Экологические средства обеспечения инженерных услуг в сфере экокурортного развития в развивающихся странах (экотехника)

Размещено на http://allbest.ru/

Экологические средства обеспечения инженерных услуг в сфере экокурортного развития в развивающихся странах (экотехника)

Итам Экпенйонг Бэссей, аспирант Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.

За последние три десятилетия мир стал свидетелем нескольких примечательных событий: во-первых, в 1980-х годах, экотуризм был выявлен как отдельная отрасль мирового туризма, а во-вторых, к началу XXI века, осуществился его стремительный подъем до уровня одного из наиболее значительных сфер современной мировой туристической индустрии. В знак признания этой тенденции ООН объявила 2002 год Международным Годом Экотуризма. Согласно Х. Айала [1, 2] развитие экокурортов представляет собой «новую парадигму XXI века» в международном туризме. Согласно Д. Виверу [10] в английском языке термин «экотуризм» до середины 1980-х годов, был не известен. Уже в начале XXI столетия появился этот вид рекреационной деятельности как главная составная часть всемирной туристической индустрии. По Д. А. Феннеллю [5] «экотуризм» это сравнительно новый термин в международном лексиконе. В настоящее время одно из самых распространённых определений экотуризма предлагает М. Хоней [6]: экотуризм (экологический туризм) «… это путешествия в отдаленные, как правило, защищаемые места, для которых характерна наименьшая подверженность влиянию извне и небольшая площадь. Такие поездки способствуют повышению уровня образования и коммуникативной компетентности туриста, равно как и уважения к различным культурам и правам человека. Помимо этого, они обеспечивают прямое поступление экономических доходов в местные общины».

Определение экотуризма, на которое опирается данная работа, предложено Всемирным фондом дикой природы: «Экотуризм - это особый вид туризма, включающий в себя путешествия в места с относительно нетронутой природой, с целью получить представление о природных и культурно-этнографических особенностях данной местности, который не нарушает при этом целостности экосистем и создает такие экономические условия, при которых охрана природы и природных ресурсов становится выгодной для местного населения».

Туристы, которые могут позволить себе дальние путешествия (туристы дальнего следования - ТДС), изыскивают любые возможности, чтобы ознакомиться и изучить всё новое, что есть на планете Земля, т. е. народы, их культуру и среду обитания. Согласно Л. Мастни [7] маршруты в Европу и Северную Америку стали менее доминантными, в то время как в Азию, Африку и другие части развивающегося мира количество таких маршрутов значительно увеличилось. В 1970-х годах один из тринадцати интуристов ехал в одну из развивающихся стран. К концу ХХ века около 20% международных туристов уже путешествовали по этим регионам. Л. Мастни выявил, что в результате стремительного подъема экотуризма развивающиеся страны «торопятся капитализировать свои многочисленные природные и культурные достопримечательности», а также то, что «многие развивающиеся страны приветствуют туризм в качестве способа стимулирования инвестирования, привлечения иностранных вложений и вывода экономики своих стран на новый уровень».

Результатом всех этих событий стало то, что международный туризм развернулся в направлении сельских районов развивающихся стран, так как именно там сосредоточено большинство природных и культурных достопримечательностей. Особенность сельских районов развивающихся стран заключается в том, что часто они не имеют соответствующего инженерного обеспечения и инфраструктуры, которые позволили бы им отвечать требованиям международного туризма. При формировании экокурортов в таких регионах основные задачи заключаются в следующем:

1) создать экокурортные учреждения, которые соответствовали бы стандартам международной гостиничной индустрии;

2) предотвратить загрязнение территории непродуманной утилизацией отходов;

3) предусмотреть чрезмерное потребление существующих жизненно важных природных и иных ресурсов, которое может привести к конфликтам между приезжими туристами и местным населением.

Решение поставленных задач требует применения экологических средств для обеспечения необходимой инженерной инфраструктуры в экокурортных учреждениях, которые объединены общим названием - экотехника [1, 2, 8].

В Субсахарской Африке экотуризм направлен на наблюдение и изучение дикой природы. Развитие экокурортов сконцентрировано вокруг национальных парков и других природных заповедников, которые, как правило, расположены в загородной зоне или в сельских регионах. Особенностью сельских регионов развивающихся стран является дефицит или полное отсутствие необходимой инженерной инфраструктуры (электричества, водопровода, канализационной системы). Согласно С. Дунну [4] и Дж. Л. Савину [9] сегодня более трети мирового населения, а это более 2-х млрд. человек, живут в загородной местности или на пограничных с городом территориях, не имея при этом возможности пользоваться электроэнергией.

Этот факт представляет собой основную проблему при создании экокурортов в Субсахарской Африке, преодолеть которую необходимо, применив ряд технологических подходов. При этом целью является создание на территории экокурортного учреждения необходимых инженерных инфраструктурных условий, которые общеизвестны под термином «экотехника» (“eco-techniques”).

Экотехника включает в себя обеспечение инженерных инфраструктурных услуг в рамках экокурортного проекта при использовании следующих методов:

1) применение фотогальванической технологии (ФГТ) для мелкомасштабных электростанций;

2) установка солнечных водонагревательных систем (СВНС);

3) установка небольшой локальной очистной системы (ЛОС) по переработке отходов на солнечной энергии; 4) экологические методы обеспечения водоснабжения.

Солнечная энегетика.

В сельских регионах Cубсахарской Африки, равно как и в других регионах развивающихся стран, где сегодня процветает экотуризм, неизбежно возникает осознание неприемлемости использования электричества в целях приведения экокурорта в соответствие с стандартами международного бизнеса гостеприймства. Для того чтобы решить эту проблему, применяется солнечная энергетика, а именно: фотогальванические технологии для мелкомасштабных электростанций и установка солнечных водонагревательных систем. Предпочтительность и преимущества применения солнечной энергетики на экокурортах Субсахарской Африки существуют благодаря тому, что большая часть региона располагается в нескольких градусах к северу и югу от экватора, и здесь средняя годовая солнечная инсоляция явпяется самой высокой на всем земном пространстве (от 1700 до 2500 кВт.ч/м²).

Применение ФГТ для мелкомасштабных электростанций.

Экотехника преимущественно базируется на использовании солнечной энергии (фотогальваническая технология), которая в избытке доступна в данном регионе. Обычно по всему миру ФГТ применяются при уровне солнечной инсоляции, равной 1200 кВт.ч/м² (ниже указанного уровня применение ФГТ считается экономически не выгодным). Такие технологии целесообразно применять во многих развивающихся странах, особенно в тропических регионах мира, где ежегодная средняя солнечная инсоляция высока: от 1700 до 2500 кВт.ч/м² [1, 2, 4, 9].

Установка солнечных панелей может производиться на крышах зданий, на фасадах, а также в форме небольших приспособлений (например, так называемое, «солнечное дерево»). В этом субрегионе наблюдается круглогодичное активное солнце, поэтому желательно, чтобы солнечные панели располагались с восточной и западной сторон (см. Рис. 1).

туризм инженерный инфраструктурный экокурортный

а) б) в)

Рис. 1. Методы установки солнечных панелей, достаточных для мелкомасштабных подач электроэнергии, при разработке экокурортов Субсахарской Африки

а) установка солнечных панелей на свободно располагающихся металлических приспособлениях, условно называемых «солнечные деревья»;

б) установка солнечных панелей на крышах;

в) установка солнечных панелей в форме солнцезащитных приспособлений на восточном и западном фасадах общественных зданий.

С целью бесперебойной круглосуточной подачи электроэнергии на экокурортых поселениях необходимо вставить в систему выработки и подачи солнечной энергии сберегающие батары. Их использование означает увеличение общей стоимости системы, но без этого не обойтись в сельских регионах, где общий объем потребления энергии неравномерен или отсутствует, например (в Субсахарской Африке). Было установлено, что 70% всеобщего потребления электрической энергии приходится на дневные часы. Её можно получить непосредственно от установленной станции по производству и подаче солнечной энергии. Электроэнергия от сберегающих батарей, таким образом, расходуется только в ночные часы. На это время приходится 30% от общего потребляемого количества. Посредством использования такой стратегии стоимость сберегающих батарей сокращается, как и общая стоимость системы по выработке солнечной энергии [8].

Установка СВНС.

Существуют разные типы солнечных водонагревательных систем, и они предназначены для разных целей: использования в домашних условиях, для деловых и промышленных задач. Тропические типы таких водонагревательных систем имеют очень простое устройство, они состоят их следующих компонентов (см. Рис. 3) [8]:

1) устройство плоского коллектора (УПК), который собирает солнечную энергию и приводит ее в соприкосновение с холодной водой;

2) труба, осуществляющая ввод холодной воды в насос и её перевод в УПК;

3) труба, осуществляющая вывод горячей воды из УПК;

4) резервуар для хранения нагретой воды [8].

СВНС считаются сегодня самым экономичным средством производства горячей воды на малых территориях (на примере экокурортов). При развитии экокурортов в нигерийском штате Кросс Ривер СВНС применяются для следующих целей:

Установка небольшой ЛОС по переработке отходов на солнечной энергии.

Одной из основных проблем, возникающих в ходе развития экокурортов в сельских районах, является отсутствие приемлемых условий для сбора и утилизации отходов. Эта проблема выливается в угрозу отравления открытых и подземных вод. Таким образом, программы развития экокурортов, подходящие для штата Кросс Ривер, должны включать в себя ЛОС. ЛОС включает два основных компонента: септик-танк (СТ) и небольшую очистную станцию, работающую на солнечной энергии. Часто рекомендуется также использование третьего промежуточного компонента между двумя основными: системы фильтрации сточных вод - фильтрующей цистерны (ФЦ) (см. Рис. 2) [8].

а) б)

Рис. 2. Установка небольшой локальной очистной системы (ЛОС) по переработке отходов на солнечной энергии:

а) септик-танк (СТ);

б) небольшое очистное сооружение, работающее на солнечной энергии (ОСРСЭ).

Септик-танк представляет собой основной компонент ЛОС. Его вместимость может варьироваться от 4000 до 7500 литров. Современный СТ делается из стали, пластика, фибрового стекла или бетона и состоит из двух отделений с впускающей трубой с одного конца и выпускающей трубой с противоположного. Отходы из туалетов попадают в первое отделение, в котором определенные органические твердые вещества оседают на дно, а пена поднимается на поверхность воды. В этом отделении твердые вещества уничтожаются с помощью анаэробных бактерий, а сточные воды (СВ) попадают во второе отделение через разделительную стену. Через определенное время густая грязь собирается в первом отделении, а затем периодически удаляется из СТ. Рекомендованный срок удаления накопленных твердых веществ в первом отделении СТ варьируется в зависимости от местных климатических условий: 2-3 года в среднем при определенных температурных условиях и 5-10 лет в теплом тропическом климате. Объем скопления твердых веществ в первом отделении зависит от окружающих температур; эффективность производимых процессов анаэробной переработки твердых веществ возрастает в соответствии с температурами. Во втором отделении СТ происходит дальнейшая утилизация; СВ выводятся через выводную трубу (см. Рис. 2А) [8].

Инфильтрационные поля (ИП).

В небольших постройках (например, частных домах) СВ могут отправляться на специально предназначенные инфильтрационные поля, расположенные поблизости. Непосредственно на земле почвенные бактерии разлагают коллоидальные и растворенные органические вещества, а то небольшое количество воды, которое всё же попадает при этом в почву, считается относительно безопасным. Некоторым фермерам удалось успешно организовать овощное хозяйство с использованием навоза с таких полей. Однако даже в небольших экокурортных учреждениях, размещающих до 50-ти человек, этот метод устранения сточных вод из СТ считается неприемлемым, здесь применяются другие методы [8].

Фильтрующяя цистерна (ФЦ).

Сточные воды из второго отделении СТ направляются непосредственно в фильтрующюю цистерну, которая состоит из двух отделений: СВ вход в первое отделение, в котором находится гравий и песок. Здесь все частицы, содержащиеся в сточных водах, фильтруются, и прозрачные сточные воды (ПСВ) попадают во второй отсек. ПСВ бактериологически очень небезопасны и могут привести к отравлению подземных вод, если эти отходы попадут на глубинные уровни. Выпускающая труба (из второго отделения ФЦ) соединена с системой труб, которые выводят ПСВ в очистное сооружение, работающее на солнечной энергии (ОСРСЭ).

Кроме того, рекомендуется пристроить ФЦ отдельным корпусом к ОСРСЭ таким образом, чтобы ФЦ и ОСРСЭ составляли бы один комплекс [8].

Небольшое очистное сооружение, работающее на солнечной энергии (ОСРСЭ).

Это работающее на солнечной энергии устройство состоит из дезинфицирующей цистерны (ДЦ) и системы солнечных панелей и приборов, которые подвергают содержимое ДЦ ультрафиолетовому облучению. Посредством этого процесса микроорганизмы, содержащиеся внутри ДЦ, уничтожаются. Затем вода из ДЦ может быть выпущена на природную территорию без риска отравления открытых и подземных вод. Эта вода может также собираться в резервуары и перерабатываться через специальную систему труб, используясь затем, например, в смывных бачках на территории курортного комплекса (см. Рис. 2Б) [8].

Экологические методы обеспечения водой.

В сельских районах Субсахарской Африки, где и располагаются национальные парки, общественная система водоснабжения недоступна. Подача воды осуществляется тремя способами: извлечение подземных вод и их использование в качестве питьевой воды, сбор и переработка дождевой воды и переработка использованной воды.

Самый надежный метод обеспечения питьевой водой на экокурортах Субсахарской Африки заключается в работе с глубинными колодцами, которые вырываются ниже уровня горизонта грунтовых вод, а оттуда вода выкачивается в поверхностные резервуары с помощью погружаемых насосов. Из этих резервуаров вода переводится в резервуар для аэрации и хлорирования. После этого вода перекачивается в водонапорные резервуары, для перераспределения по территории экокурортного учреждения.

Исследования показали, что чрезмерное извлечение подземных вод может привести к конфликту с местными жителями. Чтобы избежать подобных проблем, необходимо ограничить количество воды, получаемой из этого источника. Вода, полученная таким путем, должна предназначаться для определенных целей: для питья, приготовления пищи, стирки и купания. Для обеспечения другого рода целевого применения воды используются такие приёмы экотехники, как переработка использованной и дождевой воды.

Сбор дождевой воды начинается с её перемещения с крыш домов в земляные резервуары посредством специальных коллекторов для ливневых вод. Затем вода проходит фильтрацию, дезинфекцию и другие виды обработки для дальнейшего использования на территории экокурортного учреждения. Дождевая вода может использоваться в дополнении к питьевой воде. Использование специальных сооружений для добычи и очистки дождевой воды в совокупности с привычными методиками добычи питьевой воды представляет собой одну из основных рекомендаций, составленных на Мировом Саммите по устойчивому развитию 2002 (Йоханнесбург, 2002).

Переработка использованной воды представляет собой сбор использованной воды из раковин и ванн в отдельную канализационную линию. Затем вода проходит стадию очистки и дезинфекции, а затем снова используется в сливных бачках туалетов. Специально, чтобы такую воду нельзя было спутать с питьевой, она окрашивается в голубой цвет. Такого качества воду можно очистить до состояния, пригодного для питья, однако этого не происходит по этическим соображениям.

Стадии фильтрации и дезинфекции. Фильтрация состоит в сборе и перераспределения использованной воды в специальных очистных резервуарах. В конце этого процесса вода выглядит и пахнет как чистая, однако в ней еще присутствуют микроорганизмы. Процесс дезинфекции состоит в использовании дезинфицирующих агентов для уничтожения микроорганизмов. Как правило, применяются три типа такой очистки: хлорирование, озонирование и ультрафиолетовое облучение. Самым дешевым является хлорирование. Этот процесс заключается в пропускании через воду хлорного газа. При озонировании, соответственно, пропускается озон, причем озон распадается до кислорода, который улучшает качество воды. Очищение воды также осуществляется посредством её пропуска через ультрафиолетовое излучение. Вода проходит через дезинфецирующую цистерну, в которой находится луч ультрафиолета. Ультрафиолетовое излучение получается через подсоединение специальных флуоресцентных ламп к электрической установке. С помощью этого вредные микроорганизмы, содержащиеся в воде, уничтожаются, однако это никак иначе не влияет на само качество воды.

Таким образом применение различных методов экотехники необходимо для того, чтобы исправить определенные ситуации, которые составляют основные экологические проблемы, вызванные туризмом в сельских регионах и нетронутых природных местах, например, на территории национальных парков Cубсахарской Африки. Среди таких проблем можно обозначить следующее:

- Отравление почвы, открытых и подземных вод путем неправильно проведенной утилизации канализационных отходов. Ситуация может быть исправлена установкой небольшой локальной очистной системы по переработке отходов на солнечной энергии.

- Чрезмерное использование воды, приводящее к перерасходу подземных вод, снижению горизонта грунтовых вод и, соответственно, к нехватке воды в районах проживания местных общин. Эту ситуацию можно исправить применением других экологических методов сокращения чрезмерной зависимости инфраструктуры от подземных источников, как сбор и переработка дождевой воды, а также переработка использованной воды.

- Проблема нехватки надежного и соответствующего нормам источника подачи электроэнергии в сельских регионах Субсахарской Африки, которая может быть решена посредством применения фотогальванической технологии для мелкомасштабных электростанций и установки солнечных водонагревательных систем.

а) б) в)

г) д) е)

Рис. 3. Солнечные приспособления для нагрева воды, подходящие для мелкомасштабного применения в экокурортных комплексах Субсахарской Африки

а) устройство плоского коллектора солнечной водонагревательной системы (встроено в стену бассейна).

б) прачечная, оборудованная солнечной водонагревательной системой (крепится на крыше).

в) домашняя солнечная водонагревательная система (крепится на крыше).

г) схема 1 - солнечная водонагревательная система типа-1 (активный, спиральный тип).

д) схема 2 - солнечная водонагревательная система типа-2 (тип вынужденной/форсированной циркуляции).

е) устройство плоского коллектора: 1 - стекло, 2а - впускающая труба, 2б - выпускающая труба, 3 - трубка, 4 - корпус, 5 - абсорбер, 6 - теплоизолятор.

Литература

1. Ayala H. (1996). Resort Ecotourism: A Paradigm for the 21^st Century. Cornell Hotel and Restaurant Administration Quarterly 1996; Vol. 37: pp 46-53.

2. Ayala H. (1995b). Ecoresort: a `green' masterplan for the international resort industry. International Journal of Hospitality Management 1995; Vol. 14, No. 3/4: 99 351-374.

3. Butcher J. (2006). The United Nations International Year of Ecotourism: a critical analysis of development implications. Progress in Development Studies 2006; Vol. 6: pp 146-156.

4. Dunn S. (2000). Micropower: The Next Electrical Era. Worldwatch Paper 151; ISBN 1-878071-53-x; © Worldwatch Institute 2000.

5. Fennell D. A. (1999). Ecotourism: An Introduction. Routledge, London, UK, 1999. 316 pp.

6. Honey M (2008). Ecotourism and Sustainable Development: Who Owns Paradise? (2^nd ed.). Island Press, Washington, DC, USA, 2008. 551 pp.

7. Mastny L. (2001). Traveling Light: New Paths for International Tourism. Worldwatch Paper 159; © Worldwatch Institute 2001.

8. Nebel B. J. and Wright, R. T. (1993). Environmental Science (4^th ed). Prentice-Hall Inc., New Jersey, USA; 630 pp.

9. Sawin J. L. (2004). Mainstreaming Renewable Energy in the 21^st Century. Worldwatch Paper 169; ISBN 1-878071-73-4; © Worldwatch Institute 2004.

10. Weaver D. (2001). Ecotourism. John Wiley & Sons Australia, Ltd., Sydney and Melbourne, Australia, 2001. 386 pp.

Размещено на Allbest.ru