XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Переработка пластика с помощью живых организмов
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В настоящее время на всей планете наблюдается повышение уровня выбросов, размещение несанкционированных мусорных свалок. Глобальные экологические проблемы тянут за собой цепочку просыпающихся бактериальных инфекций и вторичное заражение животных и человека тяжёлыми инфекциооными заболеваниями. Нам стало интересно, как помочь нашей планете с помощью биологических объектов уничтожить залежи полистерола и пластика. Ответ нашёлся. Ученые обнаружили, что личинки жуков вида Zophobas morio, известные также как зофобасы или «супер-черви», могут питаться кормом из пластмассы — полистирола. Это возможно благодаря микробам в их кишечнике. Хотя данных личинок и жуков используют больше для кормления пауков, лягушек, ящериц нас заинтересовала другая сторона вопроса. Мы решили в домашних условиях провести подобное исследование.
Цель исследования: провести исследование по переработке полистерола в домашних условиях.
Методика исследования: кормление личинок зофобаса полистеролом и подсчёт мг каждый день. Методика определена на основе данных литературы ученых, обнаруживших способность питаться полистеролом жуков данного вида.
Задачи: 1. изучить литературу по теме
2. определит методику проведения исследования
3. провести исследование с подсчётом в мг съеденого полистерола и составить график
4. провести примерные расчёты потребления жуками полистерола во времени расчётом в 1 год.
Объект исследования: жуки вида Zophobas morio
Предмет исследования: полистерол (мг)
Гипотеза исследования: жуки вида Zophobas morio переработают полистерол в течение 1 недели целую упаковку от лапши доширак(1 грамм).
Продукт проекта: презентация
Глава 1: Теоретическая часть
Описание эксперимента учёных по переработке пластика
Ученые разделили «супер-червей» на три группы: первая ела только отруби, вторая — полистирол, а третью не кормили вовсе.
В результате черви, которых кормили отрубями, набрали массу больше всех остальных. Черви, которые ели пластик, также набрали вес, но меньше, чем подопытные в первой группе.
Исследователи не только наблюдали за червями, но и проанализировали кишечные бактерии. У червей, которым давали полистирол, бактерий стало меньше, а также ухудшилось состояние здоровья насекомых.[1]
По этой причине для переработки пластика, автор исследования Крис Ринке предлагает не использовать червей, а имитировать в биореакторах пищеварительные секреты насекомых. Для этого можно использовать бактериальные ферменты в кишечнике червя из каталога, который собрала группа исследователей в ходе эксперимента.[2]
Стадии развития зофобаса.
Личинка вида Zophobas morio
Личинка зофобаса родом из Южной Америки. Взрослая личинка достигает веса 1 грамм. На это у неё уходит до трёх месяцев. После чего личинка зофобаса старается найти уединенное, тёплое и темное место, в котором свернётся колечком, уснёт и начнёт превращение в куколку. На этом путь личинки зофобаса будет завершён.
Червь вида Zophobas morio
Червь зофобас - такое же нетипичное и неправильное название, как и зоофобос, зофобус и так далее. 5
Откуда пошло такое название? Мы думаем, это связано с тем, что в Европейских странах зофобаса зовут Супер Вурм.
Жук вида Zophobas morio стадии развития
Все начинается с кладки яиц. В этом состоянии зофобас пробудет недолго - до 12 дней.
Далее из яйца появляется личинка зофобаса, которая начнёт активно искать корм и развиваться. Примерно через 2-3 месяца личинка достигнет своего максимального размера и перестанет расти.
Личинка постарается найти безопасное, свободное от других сородичей, которые могут её съесть, место и начнёт превращаться в куколку. Это процесс не быстрый, на него у личинки может уйти до 6 недель.
В стадии куколки зофобас проведёт около 3 недель, после чего начнётся её превращение в жука.
Жук - это последняя стадия развития зофобаса. Продолжительность их жизни от 6 до 10 месяцев.[3]
Глава 2. Практическая часть
2.1. Методика исследования
Для провдения исследования были взяты личинки жука вида Zophobas morio и помещены в пластиковый контейнер объёмом 1.2 литра.(Приложение 1 фото 1)
В качестве наполнителя выступила древесная стружка . Обязательно не хвойных деревьев.
Далее к личинкам в контейнер был помещён кусочек полистирола весом
1 грамм.
В течении 24 часов личинки периодически проверялись с момента подачи пластика.
Исходный вес личинок до исследования 348 грамм. В первые 3 часа было заметно, как личинки активно обглодали боковые и верхнюю сторону кусочка пластика.(Приложение 1 фото 2)
После 8 часов начала эксперимента было первое промежуточное измерения личинки съели 150мг пластика.(Приложение 2 фото 3)
Через 24 часа с начала эксперимента личинки съели 300мг полистирола.
Для поддержания хорошего самочувствия насекомых было решено периодически подкармливать их свежей капустой и морковью.
Далее эксперимент продолжается с оставшимся кусочком пластика для проверки за какое время группа личинок съест «переработает» 1 грамм пластика. Исходный вес личинок до исследования 348 грамм. Спустя 3 суток вес стал 367 грамм. При проведении эксперимента выделился неприятный запах
2.2. Результаты исследования.
В итоге проведения эксперимента было съедено 1 грамм пластика за 3-е суток. Наша гипотеза подтвердилась, жук действительно быстро способен переработать 1 грамм пластика. (Приложение 3 фото 4) Менее чем за неделю. (Приложение 4 таблица, график) В перспективе за год по предварительным расчётам жуки способны переработат 365/3=121,6 грамм полистерола. При этом без причинения вреда окружающей среде. А если в каждой семе будет такая коробочка с жуками, то переработка пластика будет проходит гораздо эффективнее. Так за год можно будет переработат килограммы пластика. А если исползовать данных жуков в промышленных масштабах, то переработка пластика будет еще более эфективной и продуктивной.
Заключение
Применение жука вида Zophobas morio может спасти мир от загрязнения если в каждом доме установить контейнер для переработки пластика.
Он займет мало места и будет отличной идеей по спасению планеты.
Цель исследования: провести исследование по переработке полистерола в домашних условиях достигнута.
Гипотеза исследования: жуки вида Zophobas morio переработают полистерол в течение 1 недели целую упаковку от лапши доширак(1 грамм) подтвердилась. Переработка пластика произошла даже раньше 1 недели.
Список источников и литературы
https://trends.rbc.ru/trends/green/62a9be389a794739ac85ee27
Джордан, Роб (29 сентября 2015). "Черви, поедающие пластик, могут предложить решение проблемы накопления отходов, обнаружили исследователи из Стэнфорда". Служба новостей Стэнфорда. Архивировано с оригинала 20 февраля 2021 года. Проверено 21 мая 2020 года.
Аументадо, Доминик. "Сравнительное исследование эффективности личинок Tenebrio molitor и личинок Zophobas morio в качестве агентов разложения пенополистирола". Научные круги. Проверено 5 мая 2020 года.
"Это"ужасный пластик", и эти"супер черви". Новости ABC. 9 Июня 2022 года.
Приложение
Приложение 1
Фото 1 жук вида Zophobas morio в контейнере и пластик. Исходный вес личинок до исследования 348 грамм Спустя 3 дня жук набрал 367 грамм.
Фото 2: Жук вида Zophobas morio спустя 1 день
Приложение 2
Фото 3: вес полистерола до начала эксперимента
Фото 4: Итоговый результат
Приложение 4
Таблица данных по соотношению массы жуков и пластика
|
8часов |
12часов |
24часа |
48часов |
72часа |
|
|
Масса пластика |
0.3 |
0.5 |
0.7 |
0.8 |
1 |
|
Масса насекомых |
351 |
352 |
358 |
360 |
367 |
График соотношения пластика в мг и количества часов, потребовавшихся для переработки пластика