Сибирские ученые разработали проект специального «безотходного» экодома для прибайкальской территории, который будет перерабатывать органические отходы своих обитателей в почву и питательные вещества для растений, круглогодично выращивать овощи и зелень и потреблять в пять раз меньше энергии по сравнению с обычными домами. На острове Ольхон уже построен демонстрирующий некоторые из этих принципов биотуалет.

Уже несколько лет на Байкале наблюдается непростая экологическая ситуация, которую в настоящее время считают тяжелой. В озере начала стремительно размножаться не наблюдавшаяся там ранее в таких масштабах водоросль спирогира. Ее бурный рост наблюдается практически на 50 % береговой линии озера, примерно на месяц заболачивается прибрежная зона. Это привело к массовой гибели местных эндемиков — байкальских губок.

Одной из главных причин этой экологической катастрофы было названо резкое увеличение выброса в озеро органических вещества. Дело в том, что на Байкале сильно возрос туристический поток. Например, на Ольхоне постоянно проживает около 1 700 человек, а туристов там бывает до 100—150 тысяч за год, причем основной наплыв приходится на летние месяцы. Практически никаких очистительных сооружений на острове нет, а каждый приезжий привносит дополнительную органику, которая потом попадает в озеро. В Северо-Байкальске были построены очистные сооружения, принадлежащие ОАО «РЖД», однако в 2014 году компания передала их на баланс муниципалитета. Позже выяснилось, что у местных властей не хватает ресурсов на их содержание. Следствием этого явилось снижение качество очистки стоков.

Не все исследователи связывают бурное развитие байкальской спирогиры с деятельностью человека, кто-то находит такие процессы вполне естественными. Одна из версий заключается в том, что около пяти тысяч лет назад водные массы Байкала заменились на талую воду, которая, по сути, является безжизненной, дистиллированной. Так как озеро находится в довольно суровых климатических условиях, его биота «оттаивала», а вернее сказать заново формировалась очень медленно (потому оно и было таким чистым), и вот, наконец, это произошло.

Во время одного из телемостов с президентом РФ жители Хужира пожаловались на тяжелую экологическую ситуацию. На жалобы откликнулась прокуратура: последовали масштабные проверки, против десятка баз отдыха были возбуждены уголовные дела о нарушении экологического законодательства, уже есть решение судов на взыскания более 150 миллионов штрафов. Однако можно сказать, что владельцы баз, как и другие жители острова, оказались в безвыходном положении: традиционные очистные технологии, которые сегодня предлагают на рынке, не удовлетворяют новому экологическому законодательству. Из-за отсутствия предложений не осваиваются средства, выделенные на решение этого вопроса (по федеральной целевой программе «Охрана озера Байкал и социально-экономическое развитие Байкальской природной территории на 2012—2020 годы»).

Схемы предоставлены Игорем Огородниковым

В настоящее время отходы с Ольхона отправляют на паромах, источников пресной воды на острове практически нет (ее добывают из нескольких скважин и продают населению). Присутствуют проблемы и с отоплением. На сегодняшний день наиболее дешевый способ обогрева домов там — электричество. Дело в том, что 98 % территории Ольхона — это национальный парк, в котором без разрешения даже грибы собирать нельзя. Получается, единственный приемлемый путь развития для острова — новые энергоэффективные экологические технологии.

Общественники Ольхона получили два миллиона рублей на реализацию президентского гранта «Ольхон — территория развития» (его автором выступила глава координационного совета острова Ольхон Эльмира Фаритовна Семёнова). Идея: активировать население, чтобы попробовать бороться с имеющимися экологическими проблемами своими силами.

«Работая в рамках этого гранта, мы выяснили, что людям нужны безотходные туалеты или туалеты, преобразующие биологические отходы, решение вопроса энергоэффективности и проблемы обеспечения водой и продуктами питания, и поняли: всё это можно объединить в системе замкнутого цикла, — рассказывает руководитель ВТК «Энергоэффективные технологии в жилищном строительстве» Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН кандидат физико-математических наук Игорь Александрович Огородников. — Таким образом, на базе различных технологий как уже имеющихся, так и разработанных у нас в институте, был спроектирован дом для Байкальской территории, который потребляет в пять раз меньше энергии и меньше воды».

По словам ученого, чтобы жизнедеятельность человека оставляла не отрицательный экологический след, а положительный, нужно решить всего две глобальных задачи: замкнуть углеродный цикл в процессе обеспечения жизнедеятельности и производить почву с большей скоростью, чем в природных процессах.

Как утверждает Игорь Огородников, любые очистные сооружения можно дополнить системами замкнутого цикла. Например, переработать в биогаз часть органики, чтобы в то место, где они расположены, не нужно было тянуть линию электропередач. Второй важный элемент — круглогодичные биовегетарии на полученной почве для местного производства растительной продукции.

Проект демонстрационной экоусадьбы-учебника для Хужира уже разработан, для нее выделена земля в самом центре поселка, частные заказчики — жители Хужира — готовы профинансировать половину проекта, но вторая часть финансирования пока не найдена. 

«Задача была в том, чтобы выполнить экодом либо как мини-гостиницу, либо как частный дом для проживания семьи. Его площадь — всего 180 квадратных метров, из которых жилая часть занимает около 130. На этой территории в среднем можно разместить 10 человек», — рассказывает ученый.

По эскизу дом представляет собой двухэтажное строение из бруса, утепленного пожароустойчивой минеральной ватой. На его крыше и наружных стенах размещены солнечные коллекторы. Нагретый в них воздух поступает в систему воздуховодов, которая находится под полом и засыпана землей, за один-два часа она нагревает дом до нужной температуры, а всю остальную энергию гонит в массивную область под полом (тепловой аккумулятор). Нерастраченная энергия запасается в аккумуляторе для того, чтобы ночью греть дом вместе со всеми его системами и теплицей. Разумеется, в нашем климате отапливать дом только солнцем не получается, поэтому в строении также предусмотрен дополнительный обогрев с помощью электричества или дров — в последнем случае нужна будет всего одна машина дров за зиму против трех полных машин.

Главное преимущество дома — очистные сооружения. Органика из туалета и душа попадает в сепаратор, он ее измельчает и отправляет в усреднитель. Мыльная вода из стиральной машины скапливается в отдельном баке и уже оттуда по капле отправляется в усреднитель (сразу ее сливать нельзя, иначе она начнет угнетать содержащиеся там бактерии). Затем его содержимое поступает в аэратор — очистное сооружение, где аэробные бактерии перерабатывают органику, а после очищенная жидкость проходит через фильтры, отстойник и озонатор. На выходе получается уже практически питьевая вода. Поскольку она относится к классу очищенных, ее нельзя выливать в природу, но можно замкнуть на нужды дома — например, пустить для смыва в туалеты.

Схемы предоставлены Игорем Огородниковым

Оставшаяся органика из очистных сооружений поступает в червятник, где живут черви-старатели (несколько модернизированные дождевые черви), которые преобразуют ее в почву. Более того, именно выделяемые ими ферменты также используются в усреднителе и аэраторе. Это позволяет перерабатывать стоки быстрее и эффективнее. Получившаяся почва используется в биовегетарии — придомовой теплице, где круглогодично выращиваются зелень и овощи, либо размещается на территории базы. Таким образом, экологический цикл оказывается замкнут сам на себя.

Экодом может не только перерабатывать отходы, но и приносить своим обитателям ощутимый доход. По подсчетам ученых, он будет составлять около миллиона рублей в год — при учете цен производства продуктов питания, занятости двух человек и площади теплицы две сотки.

Пока сам экодом еще не возведен, на Хужире из подручных материалов в качестве демонстрационного, но вполне рабочего образца сделали экобиотуалет, который обогревает себя сам и позволяет делать землю из отходов.

«По сути, это обычный биотуалет (похожий на компостный), но с использованием ферментов червей. Отходы накапливаются в мешке, после его наполнения вы вытащили мешок с переработанными отходами, поставили в отдалении — и через год у вас получилась нормальная земля, без патогенов»,— рассказывает Игорь Огородников. Необычный проект вызвал живой интерес у населения, глава местной администрации уже заказала построить такой же для своего учреждения.

«Большое впечатление на жителей произвела работа воздушного солнечного коллектора. Зимой на улице было –35, а воздушный коллектор нагрел внутреннее помещение до +15. Солнце на Ольхоне «работает» хорошо», — рассказывает Игорь Огородников.

К строительству экодома-учебника планируется привлекать местное население — чтобы люди убедились, что все предлагаемые технологии реально работают, и увидели для себя выгоду в подобных домах.

«Если частное лицо захочет возвести такой дом, в эксплуатации на отоплении получится экономия в пять раз по сравнению с обычным строением (если хозяин не будет вмешиваться в наши решения). Затраты на строительство будут вполне стандартными: на уровне 20—25 тысяч рублей за квадратный метр. Есть и эконом-вариант: можно вложить 15 тысяч рублей за квадратный метр в правильную конструкцию дома, а потом постепенно дооснащать его необходимыми элементами», — отмечает исследователь.

Ученые надеются построить такой экодом-учебник при университете в каждом городе Российской Федерации, чтобы наглядно предоставлять информацию населению и осуществлять подготовку кадров на живом объекте, но для этого необходимо финансовое и административное участие государства. 

«Есть основания, что это может получиться. Если проанализировать 103 предложения в послании президента, то отобранные отечественные технологии для экодома имеют прямое отношение к 32 из них», — говорит Игорь Огородников.

Автор: Диана Хомякова