Многолетнее изучение экологической специфики островных и прибрежных морских территорий актуализирует разработку современных основ устойчивого развития и экологической защиты, посредством «зелёной экономики», для предотвращения деградации природных ресурсов и их восстановлению, что соответственно создаёт необходимость определения перечня возможных производств, агротехнологий и соблюдения экологических норм строительства, учитывающих факторы влияния на здоровье населения, проживающего на этих территориях [1–3].
Особо следует подчеркнуть степень нагрузки за счёт приезжающего контингента и прогнозирование вариантов (туризм оздоровительный, спортивный, экскурсионный и др.) таких нагрузок в рамках экологического аудита и соблюдения стандартов ИСО. Соответственно, необходим комплекс мероприятий по изучению медико-экологической обстановки: эндемика и эпидемиология заболеваемости, экологические и эндоэкологические медико-географические предрасположенности. Необходимы разработки мер предупреждения и защиты, учитывающие территориальную специфику этих зон, их популярность и сезонность (экология человека и рациональное природопользование) и создания информационной системы прогнозирования [3, 4].
НИМЦ «Экологии и здоровья человека» с 2004 г., созданный на базе СФРУДН (в 2003 г.) совместно с кафедрой физиологии и НИИ медицинской приматологии осуществлял развитие порученного направления и многолетний вклад в исследования и практические внедрения, которые легли в основу эколого-экономических разработок «АГРОЭКОТУР», легли в основу и полностью соответствуют программе БИОТЕХМЕД-2017. Привлекая к сотрудничеству международные и отечественные профильные учреждения (НИИ, вузы и частные предприятия), были созданы предпосылки экспериментальной модели межотраслевой интеграции с развитием до функций ИННОВАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКого ЦЕНТРА (ИТЦ) с КЛИНИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ БАЗОЙ, который в настоящее время уже имеет практические наработки в вопросах «эффективного диалога между государством, промышленностью и частными компаниями, осуществляющими свою деятельность в столь чувствительной отрасли, как экология человека, экологически чистые агротехнологии в обеспечении безопасности питания и биотехнологии здоровьесбережения».
«ЭКОПОЛИС» – способен выполнять, необходимые доклинические, а при соответствующем развитии и клинические исследования, в соответствии с Федеральным законом «О биомедицинских клеточных продуктах», выпускать в широкое применение те продукты, которые отвечают международным признанным критериям качества, безопасности и эффективности. «ЭКОПОЛИС», в соответствии с разработанными методиками, обеспечит функции демонстративной модели практического внедрения научно-производственного комплекса выполняющего научно-прикладные и лабораторно-практические задачи и подготовку специалистов по профессиональным навыкам в направлении экологии человека и природопользования, агроэкологии, ветеренарии и биомедицины и др. [5].
Основой создания проекта «ЭКОПОЛИС» в Абхазии служит наш многолетний опыт международного сотрудничества в изучении медико-экологических аспектов прибрежных территорий и практических внедрений для обеспечения их экологической защиты и восстановления. Есть уже результаты внедрений в России и за рубежом, что, возможно, станет полезным для сохранения здоровья населения Абхазии, посещающих её туристов и сохранения природных ресурсов. Определен комплекс необходимых составляющих проекта – агротехнологий и экологических норм строительства, степень и факторы экологической нагрузки туристского сектора, оздоровительный, спортивный, экскурсионный, производственный туризм и др. Разработан комплекс мероприятий по изучению заболеваемости местного населения и их предрасположенностей к медико-географическим факторам, что необходимо для создания информационной системы прогнозирования состояния здоровья населения Абхазии и разработки мер предупреждения и эпидемиологической защиты. Все это дает возможность для реализации разработанного проекта «ЭКОПОЛИС» и создания в Абхазии совместно с НИИ ЭПиТ АНА Научно-исследовательского инновационного центра.
Цель проекта: создание модели совместной, благоприятной среды существования экологически здорового общества с образованием кооперативных сетей питания и переработки различных органических отходов (в земле, воде, воздухе) в местах обитания, совместно создавая и регулируя благоприятный состав окружающей среды и коррекции здоровья с помощью подходов эко-медицины.
Задачи: изучение влияния среды обитания на человека и приматов для сохранения и реабилитации здоровья населения и гостей курортов Абхазии, внедрение в практику рациональных подходов по устойчивого развития санаторно-курортных и спортивно-туристических комплексов, исследование новых агро- и акваэкологических технологий в обеспечении питания, водоснабжения, быта и сервиса.
Материалы и методы исследования
Инновационные технологии сохранения рекреационных зон и курортных ресурсов в формировании полноценного санаторно-курортного комплекса. Прежде всего, это собственные разработки и успешное внедрение в практику продуктов, созданных на основе микроводоросли «Живая хлорелла» – Chlorella vulgaris (штамм ИФР С № 111). На этой основе предлагается инновационный подход к массовому оздоровлению населения, используя непатогенные пробиотические продукты и фитопродукты Черноморского побережья Кавказа. Результаты исследований открыли путь к дальнейшим разработкам по производству БАД пищевых концентратов и фармакологических форм препаратов. Кроме того, Хлорелла, как 100 % органический высокоэффективный природный биостимулятор, содержащий в себе 355 биоактивных веществ, может быть эффективно использован в сельском хозяйстве, в безотходном цикле агро- и аквакомплексов и утилизации бытовых и промышлеинных отходов.
На основании проведенных исследований в области круглогодичного использования санаторно-курортных комплексов и рационального использования природных лечебных ресурсов – актуальны внедрения современных биотехнологий и аппаратно-программных комплексов для скрининг-экспресс-диагностики и мониторинговых медико-экологических исследований с индивидуальным подбором фито-реабилитационных, учитывающих этиопатогенетические механизмы нарушения здоровья и контроля за ним.
Для обоснования разработанного комплекса применения Индивидуального фитоэндоэкологического оздоровления (ИФЭО) в предупреждении риска возникновения и профилактики массово обусловленных заболеваний и сохранения здоровья населения в целом, продолжаются изучение и сбор материала по: эпидемиологической и эндемической характеристике курортных территорий Причерноморья; климато-географическим характеристикам курортно рекреационных зон; микроэлементозам (МЭ) курортных зон, минеральных вод и грязей; обеспечения коррекции микроэлементозов (МЭ), с пребыванием в соответствующей МЭ оптимальной зоне и персонифицированной фитореабилитации; изучаются наиболее актуальные, соответствующие портрету эндемики медико-географических зон фитопродукты, для разработки мер профилактики и реабилитации на основе отечественных фитопродуктов, пилоидов и др. форм препаратов.
Результаты исследования и их обсуждение
Полученные результаты проведенных нами исследований совместно с НИИ медицинской приматологии на основе производных микроводоросли Chlorella vulgaris (штамм ИФР С № 111), легли в основу нового методологического подхода к массовому оздоровлению и восстановлению здоровья населения на основе производных микроводоросли «Живая хлорелла», «Живых непатогенных пробиотических продуктов» и фитопродуктов Черноморского побережья Кавказа». Доказанный на доклиническом уровне и на клинических примерах практического внедрения разработанной рецептуры БАД с использованием производных микроводоросли «Живая Хлорелла», «Живых непатогенных пробиотических продуктов» и фитопродуктов Черноморского побережья Кавказа» и методике персонифицированного подхода к сохранению здоровья спортсмена в тренировочном, соревновательном и восстановительном этапах – открывает путь к дальнейшим разработкам по производству БАД пищевых концентратов и фармакологических форм препаратов. На настоящий момент нами разработаны и готовятся к практическому внедрению глазные капли, обёртывания для СПА, концентраты для ванн и гели для накожного применения [6].
Эксперимент по изучению свойств планктонного пресноводного штамма микроводоросли Chlorella vulgaris ИФР № С-111 и её производных продолжен в рамках пилотного исследования влияния производных концентрата «Живая хлорелла» на состояние здоровья приматов разного возраста совместно с НИИЭПиТ АНА в Абхазии в 2018 г. Проведен анализ первичных результатов исследования изучения свойств а микроводоросли Chlorella vulgaris ИФР № С-111 и влияния производных концентрата «Живая хлорелла» на состояние здоровья приматов разного возраста, влияние рецептуры, концентрации и плотности на организм здоровых приматов разного возраста. Определены возрастные особенности физиологических, эндогенных и гематологических индикаторов реагирования организма и перспективные направления разработки БАД и технологий безопасного питания. Полученные результаты данного исследования доказывают актуальность проведения дальнейших исследований в следующих направлениях: создание БАД и фармсредств на основе производных хлореллы в комбинации с фитопродуктами соматической направленности; создание экологически чистых, безотходных хлорелловых агротехнологий, для обеспечения населения безопасным питанием.
Организационно-экологические аспекты рационального использования «Курортных зон» в обеспечении безопасным питанием
Доказано, что ряд важных и особо ценных биологически активных веществ, образующихся в растениях, способны сохранять свои свойства только в живой клетке. Биохимический состав биомассы клеток хлореллы (355 веществ) и культуральной среды хлореллы (312 веществ) содержит огромное количество биологически активных веществ. Н.И. Богдановым и М.В. Куницыным предлагается использовать планктонный штамм Chlorella vulgaris ИФР № С-111 (SU 1751981, C12N 1/12, 10.02.1997) с высокими бактерицидными качествами. Именно этот штамм и культивируется нами, так как именно он, в отличие от других широко известных штаммов, способен обеспечить наличие живых клеток в препаратах, что и обеспечит более высокую эффективность при его применении. Неоспоримое преимущество пресноводных планктонов перед другими штаммами доказано не только в наших исследованиях.
Хлорелла является признанным на мировом уровне профилактическим средством предупреждения заболеваний, вызванных употреблением рафинированных продуктов, загрязнением окружающей среды и нехваткой нутриентов в рационе. Огромный исследовательский интерес учёных всего мира к хлорелле определяется, прежде всего, богатейшим составом всего спектра биологически активных веществ и высокой их концентрацией. Полученные результаты проведенных собственных исследований легли в основу нового методологического подхода к массовому оздоровлению и восстановлению здоровья населения и позволяют рекомендовать комплексное использование экологически чистых биотехнологий на основе производных микроводоросли Chlorella vulgaris (штамм ИФР С № 111), способных обеспечить эпидемиологическую защиту курортных зон и биотехнологии здоровьесбережения», в том числе и в обеспечении безопасности питания курортов.
Растёт актуальность теплиц с гидропонными растворами, состоящими из суспензии зеленой водоросли Chlorella Vulgaris, для выращивания растений и использование суспензии хлореллы в рационах кормления животных, птиц, рыб, оздоровление водоёмов идр. В данное время ведется исследование по возможности утилизации отходов строительной и добывающей промышленности и созданию на их основе коммерческого продукта – сред для гидропоники, удобрений, силами ученых нашей группы и зарубежных коллег. К таким разработкам уже проявлен интерес со стороны промышленников Кипра, ЮАР, Австралии и Новой Зеландии. У нас уже есть добровольцы в реализации проекта «Экополис в деревне», «Экополис в ущелье» с ориентацией на частные туристические подворья и др., что говорит об экологической грамотности местного населения и желании сохранить себя и свою Родину для потомков, а симбиоз с традициями истинно абхазского гостеприимства может стать наглядным примером для мирового сообщества. В Абхазии – общепринятый образ жизни – это традиционное подворье, небольшие фермы, где производятся органические отходы как результат жизнедеятельности. Мы работаем над созданием несложных, основанных на естественных процессах, описанных еще в Библии, технологий безотходной утилизации с помощью нескольких биологических объектов – водоросль хлорелла и специальные черви, утилизирующие твердую часть отхода в безопасное, удобное в использовании удобрение. На таком питании черви размножаются и могут быть использованы хозяином подворья как натуральный корм для рыбы и домашней птицы, а их избыток реализован в аналогичные хозяйства [7, 8]. Таким образом, полностью решается проблема эфтрофикации природной среды и при этом производится полезный, востребованный (коммерческий) продукт. Есть передовые хозяйства в этой сфере, которые не боятся нового и уже работают вместе с нами – деревня Адзюбжа, Жоэкварское ущелье и др.
Выводы
Таким образом, с учетом единичных сообщений в литературе и с опорой на уже полученные собственные результаты разработаны направления для развития эко-проектов, связанных с производством культуры хлореллы:
1. Агросектор. Растения – суспензия хлореллы обогащают почву органическими веществами, улучшающими ее структуру, стимулирует рост полезных почвенных микроорганизмов, способствует накоплению гумусовых веществ, повышает подвижность микроэлементов и содержание свободных аминокислот, улучшает ферментативную активность почвы и коэффициент использования азотных удобрений, нейтрализует вредные примеси в почве, сокращает расход воды для полива, снижает заболеваемость растений, повышает иммунитет растений и их устойчивость при неблагоприятных внешних воздействиях и используется для создания сред для гидропоники. Животные – суспензия хлореллы Chlorella vulgaris нашла широкое применение в животноводстве. Все животные могут использовать хлореллу в виде корма – от простейших, ракообразных и рыб, обитающих в водоёмах, до всех видов наземных животных, в том числе и сельскохозяйственных. В настоящее время идет активная разработка методов использования хлореллы при разведении пресноводной рыбы и раков в опытных прудах [9, с. 70–77; 10, с. 79–82].
2. Утилизация и коммерческое использование отходов добывающей и строительной индустрии, а также рекультивация полигонов твердых коммунальных отходов. В сочетании с обработкой суспензией хлореллы тонкодисперсные отходы добывающей промышленности и строительства (в отвалах или материал, образовавшийся после очистки в прудах-отстойниках) может служить искусственным грунтом и/или субстратом для выращивания растений. Теплицы и небольшие участки могут быть созданы в непосредственной близости к месту образования отходов, что удешевляет логистику и превращает эти отходы в коммерческий продукт. В отношении полигонов суспензия может использоваться для рекультивации материала тела свалки и особенно для обработки органических отходов в сочетании с другими биологическими агентами (например, создание биокомпоста с использованием червей и хлореллы). В сочетании с разработкой мини-тепличных хозяйств, такой подход может применяться при планировании и управлении участками добычи, рекультивации отвалов и полигонов [11].
3. Для человека. Разработка и производство полезных оздоровительных напитков, основанных на минеральных водах с различными характеристиками и суспензии живой хлореллы. При этом утилизируются те микроэлементы, которые входят в состав различных природных минеральных вод для роста и развития биомассы хлореллы. Таким образом, используются уникальные качества природных минеральных вод в каждом регионе. Перспективны разработки, сочетающие суспензию хлореллы с компонентами минеральных вод и биоактивных добавок. Производство биологически активных веществ БАВ (клеточные технологии), биологически активных добавок) БАД, косметологической продукции и фармсредств на основе производных микроводоросли живая хлорелла (штамм С-111) и продуктов, выращенных на ней (животных, растений, аква-культур, маре-культур). Открытие оздоровительных центров, основанных на фито-эндоэкологической реабилитации (на продуктах хлореллы).
4. Для круглогодичной загрузки санатория предлагается внедрение методики «Индивидуальное фитоэкологическое оздоровление (ИФЭО)», основанной на собственных разработках, обеспечивающих высокий процент результативности внедрений.
В настоящее время на базе НИИ ЭПиТ АНА уже запущено собственное экспериментальное производство суспензии микроводоросли хлорелла. Продолжаются исследования на приматах и других животных питомника по эффективности применения продуктов на основе микроводоросли хлорелла в профилактике и лечении социально-значимых заболеваний. Создан уникальный оздоровительный напиток на основе природных минеральных вод. Исследования по всем отмеченным выше направлениям продолжаются и имеют положительные тенденции в предварительных результатах, которые будут проанализированы и опубликованы по мере окончания запланированных по срокам экспериментальных циклов. Наш проект ведет к широкому международному сотрудничеству, взаимному обмену опытом, знаниями, традициям. Мы надеемся представить миру абхазию – страну души – как истинный образец «зеленого» экологического развития курортов. Симбиоз с традициями истинно Абхазского гостеприимства может стать наглядным примером сотрудничества, дружбы и экологического познания для мирового сообщества.