О биоинженерной защите окружающей среды с использованием принципов «Открытых инноваций»

О БИОИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИНЦИПОВ «ОТКРЫТЫХ ИННОВАЦИЙ»

BIOENGINEERING ENVIRONMENTAL PROTECTION: USING OF THE "OPEN INNOVATION" PRINCIPLES

C.B. Кривицкий

S.V. Krivitskiy

МГСУ

В статье обсуждаются биоинженерные технологии, используемые в задачах экологической реабилитации природных ландшафтов. Показано, как биоинженерные технологии развиваются с использованием принципов «открытых инноваций».

The article presents the modern bioengineering technologies for ecological restoration of the natural landscapes. Bio engineering technologies is the "breakthrough technology" based on "open innovations " concept.

Применительно к задачам рационального природопользования возникла деятельность человека, связанная с реконструкцией и воспроизводством природных ландшафтов (например, создание особо охраняемых природных территорий, рекреационных зон, водных объектов, полигонов бытовых отходов и т.п.). При этом приходит понимание, что все усилия по защите окружающей среды с помощью существующих инженерно-технических средств оказываются недостаточны для реабилитации нарушенных природных комплексов. Необходимо одновременно с известными техническими способами защиты и восстановления природной окружающей среды использовать технологии, основанные на механизмах самоочищения природных экосистем [2, 6].

Для снижения антропогенной нагрузки на природные комплексы предложен ряд природозащитных мероприятий и технологий, которые можно выделить в новое направление инженерной геоэкологии под названием «биоинженерная защита окружающей среды». Основная цель биоинженерной защиты - восстановление и поддержание устойчивости природных экосистем и природно-техногенных систем посредством запуска механизма самоочищения, свойственного природным объектам.

В настоящее время биоинженерные технологии начинают занимать важное место в системе мероприятий по инженерной защите окружающей природной среды. Их можно отнести к разряду прорывных технологий [1]. Комплекс биоинженерных технологий обсуждается в работе [4]:

- Проведение биоинженерных мероприятий для реабилитации загрязнённых территорий: землевание (замена почвы), использование организмов-биодеструкторов (биоремедиация), улучшение почвы (фитомелиорация, вермикуляция), благоустройство с использованием принципов ландшафтного дизайна.

4/2010 М1 ВЕСТНИК

- Проведение мероприятий по восстановлению экосистемы водоёма: заселение гидробионтами (биоремедиация), формирование прибрежной защитной полосы, создание биоинженерных берегозащитных сооружений.

- Очистка поверхностных стоков с помощью искусственных гидроботанических площадок.

- Создание лесозащитных полос вдоль автодорог и санитарно-защитных зон вокруг промышленных предприятий с использованием специально подобранных зелёных насаждений.

- Утилизация бытовых отходов и животноводческих стоков с использованием биоинженерных технологий (получение биогаза, биотоплива, биогумуса).

В процессе экологической реабилитации нарушенных природных участков ландшафта формируется так называемый «эколэнд», т.е. участок, на котором создаётся такая природно-техногенная система, которая, отвечая принципам ландшафтного дизайна, формирует зону устойчивого развития, сохранения биоразнообразия и комфортного проживания населения.

Разработка и продвижение новых биоинженерных технологий в большой степени связано с развитием природоохранных инноваций. В общем случае инновационный процесс представляет собой последовательность действий по разработке новых продуктов и услуг, по их реализации на рынке и по дальнейшему распространению полученных результатов [5, 7]. Алгоритм инновационного процесса представлен в табл.1.

Таблица 1.

Алгоритм инновационного процесса

№ п/п Этапы инновационного процесса Примечание

1 Зарождение инновации Формулирование инновационной идеи. Научное обоснование идеи. Формирование инновационных кадров.

2 Инновационный маркетинг Исследование рынка аналогов, патентный поиск

3 Освоение инновации. Разработка продукта

4 Продвижение инновационной технологии на рынок Реклама инновационных продуктов, в т.ч. в Интернете, на национальных и зарубежных выставках, конкурсах и пр.

5 Внедрение инновационной технологии Реализация инновационной технологии «под ключ»: от разработки проекта до его внедрения

6 Тиражирование инновационного продукта. Продажа «ноу-хау». Вложение средств, полученных от реализации «ноу-хау», для дальнейшего развития инновационного процесса

Первоначальное развитие инновационных биоинженерных технологий строилось автором следующим образом.

1. Чтобы войти в рынок инженерных экологических услуг, необходимо было найти собственную идею, разработать ее и вывести на рынок.

2. Для успешного продвижения таких идей должно быть несколько. При этом должен осуществляться контроль интеллектуальной собственности, который предполагает публикацию научных статей и патентование биоинженерного продукта.

Перечень разработанных и внедренных автором биоинженерных технологий приведен в табл.2.

Таблица 2.

Биоинженерные технологии [3]

Решаемые задачи Описание

Биологическая очистка поверхностных стоков Для очистки поверхностного стока предложено очистное сооружение биологического типа, в котором в качестве биологического фильтра доочистки служит гидроботаническая площадка.

Биоинженерный способ укрепления берега водоема Проводится комплекс озеленительных мероприятий в прибрежной зоне: залужение береговых откосов, высадка влаголюбивых деревьев и кустарников в прибрежной защитной полосе и высшей водной растительности в мелководной зоне, - позволяет достаточно быстро укрепить приурезовую зону водоема, а также стабилизировать гидрогеологический режим в системе "берег-водоем", не нарушая его искусственными инженерными сооружениями.

Способ экологической реабилитации водных объектов Основа технологии - биологическая рекультивация водоема, которая заключается в заселении акватории гидробио-нтами и формировании прибрежной защитной полосы.

Первоначально схема продвижения биоинженерных технологий строилась по принципу «закрытых инноваций» [5]. В этом случае научно-прикладные исследования ограничиваются собственными разработками, которые затем продвигаются на рынке инженерных услуг.

Обсуждаемые выше биоинженерные технологии были реализованы автором совместно со специалистами природоохранных фирм ООО «Эколандшафт», ООО «ЭсЭйч Инжиниринг», ООО «ИК «Экология и природа» при решении вопросов экологической реабилитации водоемов и водотоков и очистке поверхностных загрязненных стоков на объектах в Москве и Вологде [3].

В настоящее время, для того чтобы успешно работать на рынке природоохранных технологий, необходимо выстраивать продвижение биоинженерных технологий по принципу «открытых инноваций», который изложен в работах [5. 7]. Основные принципы «открытых инноваций» заключаются в следующем:

1. На экологическом рынке существует много инновационных идей и продуктов, которые можно продвигать вместе с собственными технологиями.

2. Основная задача при этом состоит в поиске на внешнем рынке такой интеллектуальной собственности, которая может быть адаптирована к задачам биоинженерии, что приведёт к развитию более сложных биоинженерных систем и поможет в успешном решении задач экологической реабилитации природных объектов.

3. Использование принципа «открытых инноваций» позволяет расширять границы внедряемых биоинженерных услуг, что даёт возможность получать дополнительные средства для развития инновационной биоинженерной деятельности.

Использование принципа «открытых инноваций» рассмотрим на примере разработки проекта водоотведения и очистки поверхностного стока. Создание биоинженерной системы отведения поверхностного стока выполнено для территории застройки площадью 5,8 га, на которой проектируется здание физкультурно-оздоровительного

4/2010

ВЕСТНИК

МГСУ

комплекса (ФОК), расположенного по адресу: Московская область, Красногорский район, пос. Отрадное. Проект был разработан в 2009 г. под руководством автора специалистами ООО «ПК «Экология и природа». На территории застройки находится заросший мелководный пруд-копань, который было решено использовать в качестве водоприемника. Схема водоотведения и очистки представлена на рисунке.

О-— —---о сети водоотведения

•«••та» шпунтовая стенка ПВХ Рис. Биоинженерная система водоотведения и очистки ливневого стока.

Были запроектированы следующие элементы биоинженерной системы:

- сети водоотведения ливневого стока;

- локальное очистное сооружение (ЛОС);

- гидроботаническая площадка (ГБП) для доочистки поверхностного стока;

- берегозащитное сооружение из шпунта ПВХ.

Кроме того, запланирована экологическая реабилитация пруда-водоприемника.

Ливневые стоки, собранные с территории ФОК и очищенные на локальном очистном сооружении (ЛОС), направляются на гидроботаническую площадку (ГБП), которая является элементом эффективной биоинженерной доочистки загрязнённых стоков. После очистки стоков на ЛОС (специально подобранном варианте очистного сооружения заданной производительности небольших габаритов) и прохождения стоков через ГБП, очищенная до рыбохозяйственной ПДК вода попадает в пруд-водоприемник, в котором специальным образом формируется гидроэкосистема, позволяющая со временем создать в водоёме воду, близкую по качеству к природной. Кроме того, при реабилитации пруда в качестве берегозащитного сооружения была запроектирована шпунтовая стенка из пластика ПВХ. Из множества вариантов берегозащитных сооружений была выбрана именно эта конструкция, которая обладает гидроизоляционными свойствами, что препятствует подтоплению территории застройки при форсированном поднятии уровня воды в пруду в период паводков. Кроме того, шпунтовая стенка из ПВХ наилучшим образом подходит для рекреационных целей в силу своей декоративности.

Таким образом, при разработке проекта водоотведения был использован принцип «открытых инноваций», который позволил создать комплексную биоинженерную систему водоотведения и очистки поверхностного стока. Специально организованный пруд-водоприемник в дальнейшем может быть использован для целей рекреации, рыборазведения, пожаротушения и пр.

Заключение

Рассмотрена с учётом принципов «открытых инноваций» водосберегающая технология рециклинга воды, а именно: биоинженерная система для повторного использования воды, получаемой после очистки поверхностного стока с территории застройки.

С использованием биоинженерных технологий в рамках предложенной концепции «биоинженерная защита окружающей среды» формируется класс дружественных природе технологий и методов, не только положительно влияющих на процесс экологической реабилитации природных комплексов, но и способствующих их устойчивому развитию и сохранению биоразнообразия.

Отсюда вытекают основные научно-прикладные и инновационные задачи:

- комплексное изучение закономерностей процессов и механизмов самоочищения и восстановления природных экосистем;

- разработка инновационных технологий для реабилитации нарушенных природных объектов и создания природно-технических систем с использованием принципов «открытых инноваций».

Литература

1. Бауэр Д., Кристенсен К. Подрывные технологии: как поймать волну/В сб. Управление в условиях неопределённости. М.: Альпина Бизнес Букс, 2006.

2. Королев В.А. Очистка грунтов от загрязнений. М., МАИК Наука/Интерпериодика, 2001.

3. Кривицкий C.B. Использование инновационных технологий в природоохранной деятельности// Журнал «Природообустройство», 2008 г. , № 1. С.30-33.

4. Кривицкий C.B. Методы биоинженерной геоэкологии при проведении экологической реабилитации природных объектов//Вестник МГСУ, 2009, № 4.

5. Трифилова A.A. «Открытые инновации» - парадигма современного инновационного менеджмента/Инновации, 2008, № 1.

6. Эйнор Л.О. Макрофиты в экологии водоема. М.: ИВП РАН, 1992. .

7. Chesbrough, H. «Open Innovation. The New Imperative for Creating and Profiting from Technology», Harvard Business School Press, 2006.

Ключевые слова: природоохранные технологии, экологическая реабилитация, биоинженерные технологии, открытые инновации, прорывные технологии.

Key words: environmental technologies, ecological restoration, bioengineering technologies, open innovation, breakthrough technologies.

Статья представлена Редакционным советом «Вестник МГСУ»