Исследование влияния различных видов бытовых отходов на окружающую среду

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Юдин Д.А. 1Юдин Т.А. 1

---

1МБОУ СОШ № 12 г. Пятигорска

Закомерная Н.В. 1Алиева Е.А. 1

---

1МБОУ СОШ № 12 г. Пятигорска

Работа в формате PDF

1.3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение.

Задумывались ли вы что вы выбрасываете и насколько автоматически отправляете все ненужное в мусорное ведро? Мы разобрались на примере класса насколько ребята сознательно подходят к мусорным отходам. Для популяризации вопросов охраны окружающей среды мы провели ряд экспериментов и разобрались: что можно выбрасывать, что опасно выбрасывать.

Актуальность темы сложно переоценить, ведь загрязнение мусором — это одна из главных экологических проблем современности. С каждым годом Земля все сильнее покрывается отходами и все большие площади отводятся под свалки. [7] Это касается каждого жителя нашей планеты и каждый из нас влияет на экологию планеты. В результате бытовые отходы влияют на жизнедеятельность организмов, в том числе и на человека.

Цели: определить влияние бытовых отходов на рост базилика, водного растения Ряска малая и на развитие головастиков.

Задачи:

• Провести опрос одноклассников, чтобы выяснить их знания о вреде опасных бытовых отходов.

• Провести три эксперимента. Первый - выращивание базилика в почве с разными видами отходов: батарейки, чайные пакетики, органические отходы, нефтепродукты. Второй – развитие головастиков в воде с теми же видами отходов. Третий – выращивание водного растения Ряска малая в воде с теми же видами отходов.

• Сделать обоснованный выводы и донести его до максимального количества людей.

Объектом нашего исследования является процесс влияния отходов на растения и земноводных, а предметом – результат воздействия отходов на рост растений и развитие земноводных.

Гипотеза: органические виды отходов будут усиливать рост растений и ускорять развитие земноводных, а другие будут угнетать рост растений и замедлять развитие земноводных.

В ходе исследования были использованы методы: теоретические (анализ литературы); эмпирические (анкетирование, наблюдение, эксперимент, сравнение).

Характеристика личного вклада учеников: авторы самостоятельно выполнил информационный поиск и анализ литературы. Совместно с научными руководителями сформулировали цель и задачи исследования. Самостоятельно провели опрос и выполнили все эксперименты, исследовано влияния различных видов бытовых отходов на окружающую среду, установлено разное негативное влияние отходов, выявлены признаки влияния отдельных видов отходов на окружающую среду. Авторами лично написаны все разделы исследования. Совместно с научными руководителями обобщены результаты проведённых работ, сформулированы выводы и даны рекомендации по обращению с отходами.

Основная часть

Экологические факторы

На нашей планете обитает несколько миллионов видов живых существ. Они взаимодействуют друг с другом и с окружающей их неживой природой и составляют устойчивую и сложноорганизованную систему, сложившуюся в процессе длительного развития — эволюции живой природы.

Отдельные свойства и компоненты среды, воздействующие на организмы, называют экологическими факторами.

Экологические факторы делят на три группы: абиотические (температура, освещённость, плотность, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, рельеф местности, течение, ветер), биотические (взаимоотношения живых организмов и их влияние друг на друга) и антропогенные. Именно последнюю группу мы и будем рассматривать. Антропогенные факторы – это все виды деятельности человека, оказывающие воздействие на живые организмы и на окружающую среду.

Проблемы мусора

История мусора началась вместе с активной хозяйственной деятельностью человека. Несмотря на то, что эта проблема стала глобальной только в 21 веке, её корни спрятаны в веках.

Вплоть до 19 века такого количества мусора не было. Люди использовали только натуральные материалы, которые быстро разлагались и не наносили вреда окружающей среде.

Однако в 19 веке началось резкое развитие промышленности. На Земле начали копиться синтетические отходы, разлагающиеся больше 1000 лет.

Проблемы, связанные с отходами:

Главная проблема мусора — в его количестве. Человечество генерирует огромное количество отходов, которое не в состоянии переработать.[7]

Через 30 лет мы можем утонуть в мусоре. По данным Счетной палаты, в 2019 году в России было образовано около 65 млн твердых коммунальных отходов (ТКО). Каждый год объемы растут на 1-2%, и к 2050 году россияне будут выбрасывать 100 млн т мусора ежегодно. [11]

Проблема отходов не только в занимаемых площадях, но и в загрязнении окружающей среды. Отходы, хранящиеся на полигонах, постепенно разлагаются под воздействием прямых солнечных лучей. В процессе такого разложения на свалках накапливается: метан, углекислый газ, фильтрат и другие. Батарейки же очень опасны для природы своим содержимым: в них содержится никель, литий, марганец, цинк, свинец, кадмий, ртуть.
Использованные батарейки обязательно нужно правильно утилизировать. На данный момент в России три завода по утилизации батареек: в Ярославле (НЭК), Челябинске («Мегаполисресурс») и Петербурге («Меркурий»).

Токсичные соединения попадают в воздух, воду и почву. Они вызывают удушье, проблемы с дыхательной системой, приводят к возникновению хронических заболеваний.

Как можно решить мусорную проблему? Один из способов – раздельный сбор мусора и его сортировка. Раздельный сбор мусора официально внедрён во многих европейских странах. Жители приучены выкидывать органические отходы в одно место, а пластик, стекло, батарейки и аккумуляторы отдельно, отвозя их в специальные пункты приёма.

Все это помогло наладить государственную систему сортировки отходов. Мусор не накапливается единой кучей на полигонах, а делится на категории, после чего перерабатывается.

Еще один способ – отказ захоронения или мусоросжигания. Сжигание или захоронение — самые небезопасные способы утилизации отходов. Вместо этого лучше использовать вторичную переработку. Если мусор можно использовать повторно, он должен отправляется на специальные заводы. Вторичная переработка — решение проблемы замусоренности и чрезмерного потребления.[7] Из пластика или стекла можно сделать новую тару, резина используется в качестве покрытия для стадионов, бумага тоже может использоваться повторно.

Эксперименты

Исследование №1 – социологическое исследование (анкетирование)

Во второй четверти 2022/2023 учебного года мы разместили пункт приема различных видов отходов для переработки и утилизации в школе №12 города Пятигорска. Мы принимали использованные батарейки, макулатуру, пластиковые крышки. Все оформили в стойку и разместили справочные материалы о важности вторичной переработки. Сначала стойка пустовала. Мы провели анкетирование учеников 4В класса. В рамках исследования было опрошено 33 школьника. Анкетирование было анонимное, сплошное (опрошен весь класс) и групповое (раздали пустые листочки для ответов каждому респонденту, исследователь озвучивал вопрос и ребята записывали ответ).

Анкетирование было совмещено с небольшой лекцией об опасности отходов. Часть вопросов было задано до лекции, а часть после.

Вопросы до лекции:

1. Знаете ли вы, что батарейки вредны для природы? Ответ: да/нет.

2. Что вы делаете с использованными батарейками? Ответ сформулируйте сами.

3. Сортируете ли вы мусор? Ответ: да/нет.

Вопрос после лекции:

4. Что вы будете делать с использованными батарейками теперь? Ответ сформулируйте сами.

Рис 2

Результаты анкетирования представлены в виде круговых диаграмм:

С такими небольшими лекциями мы прошли по всем классам начальной школы (20 классов) и нескольким классам средней школы. Такая просветительская работа быстро принесла результаты, в итоге за полгода мы собрали:

• 73,85 кг батареек;

• 583,8 кг макулатуры;

• 1,75 кг пластиковых крышек.

В 2022/2023 учебном году количество учащихся в школе составляло 1326 человек. Вместе мы спасли от загрязнения территорию площадь 7,4 га, это примерно 7 футбольных полей, на такой территории проживает 3 700 ежиков и 3 700 000 дождевых червей.

Проанализировав данные, мы сделали вывод, что ребята в целом знают о вреде батареек, но до конца не понимают, как именно они вредят и что нужно делать с использованными батарейками.

Чтобы показать наглядно мы приступили к следующему эксперименту.

Эксперимент 1 влияние разных видов отходов на рост базилика

Даты проведения эксперимента 13.07.2023 – 10.09.2023.

Использовали семена двух видов: Базилик фиолетовый и Базилик зеленый. Эксперимент проводился с помощью Аэрогидропонной системы Умный сад HGS-30 с светодиодной фитолампой полного спектра, мощностью 24W.Семена на смоченных водой почвогубках проросли и достигли высоты 1см за 9 дней. Потом мы рассадили их в 5 подписанных прозрачных контейнеров. В каждом контейнере сформировали кустик зеленого и кустик фиолетового базилика.

Контейнер № 1 – контрольный, использовался только гидрант (камни) и грунт.

Контейнер № 2 с использованными чайными пакетиками.

Контейнер № 3 с органическими отходами (кожура от банана и огрызок яблока).

Контейнер № 4 с отработанной батарейкой, батарейку предварительно замочили в воде до образования эрозии.

Контейнер № 5 только с гидрантом и грунтом, планировалось вводить маленькие дозы керосина; 0,4мл в день. Контейнер №5 переместили в другую комнату, чтобы исключить влияние керосина на другие растения.

Опыты проводились в комнатных условиях при средней температуре воздуха 26 °C. Полив растений осуществлялся дистиллированной водой через день. Рядом с растениями был установлен смартфон, который в течении всего периода вел фотосъемку. Результат – фоторолик, можно посмотреть по ссылкам: https://disk.yandex.ru/i/ov9RMyRaKA7vhA, https://disk.yandex.ru/i/aIbefnjJViZbsg, https://disk.yandex.ru/i/KPEQ5j-AoreAIA .

Результаты эксперимента сведены в таблицу № 1:

Таблица 1

Эксперимент 2 влияние разных видов отходов на развитие головастиков

Даты проведения эксперимента 22.07.2023 – 10.09.2023.

Головастиков мы отловили в засыхающей луже и 23 дня они жили в одном контейнере, чтобы удостовериться в жизнеспособности всех особей. В ходе эксперимента были использованы измерительные приборы: TDS Meter 3 (Измеритель качества воды TDS метр/солемер) и PH метр. Принцип действия TDS-3 основан на прямой зависимости электроводности раствора (силы тока в постоянном электрическом поле, создаваемом электродами прибора) от количества растворенных в воде соединений (parts per million, ppm; 1 ppm=1мг/л). Прибор производит электроны, создающие в жидкости электрическое поле. Затем он фиксирует количество ионов солей и других веществ, поскольку именно они влияют на силу тока в жидкости. Все данные исследования отображаются на дисплее. Благодаря проведённым исследованиям за секунды получают точные данные о составе воды и степени её насыщения солями. TDS метр позволяет измерять концентрацию примесей в воде. Таким образом, получается, что измерительное устройство подсчитывает число примесей в одном литре воды в миллиграммах.[11]

Подготовили контейнеры и в каждый пересадили по две особи:

Контейнер № 1 – контрольный.

Контейнер № 2 – с использованными чайными пакетиками.

Контейнер № 3 – с органическими отходами (кожура от банана).

Контейнер № 4 – с отработанной батарейкой. 

Контейнер № 5 – в который планируется ввести керосина в объеме 0,2 мл. (примерно 4 капли).

Рис 4

Результаты эксперимента сведены в таблицу № 2:

Таблица 2

Эксперимент 3 влияние разных видов отходов на рост Ряски малой

Даты проведения эксперимента 13.08.2023 – 09.09.2023.

Ряска малая – многолетнее водное растение, вид рода Ряска (Lemna) подсемейства Рясковые семейства Ароидные. Ряска способна быстро и эффективно очищать загрязнённые водоёмы от нитратов и фосфатов. В процессе фотосинтеза она выделяет большое количество кислорода и поглощает растворённый в воде углекислый газ. Особенно хорошо ряска справляется с загрязнением водоёмов отходами животноводства, ибо очень быстро увеличивает свою биомассу в богатой органикой воде. [10]

Кислотность практически не важна, но слишком больших перепадов допускать нельзя. Растение может приспособиться к параметрам рН 5-8, но при слишком низких или слишком высоких показателях оно останавливает рост и может погибнуть.

В ходе эксперимента были использованы измерительные приборы: TDS Meter 3 (Измеритель качества воды TDS метр/солемер) и PH метр.

Подготовили контейнеры:

Контейнер № 1 – контрольный.

Контейнер № 2 – с использованными чайными пакетиками.

Контейнер № 3 – с органическими отходами (кожура от банана).

Контейнер № 4 – с отработанной батарейкой. 

Контейнер № 5 – в который планируется ввести керосин в объеме 0,2 мл. (примерно 4 капли).

В контейнеры мы поместили ряску, чтобы она занимала 50% площади поверхности.

Рис 5

Поместили равное количество Ряски малой в каждый контейнер.

Заключение

Результаты, выводы и рекомендации

Самое быстрое и крайне губительное влияние оказал керосин во всех экспериментах: ряска погибла через 12 минут после введения 4 капель, головастики через час, рост базилика замедлился сразу и в течении 26-27 дней растения погибли. Органика и чайные пакетики в почве не показали явно положительного эффекта. Рост был, примерно, как у контрольных растений. Сами листья были тоньше, меньше, менее насыщенными по цвету. На наш взгляд получилась слишком большая концентрация удобрений, что привело к переизбытку питательных веществ и плохо отразилось на рост и развитие.

Для головастиков органика и чайные пакетики так же оказались губительны, на наш взгляд органика сильно меняет кислотность и чистоту воды, что важно для развития головастиков. Банан – щелочной продукт, по нашим тестам кислотности видно, что он понизил кислотность и в воде, и в грунте.

Использованная батарейка сравнима с бомбой замедленного действия: губительно действие неизбежно, но проявляется не сразу, нужно время на коррозию металлического корпуса и высвобождению всех ядов. Ушло 3 дня чтобы головастики погибли; 28 дней, чтобы погибла ряска и 50 дней, чтобы засох базилик.

В итоге наша гипотеза была не полностью подтверждена. Практическим путем мы выяснили, что лучше не вмешиваться в природную среду, для использования органических удобрений должны быть показания и точный расчет дозировки, а нефтепродукты и использованные батарейки ни в коем случае не выбрасывать, а правильно утилизировать. Любой мусор опасен и несет вред окружающей среде, а значит и нам. Но есть возможность использовать мусор с пользой. Необходимо учится правильно его сортировать, утилизировать и вводить это в привычку.

Научные доказательства

Данные, полученные в ходе эксперимента, подтверждают закон толерантности Шелфорда, лимитирующим фактором, ограничивающим развитие организма, может быть как минимум, так и максимум воздействия экологического фактора.[9] Избыток какого-либо экологического фактора может оказывать такое же негативное влияние на развитие организма, как и его недостаток. Факторы, препятствующие нормальному развитию живого организма из-за их избытка или недостатка по сравнению с потребностями, называются лимитирующими.

Обобщая результаты всех экспериментов, мы увидели, что скорость отрицательного влияния мусора на земноводных и на растения - разная. Не все организмы имеют одинаковую скорость адаптации к изменению условий среды. Наше исследования показали, что земноводные быстрее и более остро реагируют на изменение условий окружающей среды. И пределы выносливости у земноводных уже, чем у растений.

Список использованных источников и литературы

1. Гальперин М.В. Экологические основы природопользования. – М.: Инфра-М, 2003. – 256 с.

2. Ершова М. Скажи «НЕТ» пластику. – М.: Эксмо, 2019. – 128 с.

3. Перельман Я. И. Занимательная физика: книга 1. – М.: Концептуал, 2020. – 224с.

4. ПотрекийЯ.Д. ZERO WASTE CHALLENGE. 155 шагов к осознанной жизни. – М.: Бомбора, 2020. – 246с.

5. Тятте А. Моя планета — мой дом. – Ростов н/Д: Феникс, 2022. – 64 с.

Интернет-ресурсы:

6. Анализ почвы в домашних условиях – URL: https://единоличник.рф/stati/ogorod/analiz-pochvy-v-domashnih-uslovijah.html (дата обращения: 26.08.2023)

7. Глобальная экологическая проблема мусора и способы её решения – URL: https://nemusorim.com/musor/ekologicheskaya-problema?ysclid=ll28qiq0ps793749391 (дата обращения: 26.08.2023)

8. Диагностика проблем растений по внешнему виду – URL: https://agrodom.com/advice/diagnostika-problem-rasteniy-po-vneshnemu-vidu/ (дата обращения: 26.08.2023)

9. Основные законы воздействия экологических факторов на организмы. Лимитирующие факторы – URL: https://www.yaklass.ru/p/biologia/11-klass/osnovy-ekologicheskikh-znanii-6844047/adaptatcii-organizmov-k-usloviiam-sredy-sushchestvovaniia-6844048/re-c55ebb2c-b024-44d4-b1d3-9d005d86301b?ysclid=lluik6ubdu523020981

9. Ряска малая – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D1%8F%D1%81%D0%BA%D0%B0_%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D0%B0%D1%8F (дата обращения: 26.08.2023)

10. Через 30 лет мы утонем в мусоре – URL: https://trends.rbc.ru/trends/green/6086905c9a794780b23dd3ae (дата обращения: 23.08.2023)

11. TDS метр: принцип работы, использование, характеристики, уход – URL: https://oskada.ru/analiz-i-kontrol-kachestva-vody/tds-metr-princip-raboty-ispolzovanie-xarakteristiki-uxod.html (дата обращения: 23.08.2023)