Этот подход к очистке окружающей среды быстро развивается. При рассеянных загрязнениях (нефтепродукты, пестициды, тринитротолуол, которым загрязнены многочисленные полигоны и стрельбища) ему просто нет альтернативы. Выяснилось, что и растения перерабатывают органические соединения (прежде это считалось невозможным). Все чаще и химические средства защиты растений заменяют микробиологическими, используя вместо ядохимикатов микроорганизмы, стимулирующие рост растений и защищающие их от болезней и вредителей.
В отличие от промышленной биотехнологии, где все параметры технологического процесса строго контролируются, при использовании микробов для очистки окружающей среды такой контроль затруднен. Это всегда «ноу-хау», своего рода искусство, которое предполагает не только высочайшее мастерство, но и особый дар. Поэтому бороться с нефтяными разливами должны не подразделения МЧС, военные или добровольцы с мешками и лопатами, а специальные структуры, созданные при всех компаниях, занимающихся добычей, транспортировкой или переработкой нефти. Если компания не в состоянии гарантировать, что способна самостоятельно справиться с любой аварией, которая может возникнуть в процессе ее деятельности, ей нельзя работать с нефтью. Это требование может показаться слишком жестким, но только его беспрекословное выполнение оставляет надежду на то, что мы сумеем победить нарастающее загрязнение биосферы, а не оно нас.
Одним из важнейших вопросов проблемы отходов является изыскание наиболее эффективных методов и средств очистки, обезвреживания и утилизации бытовых и производственных сточных вод, которые во всех промышленно развитых странах являются основными источниками загрязнения природных водоемов и атмосферы. Об остроте, масштабности задачи говорят такие данные: ежегодный водозабор из природных источников на хозяйственно-бытовые нужды в настоящее время во всем мире составляет 3,5 тысячи кубических километров, а объем воды, загрязняемой промышленно-бытовыми стоками, равен 6 тысячам кубических километров.
В промышленных сточных водах содержится множество компонентов, весьма опасных для человека: канцерогенные вещества, фторированные углероды, биоциды, тяжелые металлы, шламы различных производственных процессов. Одной из основных тенденций в современной мировой практике является разработка методов очистки сточных вод с повторным их использованием в технологических процессах (оборотное водоснабжение).
Невысокая эффективность применяемых индустриальных методов очистки промышленных вод, требующих крупных капитальных затрат и эксплутационных расходов, побудила прибегнуть к помощи микроорганизмов, заняться разработкой и внедрением дешевых, малоэнергоемких и надежных биологических и биохимических методов очистки.
За последнее десятилетие предложено довольно большое число биохимических методов очистки сточных вод. В общем виде биохимическую очистку условно разделить на две стадии, протекающие одновременно, но с различной скоростью адсорбции из сточных вод тонкодисперсных и растворимых примесей органических и неорганических веществ поверхностью тела микроорганизмов и разрушение адсорбированных веществ внутри клетки микроорганизмов при протекающих в ней биохимических процессах (окисление, восстановление). Обе стадии могут происходить как в аэробных, так и в анаэробных условиях.
Оригинальный метод уничтожения пластмассовой тары разрабатывают шведские ученые. Они выводят специальные бактерии, которыми будет «заражаться» пластмасса при изготовлении. Некоторое время бактерии должны находиться в состоянии покоя, а когда тара будет выброшена, под воздействием окружающей среды они активизируются и разрушат пластмассу...
Пока мир микробов изучен гораздо хуже, чем мир животных и растений. Без риска ошибиться, можно утверждать, что микробиологам сегодня известно не более десятой доли видов микроорганизмов, населяющих водоемы и почву.
Научный поиск полезных бактерий, которых надо было бы «приручить», заставить работать на человека в различных областях его практической деятельности, в сущности, только начинается. Предстоит выделить и изучить десятки и сотни новых видов, которые раньше было невозможно обнаружить на питательных средах, применявшихся со времен Луи Пастера и Роберта Коха-
Одной из важнейших проблем ближайшего будущего является выведение микробов «домашних пород», обладающих повышенной активностью. Исходя из этого, ученые намечают провести в ближайшие годы большую работу по окультуриванию «диких» форм микробов и созданию новых, более полезных культур путем радиационных и химических мутаций и гибридизации. По эффективности и производительности они будут, как полагают микробиологи, в сотни раз превосходить своих «диких» собратьев. Они смогут выполнять функции, не свойственные ни одному природному микробу, и выполнять их направленно.
§3. Будущее микроорганизмов
В недалеком будущем реально встанет вопрос об управлении ценозами (живыми сообществами) как на полях, так и в «дикой» природе и в невидимом мире микробов.
Уже созданы математические модели, описывающие взаимоотношения организмов в сообществах. А это — первый шаг к управлению ценозами.
Нью-йоркский изобретатель нашёл несложный способ сделать жизнь в городах чуть чище и ближе к природе. Он попытался представить, что будет, если естественную почву под ногами скрестить с привычными для нас непроницаемо-твёрдыми и скучными плитами мостовой.
Итак, Biopaver - это сборная водопроницаемая система мощения улиц, которая гарантирует надлежащий дренаж и даже сражается с загрязнителями.
Каждый камень Biopaver состоит из трёх основных компонентов: бетонная оболочка, разлагаемый микроорганизмами пластиковый вкладыш (он нужен при отливке плиты), ядро из компоста, ну и плюс целлюлоза, разные добавки, и "стабилизатор почвы".
По замыслу Хагермэна, промышленность могла бы поставлять такие блоки вместо традиционных бетонных плит.
Иллюстрация проблемы: три среды – естественная природа, пригороды и мегаполис. Синий цвет – проникновение дождевой воды в почву, серый – поверхностный слив, то есть, удаление воды в другое место, стрелка вверх – испарение.
В центр этого блока можно заранее высеивать семена растений.
Да не любых, а тех видов, которые лучше прочих впитывают и перерабатывают яды из почвы, в частности, продукты нефтяного происхождения.
Работа обычной закрытой поверхности, проницаемого бетона и биобрусчатки. Загрязнения в первом случае смываются куда-то, во втором – проникают в почву, в третьем – впитываются, специально подобранными растениями Джозеф упоминает в этой связи важную проблему городов – дренаж дождевой воды.
Не то, чтобы хорошая канализация с этим не справлялась. Но изобретатель считает, что тут нам следует приближаться к естественной картине дренажа – где большая часть воды впитывается в почву.
В больших городах, затянутых асфальтом, этот цикл нарушен – воду выводят по ливневым стокам прочь.
Три основные части Biopaver: бетонная плитка, вкладыш из биодеградирующей пластмассы и компост
Начиналось всё это безобразие, кстати, с разлагаемой пластмассы, образец которой попал к Хагермэну случайно. Американец сначала предполагал применить такую пластмассу как простую и дружественную природе форму для отливки бетонных украшений. Потом его мысль стала развиваться в направлении разного сочетания "экологических" и "разлагаемых" продуктов с бетоном и пришла, в конце концов, к идее, которая должна понравиться "многомиллиардной" бетонной промышленности.
Сейчас проблему водоотвода кое-где решают выкладкой водопроницаемых бетонных плиток, что уже лучше глухой поверхности.
Так, по мнению изобретателя, будет выглядеть результат замены части мостовой и тротуара на блоки Biopaver
Так, по мнению изобретателя, будет выглядеть результат замены части мостовой и тротуара на блоки Biopaver. Но в этом случае загрязнители почвы проникают в неё свободно. Хагермэн добавил "предустановленный" кусок очень питательной почвы и семена растений, перерабатывающих грязь.
Но в этом случае загрязнители почвы проникают в неё свободно. Хагермэн добавил "предустановленный" кусок очень питательной почвы и семена растений, перерабатывающих грязь.
И вот – готово комплексное решение проблемы. А то, что такие плитки могут быть ещё и украшением городов – побочный эффект.
Помните травку, которая пробивается между щелями старых тротуарных плиток?
Изобретатель Biopaver полагает, что нужно заранее "предусматривать" выращивание подобных зелёных "пятен" прямо под нашими ногами.
§4. Растения утилизаторы
Многие ученые предлагает устранять экологические проблемы с помощью растений. С эйхорнией, более известной в России под названием водяной гиацинт, экспериментируют в новосибирском Институте цитологии и генетики СО РАН. В небольшой бассейн, заросший сочными темно-зелеными розетками эйхорнии, выливают ядовитый раствор солей тяжелых металлов. Через пять дней берут пробы воды - и в них нет никаких следов опасных веществ! Операцию повторяют снова и снова, увеличивая концентрацию загрязнителей, но каждый раз удивительное растение с аппетитом поглощает очередную порцию отравы без видимого ущерба для себя.
Механизм накопления вредных веществ в растении - отдельная наука. Про эйхорнию ученые пока точно знают только то, что в межклеточном соке, который выступает в виде росы, никакой отравы нет. Значит, металлы и вся прочая грязь накапливаются непосредственно в клетках. А, к примеру, стронций и цезий растение усваивает вместо похожим по свойствам кальция и магния. Как бы путают. Эйхорнии нужно очень много пищи – органики, минеральных солей, углерода.