Введение

Джон Тодд (род. 1939) — канадский биолог, работающий в области экологического проектирования. Он решает проблемы производства продуктов питания и очистки сточных вод, используя экосистемные технологии, включающие растения, животных и бактерии, для создания «живых машин» или «экомашин». Он является основателем Ocean Arks International (1981) и основателем и президентом проектно-инженерной фирмы John Todd Ecological Design Inc. (1989). Являясь профессором-эмеритом и выдающимся лектором Университета Вермонта, Тодд опубликовал книги по экологическому проектированию, а также более 200 научных статей, популярных публикаций и эссе. Район вблизи его дома включал болота и ручьи, которые сильно пострадали от загрязнения. Труды Луиса Бромфилда предложили Тодду "замечательную историю надежды" о возможности восстановления земель.

Living Technologies Inc. (англ. "Живые технологии")

Тодд также был соучредителем Living Technologies Inc. (LTI), компании, занимающейся экологическим проектированием, инжинирингом и строительством, в Берлингтоне, штат Вермонт. Компания была зарегистрирована 26 октября 1994 года в штате Флорида. В 1997 году Living Technologies Inc. привлекла второй раунд финансирования, который получила от Тома Уоррелла. В 1998 году в компании и совете директоров произошла значительная реорганизация. Уоррелл стал владельцем компании в 1999 году и приобрел права на оригинальные патенты на "Живую машину" Тодда. В декабре 2000 года, в результате внесудебного соглашения, Уоррелл получил исключительное право на использование термина "Живая машина" в качестве фирменного наименования. Компания Уоррелла несколько раз меняла название и местоположение. В настоящее время Worrell Water Technologies, LLC из Шарлоттсвилля, штат Вирджиния, владеет зарегистрированной торговой маркой на название Living Machine. Worrell Water Technologies переработала оригинальные системы Тодда и запатентовала ряд новых технологий с 2002 года. Через эту компанию Тодд разработал собственные системы очистки сточных вод нового поколения под названием "Эко-машины". В 2014 году John Todd Ecological Design зарегистрировала товарный знак на термин "Эко-машины". Сын Тодда, Джонатан Тодд, является президентом John Todd Ecological Design.

Сточные воды

Тепличные очистные сооружения, подобные тем, что разработал Джон Тодд, способны получать чистую воду из сточных вод. Бактерии потребляют органические сточные воды и превращают аммиак в нитраты. Нитраты используются как корм для водорослей и удобрение для ряски. Зоопланктон и улитки питаются водорослями. Рыбы едят зоопланктон. Плавучие растения поглощают остатки. Камыши, рогоз и водяной гиацинт обезвреживают токсины. Деревья поглощают тяжелые металлы. В качестве побочных продуктов получаются декоративные растения и мальки, которые продаются. Мальки продаются в качестве наживки. Водные растения, выращенные в открытых лагунах системы для очистки сточных вод, используются в Калифорнии, Флориде и Миссисипи. Серия солнечных прудов, каждый со своей экосистемой, очищает сточные воды и использует восстановленные материалы для выращивания рыбы, а также овощей и фруктов, таких как папайя, баклажаны, помидоры и травы. Компьютеры были внедрены для мониторинга и изучения процессов рекультивации, энергопотребления и производства продуктов питания. Потребности в отоплении и электроэнергии удовлетворялись за счет возобновляемых источников энергии. Система была заключена в теплицу, спроектированную архитекторами Шоном Уэлсли Миллером и Дей Чаруди, чтобы обеспечить ее работу круглый год. Когда в 1991 году Институт Новой Алхимии прекратил свое существование, "Ковчег Кейп-Код" перешел в собственность частной коммуны. В 1999 году им занялись Хильда Мэнгай и Эрл Барнхарт, два из основателей Института Новой Алхимии. Работая с архитектором Ате Атемой, они модернизировали конструкцию и добавили энергоэффективный дом к первоначальной теплице. Под их руководством "Ковчег" площадью 1800 квадратных футов стал самодостаточным домом, обеспечивающим жизнь людей, растений, рыб и животных круглый год. По состоянию на 2021 год "Ковчег Кейп-Код" оставался их домом. Будучи одновременно экспериментальной площадкой для идей Новой Алхимии и устойчивым жилищем для двух ее основателей на протяжении более 15 лет, "Ковчег Кейп-Код" был назван "главным достижением Новой Алхимии". Его официальное открытие состоялось 21 сентября 1976 года в присутствии премьер-министра Пьера Трюдо. "Ковчег" был попыткой переосмыслить взаимоотношения между человеком и природой. Как отметил Джон Леру в 2017 году: "Это был интегрированный экологический проект, сочетавший в себе теплицу для производства продуктов питания, аквакультурную рыбную ферму и автономный семейный дом. Все это было заключено в простую, но сложную систему. Открытые коммуникации инженерных сетей и водопровода, каменный теплоаккумулятор и ранние солнечные коллекторы гордо украшали здание, а из столовой открывался вид на теплицу через просторный световой фонарь. Он функционировал как экспериментальная живая лаборатория". "Ковчег" называют одним из "двух самых знаковых произведений современной архитектуры острова Принца Эдуарда".

Харвич, штат Массачусетс

В 1988 году город Харвич, штат Массачусетс, стал площадкой для четырехмесячного пилотного проекта, включавшего одну из лагунных систем Тодда – 21 солнечный пруд и искусственно созданное болото. Успех пилотного проекта способствовал дальнейшему сотрудничеству с компанией Ecological Engineering Associates. К 1990 году велось планирование полномасштабного проекта для Льняного пруда в Харвиче, занимающего площадь 15 акров. Пруд страдал от серьезного загрязнения, вызванного фильтратом с расположенной поблизости свалки и отходами септических систем. Уровень кислорода в воде был низким, а содержание колиформных бактерий – высоким. В донных отложениях наблюдалось высокое содержание аммиака, уровень фосфора превышал обычный в 300 раз, а концентрация железа – в 80 раз.

Южный Берлингтон, Вермонт

Vermont Advanced Ecologically Engineered System (AEES) была одним из четырех демонстрационных проектов AEES, созданных при финансировании Агентства по охране окружающей среды США. Участок в округе Читтенден, недалеко от Южного Берлингтона, штат Вермонт, принадлежал Массачусетскому институту передового опыта в области морских и полимерных наук, который получил грант. В проекте участвовали Living Technologies, Inc. в качестве субподрядчика и Ocean Arks International, с Джоном Тоддом в качестве главного исследователя. Проектирование началось в 1994 году. Основное строительство было завершено к декабрю 1995 года, когда началось заселение биологическими видами. Стабильный режим работы был достигнут к маю 1996 года и продолжался до конца 1999 года. Вермонтская AEES включала в себя водно-болотные угодья для интенсивной аэрации и очистки активированного ила, с активным микробным сообществом, а также растениями, беспозвоночными и рыбами. Одной из целей проекта было изучение применимости данного подхода в условиях холодного климата. Растения были защищены теплицей. Установка состояла из двух параллельных линий очистных резервуаров для проведения сравнительных экспериментов по обработке. В ходе проекта операторы достигли всех целей проектирования, кроме одной, и смогли улучшить первоначальный проект благодаря экспериментам с конфигурацией резервуаров. Территория использовалась как в качестве экспериментальной площадки, так и образовательного центра и была оценена за свой "уникально красивый эстетический опыт". Как отмечено: "Живая машина® очищает сточные воды, используя систему спроектированных экосистем, включающих микробы, растения, улиток и насекомых, и предназначена для очистки до 2000 галлонов сточных вод здания ежедневно в красивой, садовой обстановке. После завершения установки системы нагнетания, очищенные сточные воды будут возвращаться в здание для повторного использования в непитьевых целях."

Центр Омега для устойчивого образа жизни

Центр Омега для устойчивого образа жизни (OCSL) в Райнбеке, штат Нью-Йорк, был открыт 24 июня 2009 года. Здание было спроектировано архитектурной фирмой BNIM Architects в сотрудничестве с John Todd Ecological Design, выступавшей в качестве экологических архитекторов. В 2010 году Центр Омега для устойчивого образа жизни стал одним из двух зданий в мире, первым получившим полную сертификацию как "живое здание", наглядно продемонстрировав нулевое потребление энергии и нулевой объем производства сточных вод в течение года.

Центр Джорджа Д. Айкена, Университет Вермонта

В рамках экологической реконструкции Центра Айкена в Университете Вермонта, компания John Todd Ecological Design, Inc. оказала поддержку в создании Эко-машины Центра Айкена в период с 2006 по 2012 год. Значительная часть проектных работ по очистным сооружениям была выполнена Мэттом Бимасом, одним из аспирантов Тодда, который представил свою магистерскую диссертацию по данной работе в 2010 году. Помимо очистки всех сточных вод Центра Айкена, система предоставляет возможности для непрерывных исследований в области экологического дизайна в университете. Система очистки сточных вод включает в себя три отдельных технологических потока для проведения экспериментальных исследований функционирования системы.

Признание

Работа Тодда вдохновила людей, работающих над созданием замкнутых экосистем для жизни в космосе и на Земле. Джон Тодд стал первым лауреатом международного конкурса Buckminster Fuller Challenge в 2008 году за его проект комплексного дизайна для углеродно-нейтрального мира: «The Challenge of Appalachia». Тодд представил программу по восстановлению более миллиона акров деградированных земель посредством рекультивации почвы, лесовосстановления и развития возобновляемых источников энергии. Среди других наград, полученных Тоддом, – премия Chrysler за инновации в дизайне в 1994 году и премия за заслуги в области охраны окружающей среды (от Агентства по охране окружающей среды США), врученная 22 апреля 1996 года. В 1998 году Тодды были удостоены премии Bioneers Lifetime Achievement Award. Они являются членами-сотрудниками Фонда Финдхорна. Тодд – научный сотрудник Института экологической экономики Гунд.