулат Джаланкузов, последние годы в стране активно внедряется метод “нулевой” обработки почвы No Till (“не пахать”), который разработал для использования на черноземах севера страны директор Костанайского НИИ сельского хозяйства Валентин Двуреченский. При уборке урожая солома не собирается в тюки, а измельчается и рассыпается по поверхности полей – получается мульча. По словам участников проекта, секрет подсказала природа, позволив все предоставить ей: не трогать землю, остатки растений оставлять в почве и на поверхности. Те, что под землей, – это хороший перегной. Мульча сверху позволяет задерживать влагу, что увеличивает урожай даже в самый засушливый год. Как пояснил Джаланкузов, метод нулевой обработки значительно превосходит по эффективности методы безотвальной и даже минимальной обработки почвы, поскольку при его применении вместо борозд прорезаются узкие щели глубиной в несколько сантиметров, куда закладываются семена яровой пшеницы, а затем механически заглаживаются. При этом происходит меньшее расходование горючего и оказывается меньшее давление сельхозтехники на почву, что предохраняет ее структуру. Активно развиваются полезные и нейтральные микроорганизмы, а также мелкие черви нематоды, повышая плодородность почвы. Урожайность при использовании этого метода повышается не менее чем на 3 ц/га по сравнению с традиционными методами. Согласно сообщениям СМИ, метод нулевой обработки используется уже на 1 млн. га. Доктор Джаланкузов посетовал, что, несмотря на все доказательства и демонстрации преимуществ метода, многие фермеры сохраняют недоверчивость и продолжают использовать традиционные методы вспашки, веря в их большую надежность, которые разрушают почву, делают ее менее плодородной, требующей внесения большего количества дорогостоящих удобрений. (Forbes.kz/Химия Украины, СНГ, мира)