Аналіз ефективності розвитку екологічних поселень в Україні

Вступ

Стан сучасної організації мегаполісів та інших розвинених населених пунктів часто характеризується екологічною кризою. Зростаючі техногенні навантаження на навколишнє середовище, що утворюються на територіях великих міст значно знижують рівень якості життя людей, характерною рисою чого, є поява аномальних захворювань та їх форм, скорочення середньої тривалості життя, аномалії внутрішньоутробного розвитку людських ембріонів і т. ін.

Ці та інші факти сприяли початку і стимуляції активного пошуку та розробки альтернативних збалансованих форм урбаністичного заселення придатних для життя груп людей територій.

Починаючи з 60-х років минулого століття з розвитком субкультури і руху хіпі, зародилося формування нової течії особливої ??структурної організації населених пунктів з урахуванням дотримання екологічних норм і впровадженням новітніх ефективних екологічно чистих технологій забезпечення основних технологічних процесів стабільного життєзабезпечення груп людей (колоній). Подібні форми організації освоєння земель отримали узагальнену назву «Екологічне поселення».

Даний термін отримав наступне, загальноприйняте визначення: екологічне поселення (екопоселення) — поселення, яке створене для організації екологічно чистого простору для життя групи людей, як правило, виходять з концепції сталого розвитку і організують харчування за рахунок органічного сільського господарства.

Задачі роботи — розглянути основні принципи та критерії створення і функціонування екологічних поселень і запропонувати технічні рішення, спрямовані на розвиток і поліпшення існуючої концепції екологічно збалансованих форм організації поселень.

1. Основні принципи, етапи розвитку, діяльність і ідеологія організації екологічних поселень

1.1 Основні принципи організації екологічних поселень

екологічний поселення технічний У різних екологічних поселеннях зустрічаються різні екологічні (природоохоронні) обмеження і самообмеження виробництва і обігу товарів, застосування тих чи інших матеріалів або технологій, способу життя.

Як найбільш поширених прикладів можна навести наступні [1]:

а) стійке землеробство — використання невиснажливим технологій обробки землі (наприклад, принципи пермакультури — підхід до проектування навколишнього людини простору, а також система ведення сільського господарства, засновані на взаємозв'язках, які спостерігаються в природних екосистемах). Як правило, також буває заборонено використання отрутохімікатів і пестицидів на території екопоселення;

б) стійке лісокористування та полікультурне лісовідновлення — дбайливе використання лісів і роботи по висадці різних порід дерев для формування в лісах стійких екосистем, на відміну від монокультурних посадок (схильних хвороб і шкідників), активно практикуються лісопромисловими організаціями;

в) мінімізація енергоспоживання — досить поширена практика, що виявляється в будівництві енергоефективного житла (енергоефективний будинок), використанні відновлювальних джерел енергії, мінімізації побутового енергоспоживання.

Серед жителів екопоселень звичайною практикою є ті чи інші системи природного харчування, наприклад, вегетаріанство, сироїдіння, веганство і т. ін. В окремих випадках на території екопоселень заборонено вживати м’ясо або вирощувати худобу на м’ясо.

Більшість жителів екопоселень зазвичай дотримуються систем здорового способу життя, який включає в себе загартовування, відвідування лазні, активне фізичне навантаження, позитивний життєвий настрій.

Часто зустрічається прагнення до автономності та незалежності від поставок ззовні, до певного самозабезпечення. У більшості сільських і приміських екопоселень їх жителі прагнуть самі вирощувати для себе екологічно чисті продукти харчування, з застосуванням технологій органічного сільського господарства. У деяких (як правило, більш великих) екопоселеннях вдається створювати власне виробництво одягу, взуття, посуду та інших речей, необхідних для мешканців екопоселення і (або) товарообміну із зовнішнім світом. Як правило, продукція виробляється з місцевих поновлюваних природних матеріалів або відходів сировини за екологічно чистими технологіями, а також екологічно безпечно використовується і утилізується. Слід зазначити, що на практиці не завжди вдається досягти всіх поставлених цілей.

Ряд екопоселень використовують автономну малу альтернативну енергетику.

Число людей в екопоселення може варіюватися в межах 50−150 жителів, оскільки в цьому випадку, згідно з відомостями соціології та антропології, забезпечуватиметься вся необхідна для такого поселення інфраструктура. Тим не менш, можуть існувати і великі екопоселення (до 2000 жителів).

1.2 Етапи розвитку екологічних поселень

У Західній Європі та США екопоселення стали розвиватися у вигляді спільнот з різним ступенем комунітарності. Поступово цей рух охопив країни східної Європи, Азію, Африку, Австралію. В даний час екопоселення є в багатьох країнах світу, в тому числі і в Росії. Перші російські екопоселення почали виникати в кінці 1980;х — початку 1990;х років в період соціальних та економічних реформ, трансформації СРСР у суверенні національні держави. Пануюча комуністична ідеологія змінилася плюралізмом думок та ідей. В цей час в містах стали виникати ініціативи створення екопоселень, учасники яких намагалися знайти нову ідентичність. У цьому проявилася світова тенденція створення екопоселень, викликана екологічними проблемами, поширенням інноваційних технологій, розумінням важливості сталого способу життя. У нового життя екопоселенці керувалися ідеями інвайронментализма (глибинної екології) та екологічної етики.

Мігранти-екопоселенці відразу ж зіткнулися з трьома ключовими проблемами:

— неможливістю самозабезпечення і підтримки комфортного рівня життя;

— неможливістю отримання освіти та інших послуг;

— неможливістю встановлення добросусідських відносин з корінними сільськими жителями.

Деяким екопоселенці все ж таки вдалося адаптуватися, утворивши протоекопоселення і сформувавши кілька регіональних мереж. Інші стали формувати колективи однодумців і продовжили розвиток ініціатив створення екопоселень. Деякі з них виявилися життєздатними і розвиваються в даний час, наприклад, екопоселення Нево-Ековіль в Карелії.

Хвилі становлення руху екопоселень в Росії

Перша хвиля руху екопоселень виникла наприкінці 80-х — початку 90-х років минулого століття. Екопоселенці орієнтувалися на модель комуни. Вони будували комунітарне співтовариство, засноване на спільному веденні господарства та принципах гармонійних взаємин з природою. Робився акцент на вибудовуванні взаєморозуміння між учасниками та мінімізації споживання. На відміну від західних екопоселень, де будувалися високотехнологічні енергозберігаючі будинки і використовувалися альтернативні джерела енергії, у російських екопоселення вкласти великі гроші в будівництво будинку, купити енергозберігаюче обладнання, вітряки чи сонячні батареї було неможливо. Це були роки економічної кризи, коли більшість росіян перебувало в умовах виживання (безробіття або багатомісячної невиплати зарплат, дефіциту продуктів, взуття та одягу).

Російські екопоселення першої хвилі пройшли етап будівництва комуни-громади, де всі жителі вели спільне господарство, розподіляли обов? язки і фінанси, разом харчувалися. При цьому був отриманий негативний досвід, багато спільнот розпалися. Виключеннями є екопоселення змішаного типу, влаштовані за принципом громади-комуни, які включають індивідуальне та сімейне проживання, наприклад, широко відомі Кітеж і Служба екологічної реставрації в Калузькій області, Тиберкуль в Красноярському краї. Їх збереження та розвиток сприяли подоланню ресурсного бар'єру, виробленню спільного бачення майбутнього і належну увагу екологічно дружнього способу життя.

Західні спільноти екопоселенців, створені по комунітарному типу, також не всі були успішними. Успішні змогли подолати ресурсний бар'єр, знайти постійне джерело ресурсів і виробити чіткі внутрішні правила взаємодії. Наприклад, в США вже близько 50 років існує екопоселення змішаного типу Роздвоєний Дуб (Twin Oaks), відоме по всій країні виробництвом гамаків і продуктів з сої. Їх організація має пільговий податковий статус, так як ділить прибуток порівну між усіма жителями. Крім того, усуспільнюються відсотки з капіталів жителів, що дає навіть більше фінансових коштів, ніж заробляється. Цей приклад не поодинокий, більшість нині діючих західних екопоселень розвиваються по комунітарному типу.

Чому ж у Росії не стала масовою комунітарна модель? На мою думку, в першу чергу позначився брак ресурсів. Комунітарне співтовариство може жити в умовах достатнього або надмірного ресурсу. Ми маємо на увазі «надлишковий» щодо фізіологічно необхідного рівня споживання. Друга причина — ці спільноти жили в умовах, коли не були вироблені і не стали традицією чіткі правила відчуження та перерозподілу результатів праці, не були розроблені і не застосовувалися механізми морального і фізичного виключення зі співтовариства за проступки. Третя причина — невміння жити повноцінним общинним та сільським життям приводило до неминучих несвідомим помилок при плануванні та витраті ресурсів або свідомої умисної «надмірної» витраті індивідуального, в свою користь. Четверта причина невдачі комунітарних моделей російських екопоселень криється в нечисленності колективу учасників. Це психологічна причина. У невеликому, досить ізольованому колективі, де спілкування відбувається щільно протягом всього дня і по всьому спектру життя неминуче починаються конфлікти, і спільнота просто розпадається, якщо не докладає спеціальних зусиль (психотренінг, що переходить у конструктивне рішення колективних та індивідуальних проблем). У великих колективах, які нараховують десятки людей, ця проблема не постає так гостро, так як коло спілкування більш різноманітне. Разом з тим в численних колективах, де кожна людина вже не знає всіх поіменно чи вважає себе відокремленим від проблем іншого, в повний зріст постають проблеми, що випливають з відчуження від прийняття спільних рішень та ієрархізації.

Учасники екопоселень, що пройшли через етап будівництва комунітарної громади, як правило, приходили до висновку, що життя треба будувати по-іншому. Якщо розглянути приклад екопоселень Гришине і Нево-Ековіль, багато учасників яких пройшли через комунітарний етап, можна побачити, що нинішні екопоселенці живуть окремими родинами, які економічно незалежні одна від одної, об'єднані територією проживання, сусідської взаємодопомогою, неписаними екологічними правилами, загальним ім'ям екопоселення. Однак, у екопоселень такого типу немає загального образу розвитку. При цьому, звичайно, є лідер, який представляє це екопоселення у поза інфраструктури, розвивається для проведення добровольчих і туристичних програм, еколагерей, конференцій, семінарів, тренінгів, фестивалів, свят. При цьому жителі екопоселення мало задіяні як організатори, але охоче беруть участь, розширюють коло знайомств, отримують добровольчу допомогу і передають свій досвід. Іноді є розподілене лідерство, і різні програми проводять різні люди, як жителі екопоселення, так і ті, які не мають статусу жителя даного екопоселення.

Для взаємодії з іншими громадськими, владними та комерційними організаціями ініціативна група мешканців екопоселення зазвичай реєструють юридичну особу. Однак, не всі екопоселення мають юридичну особу або, маючи її, не всі мешканці є членами організації. В таких екопоселеннях зазвичай немає прописаних правил, спеціально виробленого механізму прийняття рішень. Рішення приймаються по-різному, залежно від ситуації або питання. У більшості випадків рішення приймаються частиною жителів без залучення інших.

Якщо підвести підсумки, то можна стверджувати, що жителі екопоселень першої хвилі пройшли через складності, накопичили важливий досвід, в тому числі практичної екології, сільського господарства, організації соціального життя. Вони сформували екопоселення, які стали альтернативними центрами культури, куди з усього світу щорічно приїжджають тисячі людей для навчання, спілкування, добровольчої праці та відпочинку.

Друга хвиля руху екопоселень виникла на початку 2000;х років. Це було пов’язано з виходом серії книг Володимира Мегре «Дзвенячі кедри Росії», де висувалася ідея гармонійного життя людини та природи, привабливо описувався образ майбутньої Росії, основу якої складуть родові помістя. У відповідності з описом, розмір кожного маєтку складає 1 гектар, на ньому розташовується будинок для однієї сім'ї, яка створює живу стійку екосистему з садових і дружніх дикорослих рослин, домашніх і дружніх диких тварин. Все це називається «простір любові», де ростуть і виховуються діти, всі люди живуть в гармонії з природою. Маєтки утворюють локальні невеликі поселення. Технології переходять на якісно новий рівень. Таким чином, дається ідеал альтернативного, екологічно дружнього співтовариства, яке зможе вирішити проблеми сучасного суспільства.

Ініціативи створення екопоселень другої хвилі, на відміну від першої, були масовими. Брали по декілька десятків і сотень га землі, плануючи поселення чисельністю 1−3 сотні жителів. Практично у всіх регіонах Росії стали з’являтися перші родові поселення, багато з яких прямо позиціонували себе як екопоселення. Їх жителі приступили до втілення екологічної ідеї. В даний час в Росії налічується близько сотні екопоселень, які знаходяться на різних стадіях розвитку. Є успішні і менш успішні приклади, проте рух родових помість активно розвивається, і можна вже підсумувати певний досвід.

Одним з каменів спотикання для екопоселенців другої хвилі стало питання про власність на землю. Якщо спочатку він висловлювався в складності взяти 1 га у власність або довгострокову оренду, тому що не було відповідного законодавства і досвіду, то з часом це питання було вирішене. Однак, проблема перейшла в іншу площину. Виявилося, що там, де люди отримали 1 га у власність, складно будувати загальний образ майбутнього. Деякі екопоселенці не будували будинок і не жили цілий рік, іноді навіть не ставали регулярно чи сезонно його жителями. Інші вирішили продати ділянки, не радячись з сусідами-екопоселенцями. В результаті колективного простору не виходило, проектна чисельність не досягалася. Учасники одного з поселень змушені були навіть покинути його через появу нових небажаних сусідів, які купили землю у нереалізованого екопоселенця. У подібних випадках не рятують усні домовленості, написання правил і підписання юридично неоформлених домовленостей. Як тільки людина отримувала землю в юридичну власність, колектив вже слабо міг впливати на його поведінку, як на землі, так і в самому колективі екопоселенців.

Успішні екопоселення вибрали інший шлях. Наприклад, ініціативна група написала проект екопоселення Ковчег, зареєструвала некомерційне партнерство, на баланс якого була взята земля в Калузькій області. У ході колективного життя були складені чіткі внутрішні правила, на підставі яких загальні збори могли виключити члена і, відповідно, взяти назад ділянку, відшкодувавши витрати на її облаштування. В таких екопоселеннях відбулося максимальне наповнення жителями, був вироблений чіткий механізм прийняття рішень, стало розвиватися розподілене лідерство, що реалізовується під час колективних дій. Почали вирішуватися основні питання, в першу чергу, навчання дітей на місці. Стало відроджуватися коло народних свят.

Таким чином, рух екопоселень в Росії посилюється. В екопоселеннях проживають тисячі учасників, їх відвідують десятки тисяч зацікавлених, третє коло складають сотні тисяч інформаційно залучених. Рух екопоселень є частиною загального екологічного руху, який, в свою чергу, відноситься до нових суспільних рухів, позитивні приклади і досвід яких можна тиражувати.

Поширення екологічних поселень в Україні

В силу економічних і ментальних особливостей Української держави, на території країни рух альтернативної організації населених пунктів відчуває значні труднощі.

За даними фахівців, усього в Україні 37 груп, що створюють екологічні поселення, лише 4 з яких мають стабільний фінансовий стан.

Далі в таблиці 1.1 наведені данні про відомі альтернативні населення, розташовані на території Україні.

Таблиця 1.1 Данні про відомі альтернативні населені пункти на території Україні

В Україні існують і інші малі екологічні поселення. Однак, зазначені дані свідчать, що рух подібних поселень екологічно ефективної організації, в нашій країні перебуває тільки на стадії становлення.

Екологічне поселення, як і інші приклади, так званих «ідеальних громад», має в своїй основі певну ідеологію. Ідеологічну мотивацію зміни підходів у проектуванні та практичному здійсненні організації території, призначеної для створення такого роду поселення, можна скоротити до бажання існувати в гармонії з природним середовищем.

Часто на території екопоселень не вітається куріння, вживання спиртних напоїв і нецензурна лексика аж до повної їх заборони.

Нерідко освіта в екопоселеннях ґрунтується на релігійних переконаннях учасників та засновників тематичних проектів. Серед таких релігійних напрямків мабуть найпоширенішим на сьогоднішній день, є хрестиянство та буддизм. Подібність фундаментальних релігійних підвалин з основоположними принципами екології, як науки, формує вдале підставу для стійкого науково-технічного та ментально-соціального розвитку.

1.3 Основні принципи концепції створення екологічних будинків

Як і будь-який населений пункт, що проектується з урахуванням новітніх тенденцій сучасного науково-технічного рівня, екологічні поселення складаються з декількох ключових елементів, серед яких найважливішим, є будівництво житлових споруд — будинків. З розвитком руху популяризації ідеї екологічних поселень, сформувався ряд будівельно-технічних принципів, що утворили основу концепції будівництва так званого «Екодома».

У 1973;1979 роках був побудований комплекс «ECONO-HOUSE» в місті Отаніємі, Фінляндія. У будівлі, крім складного об'ємно-планувального рішення, що враховує особливості розташування та клімату, була застосована особлива система вентиляції, при якій повітря нагрівалося за рахунок сонячної радіації, тепло якої акумулювалося спеціальними склопакетами і жалюзі. Також, в загальну схему теплообміну будівлі, що забезпечує енергозбереження, були включені сонячні колектори та геотермальна установка. Форма скатів покрівлі будівлі враховувала широту місця будівництва і кути падіння сонячних променів у різну пору року.

Якщо вдатися до узагальнення принципів створення «Екодома», то, можна відзначити, що в більшості проектів будівництва екологічно ефективного житла, це абсолютно автономна будова зі своїм водо-і енергопостачанням, що дозволяє не тільки організувати повну переробку та утилізацію побутових відходів, але й не завдає збитку навколишньому середовищу. Слідуючи існуючим концепціям, екобудинок повинен будуватися з поновлюваних екологічно чистих матеріалів, що забезпечують ефективну теплоізоляцію і в той же час природний повітрообмін і вентиляцію. Ці поняття завжди були і до цього дня знаходяться в суперечності. Питання забезпечення природної регенерації кисню при збереженні тепла залишається одним з найбільш складних. Новітні розробки в цій галузі вкрай дорогі, а запропоновані ринком освіжувачи, озонатори повітря та подібні їм пристрої за великим рахунком проблеми не вирішують.

Водопостачання «екодома» — серйозна, але більш проста задача. В даному випадку можуть бути використані, атмосферні опади, постійно супутній і не завжди помітний конденсат, очищені побутові стоки і певною мірою артезіанські джерела. Доступні технічні можливості для реалізації проектів стабільного водопостачання сьогодні вже є.

Завдання переробки продуктів життєдіяльності не є простим, але виникаючи проблеми можна вирішувати. Звичайно, забезпечити кожен екобудинок індивідуальним безвідходним сміттєпереробним комплексом видається, щонайменше, заходом нерентабельним. Проте в рамках створення екопоселень і це питання не повинно викликати труднощів.

Головною ж проблемою залишається автономне енергопостачання та енергозбереження. Методи вирішення їх, з одного боку, лежать на поверхні. Це успішне застосування сонячних батарей і вітрогенераторів. Однак, потужність таких пристроїв залишається недостатньою.

Статистичні дані і накопичений досвід по енергоспоживанню показують, що сім'я з трьох осіб витрачає за рік близько 3−3,5 тис. кВт· год Таку кількість електроенергії індивідуальні сонячні батареї і вітрогенератори екобудинків площею в 150 м² забезпечити не зможуть, навіть при використанні новітніх сонячних наноантен, що працюють практично цілодобово і в інфрачервоному діапазоні від накопиченого за світловий день тепла. До цього слід додати, що вартість сонячних батарей і вітрогенераторів поки ще відносно висока.

Труднощі стабільного енергозабезпечення екодома пов’язані також і з рівномірним розподілом одержуваної від сонця і вітру енергії, як протягом доби, так і протягом усього року. Питання ефективної акумуляції енергії, одержуваної від природних джерел, залишаються, а пропозиції щодо зберігання енергії під екодомом в землі або у вигляді нагрітої води залишаються лише пропозиціями. Тому, сьогодні на пострадянському просторі будівництво екодома, якщо не вважати білоруський варіант будівництва його з соломи та глини, знаходиться в концептуальному стані, а сама ідея зводиться до створення енергоефективного будинку. Рекомендацій же по створенню екодома предостатньо. Зокрема, цікавим є пропозиція будівництва його з бетону методом безперервного лиття із застосуванням полімерної опалубки, яка служить одночасно і гідроізоляцією, і утеплювачем. Але, знову виникає питання: використання бетону без армування не завжди виправдано, а поняття «Екодім» в свою чергу виключає застосування металу при його будівництві. Інша пропозиція — це будівництво екодома з піно-або газобетону. По теплопровідності ці матеріали еквівалентні дереву, але виникають сумніви з точки зору абсолютної екологічності та сировинної поновлювальності.

До сучасних експериментів підвищення енергозбереження будівель можна віднести споруду, побудовану в 1972 році в місті Манчестер в штаті Нью-Гемпшир (США). Вона мала кубічну форму, що забезпечувало мінімальну поверхню зовнішніх стін, площа скління не перевищувала 10%, що дозволяло зменшити втрати тепла за рахунок об'ємно-планувального рішення. По північному фасаду було відсутнє скління. Покриття плоскої покрівлі було виконано в світлих тонах, що зменшувало її нагрівання і, відповідно, знижувало вимоги до вентиляції в теплу пору року. На покрівлі будинку були встановлені сонячні колектори.

Інтенсивність розвитку та глобального поширення концепції екологічних поселень, призвела до появи нових світових офіційних стандартів будівництва житлових споруд. З причини того, що одним з найважливіших ознак екологічно ефективних будівель, є енергозбереження. Саме цей критерій став основою європейської класифікації будівель в залежності від їх рівня енергоспоживання. Далі приведена коротка характеристика пунктів цієї класифікації:

— старі будівлі (будівлі, побудовані до 1970;х років) — вони вимагають для свого опалення близько 300 кВт· год/(м?·рік);

— нові будівлі (будувалися з 1970 до 2000 року) — не більше 150 кВт· год/(м?·рік);

— будинки низького споживання енергії (з 2002 року в Європі не дозволено будівництво будинків нижчого стандарту) — не більше 60 кВт· год/(м?·рік);

— пасивні будинки — не більше 15 кВт· год/(м?·рік);

— будинки нульової енергії (будівлі, архітектурно мают той же стандарт, що і пасивні будинки, але інженерно оснащені таким чином, щоб споживати виключно тільки ту енергію, яку саме і виробляє) — 0 кВт· год/(м?·рік) [9];

— будинки плюс енергія або активні будинки (будівлі, які за допомогою встановленого на них інженерного обладнання: сонячних батарей, колекторів, теплових насосів, рекуператорів, ґрунтових теплообмінників і т. ін. виробляли б більше енергії, ніж самі споживали).

Однак, незважаючи на всю привабливість проектів, чинником, який стримує їх розвиток, є ціна екологічно ефективних споруд. В даний час вартість споруди енергозберігаючого будинку приблизно на 8−10% більше середніх показників для звичайної будівлі. Додаткові витрати на будівництво окупаються протягом 7−10 років. Але варто зазначити, що при цьому немає необхідності прокладати всередині будівлі труби водяного опалення, будувати котельні, ємності для зберігання палива і т. ін. Зазначимо, що недоліки цього виду будівництва в сучасному світі дуже відчутні.

Для країн, що розвиваються (наприклад, для України) з нестабільною економікою, держбюджетне фінансування екологічного будівництва неможливо. Приватне ж спонсорування окремих дрібних проектів екопоселень має низьку ефективність для здійснення скорочення антропогенного і техногенного впливу на природне навколишнє середовище.

1.4 Форми альтернативного землеробства, придатні для використання в умовах екологічних поселень

Ще однією найважливішим завданням формування нового типу заселення територій, є забезпечення людини трудовою зайнятістю і необхідної для життя продукцією, виключивши при цьому негативний вплив на навколишнє середовище.

Великі екологічні поселення можуть мати у своїй інфраструктурі виробничі об'єкти, покликані задовольнити потреби людей (наприклад, виготовлення взуття чи одягу).

Однак, для малих маєтків (1−3 сім'ї) будівництво та експлуатація виробничих підприємств малорентабельне і нераціональне. Тому, для багатьох екологічних поселень основним видом діяльності, є землеробство і в цілому сільське господарство. Зазначимо, що специфіка екологічного заселення територій, має на увазі зміна класичних методик ведення сільського господарства.

Таким чином, в даний час сформовано ряд спеціальних форм альтернативного землеробства в екологічному поселенні [10−11].

Далі розглянемо три нині існуючих вида екологічно орієнтованих методів обробки землі.

No-till-технології

No-till — скорочена назва нульової технології, при якій проводиться посів насіння в грунт, який не піддавався ніякій обробці. No-till-технологія поширена в сьому світі і, як правило, застосовується у великих фермерських господарствах. Для даної технології провідними виробниками сільгосптехніки були створені спеціальні сучасні посівні комплекси, що дозволяють одночасно здійснювати три операції за один етап: вносити добрива під смугу посіву, висівати насіння і здійснювати прикочування. Процес проходить на швидкості 15 га/год. Універсальність посівного комплексу «Horsch — АГРО-СОЮЗ» допомагає скоротити витрату не тільки палива, але й часу. На посівной процес з такою продуктивністю йде не місяць, а всього 10 днів. Скорочення витрат паливно-мастильних матеріалів за такої технології зменшується в 11 разів.

Принципами No-till-технології є:

— для вирощування культур обробка ґрунту не обов’язкова;

— пожнивні залишки культур є цінним продуктом і залишаються на поверхні ґрунту у вигляді мульчі;

— забивання мульчі забороняється;

— грунт повинен мати постійне покриття;

— акцент робиться на біологічних процесах в ґрунті;

— в якості основного можливого варіанту боротьби з шкідниками використовуються біологічні методи;

— ерозія ґрунту під дією води і вітру є просто симптомом того, що для даної місцевості і екосистеми використовуються неправильні методи землеробства (ерозія викликана неправильною обробкою ґрунту).

На сьогоднішній день No-till-технологію не можна віднести до органічного землеробства, так як в перехідний період застосовуються мінеральні добрива, гербіциди і пестициди. За словами фахівців нульової технології, у міру наростання мульчуючого шару на поверхні ґрунту, відпадає необхідність внесення добрив та засобів хімзахисту, так як мульча, перегниваючи, створює родючий шар, сприяє природній аерації ґрунту і пригнічує ріст бур’янів.

Комплексна система в боротьбі з бур’янами при технології No-till грунтується на трьох принципах: сівозміні, створенні мульчуючого шару, застосуванні гербіцидів.

Для успішної боротьби з бур’янами велике значення має чергування культур різного виду. Якщо не дотримуватися сівозміни, то не буде ефективним і внесення гербіцидів. Сідеріти і без закладення в грунт можуть бути корисні не тільки в якості добрива, а й ефективним засобом боротьби з бур’янами і з ущільненням ґрунту. Рівномірний розкидання рослинних залишків створює на поверхні ґрунту шар мульчі. Для цього комбайн повинен бути оснащений соломорозкидувачем. Мульча не тільки зберігає вологу, але і перешкоджає попаданню насіння бур’янів у грунт, вони залишаються на поверхні.

Крім того, відомо, що будь-яка обробка ґрунту створює більш сприятливі умови для проростання насіння бур’янів і падалиці попередньої культури. Тому що при No-till грунт не обробляється і він закритий пожнивними залишками, то і немає умов для проростання свіжих насіння бур’янів, а старі насіння ніколи не будуть вивернуті на поверхню.

В Україну найвідомішою компанією, що застосовує No-till-технологію, є «Агро-Союз», сільгоспугіддя якої розташовані в Дніпропетровській області. Заснована в 90-х роках фірма, що спеціалізувалася на постачанні запчастин для сільгосптехніки, сьогодні переросла в виробника сучасних сільськогосподарських машин. Величезною популярністю в усьому світі користуються посівні комплекси «HORSCH Агро-Союз». Зараз це велика корпорація, яка займається не тільки рослинництвом, а й розведенням тварин (свинарство, страусівництво, молочне скотарство), замикаючи, таким чином, цикл сільського господарства.

Ландшафтно-адаптивне землеробство Адаптивно-ландшафтна система землеробства (АЛСЗ) — це система використання землі певної агроекологічної групи, орієнтована на виробництво продукції економічно та екологічно обумовленої кількості та якості відповідно до суспільних (ринковими) потребами, природними і виробничими ресурсами, що забезпечує стійкість агроландшафту і відтворення грунтової родючості.

Термін «ландшафтна» означає, що вона розробляється стосовно конкретної категорії агроландшафту, або, іншими словами, до агроекологічної групі земель (плакорних, солонцевих, засолених і т. ін.). При цьому ланки систем землеробства формуються в межах агроекологічних типів земель (тобто ділянок, однорідних за умовами обробітку культури або групи культур з близькими агроекологічними вимогами); елементи (прийоми обробки, посіву і т. ін.) диференційовані відповідно до елементарними ареалами агроландшафту (тобто елементами мезорельефа, обмеженими елементарними ґрунтовими структурами), а організація території здійснюється з урахуванням структури ландшафту та умов його функціонування.

АЛСЗ має конкретний агроекологічний адрес (група земель в межах агроекологічної провінції) і адаптована до певних соціально-економічних умов та визначається шістьма групами факторів [11]:

— громадські (ринкові) потреби (ринок продуктів, потреби тваринництва, вимоги переробки продукції);

— агроекологічні вимоги культур та їх середоутворюючий вплив;

— агроекологічні параметри земель (природно-ресурсний потенціал);

— виробничо-ресурсний потенціал, рівні інтенсифікації;

— господарські уклади, соціальна інфраструктура;

— якість продукції та довкілля, екологічні обмеження.

Термін «адаптивна» означає адаптованість системи землеробства до всього комплексу позначених умов.

АЛСЗ являє собою розвиток раніше сформованих уявлень і вбирає в себе колишні і нові поняття. Це визначається класифікацією АЛСЗ, в якій вони поділяються за агроекологічної приналежності (зона, підзона, провінція, група земель), у напрямку рослинництва, рівнем інтенсифікації, формі використання землі, обмеженням хімізації.

Щоб спроектувати АЛСЗ, необхідно за допомогою грунтово-ландшафтного картографування ідентифікувати агроекологічну групу і види земель, тобто ЕАА, і сформувати їх типи. Остання процедура виконується шляхом зіставлення агроекологічних параметрів культур з такими ж параметрами земель. Близькі за екологічними умовами ЕАА об'єднуються в типи земель.

Екологічне землеробство У більшості розвинених країн активно розробляються та освоюються біологічні методи ведення сільського господарства, засновані на скорочення або повної відмови від синтетичних мінеральних добрив і хімічних засобів захисту рослин при максимальному використанні біологічних факторів підвищення родючості грунтів, придушення хвороб, шкідників та бур’янів, а також здійснення комплексу інших заходів, що не скоюють негативного впливу на стан природного середовища, але поліпшують умови формування врожаю. Така система виробництва отримала назву екологічного сільського господарства.

Аналізуючи, представлену інформацію про три підходи до обробки земельних ресурсів, можна сказати, що їх застосуванні в умовах екологічного поселення можуть дати можливість екопоселенцам забезпечити себе і свої сім'ї необхідною кількістю продуктів харчування рослинного походження, виключивши при цьому більшу частину негативного впливу на природне середовище, що особливо значимо при урахуванні популярного серед екопоселенців вегетаріанства.

Підводячи підсумки даного розділу, можливо, зробити наступний короткий висновок: екологічні поселення, як концепція організації альтернативної екологічно ефективної форми заселення територій, мають не тільки стійку морально-ідеологічну основу, а й енергота ресурсносбережувальні складові, виражені як в будові інфраструктури поселення в цілому, так і в проектуванні окремих житлових приміщень — «Екодома». Також, екопоселення здатні використовувати сучасні досягнення світового науково-технічного прогресу в своєму функціонуванні, наприклад в сфері землеробства.

Таким чином, екологічні поселення, є перспективним об'єктом для подальшого розвитку екологічного руху.

2. Нормування антропогенного навантаження в екологічних поселеннях

Більшість розвинених екологічно ефективних поселень мають широку сільськогосподарську інфраструктуру, яка надає певний антропогенний вплив на навколишнє середовище. Розглянемо вплив діяльності екопоселень на стан атмосферного повітря за рахунок спалювання вугілля в котельнях та викидів від тваринницького комплексу. Екопослення, яке проектується в роботі, буде розташоване в Костянтиівському районі Донецької області.

2.1 Кліматичні і метеорологічні умови в районі розташування екологічного поселення

Метеорологічні фактори вносять значний вклад в розсіювання викидів забруднюючих речовин в атмосферному повітрі.

До основних факторів, що визначають розсіювання домішок, відноситься також стратифікація атмосфери: інверсія температури і висота шару перемішування, швидкість вітру, тумани.

Повторюваність слабких вітрів на території міста складає 20−40% з максимумом у серпні-вересні. Повторюваність штилів — 18%, у літні місяці більш 20% від усіх вимірів. Максимальна швидкість вітру, перевищення якої складає не менш 5%, дорівнює 12 м/с. Число днів з туманом — 36 за рік, тобто близько 800 годин. Найбільше число туманів приходиться на період з листопада по березень. Випадає близько 530 мм опадів у рік. Число годин сонячного сяйва досягає 2000 у рік. Оскільки в Донецьку відсутня аерологічна станція, що проводить висотні спостереження, дані про температурні інверсії, слабкі вітри і застої повітря прийняті по станції Кривого Рогу, як найбільше близько розташованої. Повторюваність приземних інверсій у літні ночі складає 75−85% від усіх випусків. У денний час приземні інверсії зустрічаються в 3−7% випадках влітку і до 20% узимку. Потужність приземних інверсій коливається від 0,48 км — узимку, до 16 км — улітку. Інтенсивність інверсій змінюється відповідно від 3,8 °С до 1,2 °С. Підняті інверсії в річному ході і вдень і вночі найчастіше спостерігаються в осінньо-зимовий період. У холодний час року переважають інверсії з нижньою границею на висоті до 0,5 км. В осінньо-літній період навпаки частіше нижня границя розташовується в інтервалі вище 0,5 км до 2 км. Середня річна потужність піднятих інверсій 0,27 км. Застої повітря (повторюваність, відсоток приземних інверсій при швидкості вітру 0−1 м/с у землі) частіше случаються вночі і ввечері в літні місяці (до 21%).

Костянтинівський район відноситься до III зони, що характеризується показником ПЗА, рівним 2,8. Метеорологічні характеристики наведено в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 — Метеорологічні характеристики та коефіцієнти, які визначають умови розсіювання забруднюючих речовин в атмосферному повітрі

Аналіз даних таблиці 2.1 доводить, що в районі розташування екопослення спостерігаються несприятливі умови для розсіювання викидів забруднюючих речовин.

2.2 Розрахунок потужності викидів забруднюючих речовин від діяльності екопоселення

У екопоселенні основними джерелами забруднення атмосферного повітря будуть:

— котельні, що працюють на твердому паливі. На території екопоселення постійно буде функціонувати 8 міні-котелень (джерела викидів № 0001 — 0008);

— тваринницький комплекс. До складу проектованого тваринницького комплексу входять: блок для утримання корів (корівник), приміщення, спеціально пристосоване для утримання кіз (козлятник), споруда для вирощування і відгодівлі свиней (свинарник), а також курник. Це — неорганізовані джерела викидів забруднюючих речовин (джерела № 6009 — 6012). Гній, що утворюється в результаті життєдіяльності тварин, буде зберігатися в гноєсховищі (джерело № 6013).

Розрахунок викидів забруднюючих речовин від міні-котелень У зв’язку з природними геологічними особливостями обраного регеона розташування проектованого екологічного поселення, в якості палива для котелень обране кам’яне вугілля. Час роботи котелень складає 120 діб на рік.

Валовий викидї забруднюючої речовини (т), який поступає в атмосферу з димовими газами енергетичної установки за проміжок часу, визначається як сума валових викидів цієї речовини в процесі спалювання різних видів палива, в том числі під час їх одночасного загального спалювання:

(2.1)

де — валовий викидї забруднюючої речовини під час спалюванняго палива за проміжок часу, т;

— показник емісіїї забруднюючої речовини дляго палива, г/ГДж;

— витратаго палива за проміжок часу, т;

— нижча робоча теплота згорянняго палива, МДж/кг.

Вихідні дані для розрахунку викидів забруднюючих речовин від міні-котелень наведено у таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 — Дані для розрахунку викидів забруднюючих речовин від міні-котелень

Дані, які були отримані в результаті видповідних розрахунків викидів забруднюючих речовин від міні-котелень зведено в таблицю 2.3.

Таблиця 2.3 — Результаты сумарного розрахунку викидів забруднюючих речовин від міні-котелень

Розрахунок викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря від тваринницького фермерського комплексу Для проведення розрахунку викидів забруднюючих речовин у атмосферне повітря від тваринницьких комплексів була використана методика. Вона дозволяє проводити розрахунок потужності виділення (г/с і т/рік) тваринницького комплексу або звіроферми на основі величин питомих виділень.

У розрахунках враховуються десять основних забруднюючих атмосферу речовин: мікроорганізми, меркаптани (за метилмеркаптаном), аміни (за диметиламіном), аміак, сірководень, карбонові кислоти (за капроновою кислотою), карбонільні сполуки (за альдегідом пропіонової кислоти), пил хутряний (вовняний, пуховий) сульфіди (за діметилсульфідом), феноли (за фенолом).

Необхідним є розрахунок потужностей виділення забруднюючих речовин із навозу, який складується у навозонакопичувачах. В основу розрахунку потужності виділення забруднюючих речовин в атмосферу від великих тваринницьких комплексів та звіроферм за цією методикою покладено експериментально підтверджене на прикладі свинарських комплексів правило десяти відсотків або принцип (закон) Ліндемана, близько 10% енергії надходить від кожного попереднього трофічного рівня до наступного. Згідно з цим правилом, тваринами засвоюєтьсявід 7 до 13% енергії (або речовини в енергетичному вираженні). Решта 87 — 93% органічної речовини (продуктів життєдіяльності тварин) будуть перероблені мікроорганізмами або утилізовані. З засвоєних тваринами 10% кормів у результаті їх ферментативного розкладання безпосередньо в атмосферу виділиться десята частина забруднюючих речовин.

Необхідні вихідні дані для розрахунку представлені у таблицях 2.4 — 2.6.

Таблиця 2.4 — Вихідні дані для розрахунків

Таблиця 2.5 — Вихідні дані для розрахунків викидів забруднюючих речовин від курятнику

В таблиці 2.6 наведено усереднені за рік величини питомих викидів забруднюючих речовин від життєдіяльності тварин, які утримуються на скотобазах.

Таблиця 2.6 — Величини питомих викидів забруднюючих речовин (10^-6 г/с 1 центнер живої маси)

Потужність викиду і-ої забруднюючої речовини визначається за формулою:

(2.2)

(2.3)

де — потужність викиду і-ої речовини, г/с;

і - умовне позначення забруднюючої речовини (з 1 по 10);

n — умовне позначення групи тварин одного виду, об'єднаних загальним технологічним процесом;

К — коефіцієнт переходу від розмірності г/с до т/рік, К = 31,5;

— величини питомої виділення і-ої забруднюючої речовини, встановлена для тварин певного виду, що беруть участь у загальному технологічному процесі;

N — кількість тварин, що беруть участь у загальному технологічному процесі;

q — середня маса в центнерах однієї тварини з групи тварин, що беруть участь у загальному технологічному процесі. Добуток може бути замінено на массу всіх тварин, що беруть участь в одному технологічному процесі.

Для того, щоб розрахувати потужність викиду забруднюючої речовини за певний період (теплий, перехідний, холодний), потрібно провести розрахунок за наступною формулою:

= / 365 • 183, (2.4)

де 365 — кількість діб у році;

183 — кількість діб за період, у даному випадку за теплий період.

Спочатку потрібно розрахувати загальну вагу групи тварин у центнерах за формулою:

M_i = n_i • m, (2.5)

де М_i — загальна маса Iої групи тварин, ц;

n_i -умовне позначення кількості тварин і-ої групи, голів;

m — умовне позначення ваги 1 особи, ц.

Згідно кліматичних умов району, що розглядається, теплий період року триває 183 доби. Дані розрахунку потужністі викиду забруднюючих речовин в різні періоди року за формулами (2.2) — (2.5) наведені в таблиці 2.6.

Таблиця 2.6 — Потужність викидів забруднюючих речовин (від ВРХ та свиней)

Таблиця 2.7 — Потужність викидів забруднюючих речовин

Доля викиду метана від тваринницьких комплексів становить 20%, він відноситься до парникових газів, викиди яких регламентуються міжнародними угодами. У методиці до категорій джерел зі значними викидами парникових газів відносять «Інтестинальну ферментацію» та «Прибирання, зберігання, використовування навозу». Коефіцієнти викиду метана тваринницькими комплексами потрібно розраховувати з урахуванням даних, представлених у таблиці 2.7.

Таблиця 2.8 — Коефіцієнти викидів для спрощеного методу оцінки середньорічних викидів метана від тваринницьких комплексів, у кг метана на одиницю поголів'я

З даних розрахунків видно, що, сумарні викиду метану з агрофірми складають 7,9 т/рік.

2.4 Перевірка доцільності розрахунку розсіювання викидів забруднюючих речовин

Перевірка проводиться відповідно до [14 ]:

Проміжні дані для розрахункудоцільності наведено в таблиці 2.8.

Таблиця 2.9 — Проміжні дані для розрахунку доцільності розрахунку

Дані по доцільності проведення розрахунків розсіювання викидів забруднюючих речовин в програмі ЕОЛ+ наведено в таблиці 2.10.

Таблиця 2.10 — Доцільність проведення розрахунку в програмі ЕОЛ+

Таким чином, доцільно проводити розрахунок розсіювання викидів по азоту діоксиду, сірки діоксиду, вуглецю оксиду, пилу неорганічному.