VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Утилизация пищевых отходов в домашних условиях
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В каждой квартире есть ведро или пакет для мусора. В них мы складываем все отходы, которые образуются в доме. Ну, а потом выносим пакет в контейнеры на улицу (Приложение 1.1), которые каждое утро разгружает машина и увозит мусор горожан на свалку. Мне стало интересно, что происходит с мусором на свалке.
Вы знаете, где находится городская свалка? Я не знала. Попросила родителей отвезти и показать. Оказалось, это большая территория, на которую машины привозят мусор, а бульдозеры разравнивают и трамбуют его.
В тот день, когда мы приехали к городской свалке, на ней было небольшое задымление (Приложение 1.2). И запах вокруг стоял очень неприятный.
На свалке часто случаются возгорания, в конце 2018 года их было два. Их быстро погасили и ущерба жителям они не нанесли. Пострадала природа. Так сказали мои родители.
Почему природа страдает от свалок и возгораний на них? Могу ли я и моя семья как-то помочь природе? С чего начать, чтобы улучшить экологию нашего города?
Я решила разобраться, что я могу сделать для улучшения экологической обстановки нашего города, какие способы утилизации отходов существуют и так ли тяжело приучить себя правильно относиться к отходам.
Актуальность исследования: пищевые отходы в короткие сроки становятся опасными для человека и окружающей среды. Их переработка до начала разложения может решить вопрос загрязнения окружающей среды.
Цель: исследовать компостирование как способ утилизации пищевых отходов в домашних условиях.
Задачи:
1. Изучить способы утилизации отходов.
2. На опытах понять, что происходит с отходами при их утилизации.
3. Выяснить какой способ утилизации пищевых отходов подходит для нашей семьи.
4. Исследовать компостирование как способ утилизации пищевых отходов.
Гипотеза исследования: я предположила, что пищевые отходы можно переработать в полезное удобрение.
Глава 1. Исследование отходов.
1.1. Определение массы образующихся отходов.
Отходы - это продукты, которые образуются в результате деятельности человека и считаются бесполезными или нежелательными.
Все отходы подразделяют на две большие группы: твердые бытовые отходы (ТБО) и производственные отходы. Твердые бытовые отходы, это те отходы, которые образуются у нас дома.
Я решила узнать, сколько отходов образует наша семья за день, неделю, год.
Опыт № 1
Материалы: мусор, пакет, электронные весы
Ход опыта: я взвесила пакет с мусором, который мы выносим в мусорный контейнер раз в день и посчитала сколько будет, если умножить на семь дней, а затем и сколько получиться в год.
ВЫВОД: количество отходов, которые выбрасывает семья из трёх человек в год - более пятисот килограмм.
Отходы разделяют на бумагу, пластмассу, стекло, и пищевые отходы. Бумага, стекло и пластмасса могут очень долго лежать в мусорном баке без изменений, а что происходит с пищевыми отходами, когда мы их выбрасываем?
1.2. Наблюдение плесени под микроскопом.
Опыт № 2
Материалы: пищевые отходы, микроскоп
Ход опыта: я оставила очистки свеклы на открытом воздухе, через пять дней они покрылись белой плесенью, ещё через три дня плесень стала черной. Все изменения я посмотрела в микроскоп.
ВЫВОД: отходы очень быстро покрываются плесенью, которая, если ее тронешь, превращается в пыль и разлетается по воздуху.
Вдыхать запах плесени на продуктах нельзя, споры плесени могут попасть в человеческий организм через органы дыхательной системы и вызвать отравление. Отравление плесенью нарушает обмен веществ, негативно воздействует на иммунитет.
Я обратила внимание, что если мы оставляли фрукт в пакете и забывали про него, то через некоторое время он превращался в кашу с плохим запахом. Я решила посмотреть, что будет, если оставить некоторое количество отходов в закрытой банке.
1.3. Гниение отходов
Опыт № 3
Материалы: пищевые отходы, стеклянная банка.
Ход опыта: я поместила некоторое количество пищевых отходов в банку и поставила ее в теплое место.
ВЫВОД: вид отходов становиться совсем не привлекательный, образуется жидкость, которая называется фильтратом.
Фильтрат обладает очень агрессивными свойствами. Он вымывает из других отходов (например, батарейки) тяжелые металлы и токсичные соединения, такие как кадмий, свинец. Фильтрат легко попадает через почву в грунтовые и поверхностные воды. Загрязненная хоть раз, грунтовая вода на долгое время сама становится источником загрязнения.
Я прочитала что, гниение - это процесс разложения органических веществ под действием микроорганизмов с выделением вредных для человека газов. Я решила посмотреть, действительно ли выделяется газ при гниении.
Опыт № 4
Материалы: пищевые отходы, банка, резиновая перчатка.
Ход опыта: я поместила пищевые отходы в банку, на банку натянула перчатку и оставила банку в тепле.
ВЫВОД: пищевые отходы сгнивают с образованием газа.
Надувшаяся перчатка очень хорошо продемонстрировала, что газ образуется.
На свалках газ образуется при анаэробном, то есть в отсутствии кислорода, гниении, что приводит к формированию свалочного газ, который представляет собой смесь метана и угарного газа. При концентрации метана (5-15%) и кислорода (около 12%) образуется взрывоопасная смесь. Именно из-за свалочного газа начинаются самовозгорания отходов.
Глава 2. Компостирование отходов.
2.1. Способы утилизации отходов.
В развитых странах существует множество способов утилизации бытовых. Самыми распространенными видами являются: мусоросжигание, захоронение, брикетирование и компостирование.
Мусоросжигание заключается в сжигании отходов при очень высоких температурах, которые обеспечат сжигание любого мусора без остатка и с поглощением ядовитых веществ, выделяемых при горении. (Приложение 1.3)
Захоронение (или просто закапывание в землю) является дешевым способом утилизации, требует больших земельных участков, которые потом нельзя будет использовать, так как чтобы их восстановить потребуется намного больше средств и времени, чем при их загрязнении. (Приложение 1.4)
Брикетирование - это новый способ, который требует вначале сортировку мусора, а затем формирование из него брикетов. Затем их хранение на отведенных для этого площадках. Этот способ является ступенью перед переработкой для повторного применения. (Приложение 1.5)
Компостирование - это процесс разложения органической части отходов потребления микроорганизмами. После разложения образуется компост – органическое удобрение, которое в дальнейшем можно использовать. (Приложение 1.6)
Изучив существующие способы, я поняла, что для нашей семьи самым подходящим вариантом утилизации пищевых отходов будет их компостирование.
2.2. Учет образующихся пищевых отходов
Решив для себя, что я могу организовать дома утилизацию пищевых отходов, я начала вести учёт массы тех отходов, которые пойдут на утилизацию.
Опыт № 6
Материалы: пищевые отходы, тетрадь, электронные весы
Ход опыта: я взвешивала все пищевые отходы, которые образовывались у нас дома, и заносила данные в тетрадь.
ВЫВОД: за пять месяцев образовалось больше 18 кг пищевых отходов, которые я не выбросила на свалку, а закомпостировала.
Для того, чтобы компостировать отходы дома, я искала информацию в интернете и узнала, что для правильно процесса требуется помощь микроорганизмов, которые называются эффективными (ЭМ). Очень популярны ЭМ-технология в Японии. С помощью этой технологии там очищают озера, реки, морские побережья.
У нас известны ЭМ-пластик (ЭМ-ведро) и ЭМ-концентраты для компостирования отходов. Их можно купить в интернете.
2.3. Организация системы компостирования
Опыт № 7
Материалы: пищевые отходы, бак для компостирования, удобрения для ускорения компостирования
Ход опыта: мы решили не покупать ЭМ-ведро для компостирования, а сделать подобное сами.
Взяли бак для соления, сделали второе дно с отверстиями, что бы через них проходила жидкость.
В нижней части бака вставили кран для отвода жидкости, которая будет образовываться в процессе компостирования.
Отходы я измельчала ножом и складывала в подготовленный бак. Затем разводила «Байкал ЭМ 1» по инструкции.
И заливала раствором отходы каждый раз, когда закладывала отходы в бак.
Микроорганизмы в растворе «Байкал ЭМ 1» перерабатывают пищевые отходы методом ферментации (биохимический процесс разложения органической части отходов микроорганизмами) в полезное удобрение – компост. Так как отходы как бы маринуются в баке, а не гниют, то они имеют не сильный кисловатый запах.
ВЫВОД: компостирование с помощью эффективных микроорганизмов хороший способ переработать пищевые отходы их в полезное удобрение.
Уже заполненный бак я оставлю для завершения компостирования на месяц. Когда начнётся дачный сезон, мы отвезём его на дачу и переложим в компостную яму, из которой компост можно будет и использовать при посадке рассады.
Глава 3. Трудности, возникшие при проведении экспериментов.
Когда я читала информацию о компостировании отходов, там говорилось, что жидкость, которая образуется в процессе переработки, можно использовать для подкормки комнатных растений. И это был бы ещё один эксперимент в моей работе. Однако запах этой жидкости был настолько ужасный, что пришлось её просто выливать.
Оказалось, что концентрат, который я разводила, был плохого качества или очень старый. Микроорганизмов в нём уже было недостаточно. Вместо процесса компостирования шёл процесс гниения. А неприятный запах давали вещества, которые образуются при гниении – меркаптаны.
Разрешить ситуацию нам помогли работники одного фермерского хозяйства, которые сами делают ЭМ концентрат. Они научили меня, как правильно определять хороший, живой ЭМ концентрат. Он должен иметь легкий дрожжевой запах!
ВЫВОД: не всё получается с первого раза правильно, но если не сдаваться, то можно прийти к нужному результату.
Заключение.
Мои опыты показали, что пищевые отходы на самом деле не такие уж безвредные, если мы их выбрасываем на свалку. А также, что, утилизировать пищевые отходы в домашних условиях не совсем и сложно. Надо только приучить себя делать это.
В ходе работы над проектом «Утилизация пищевых отходов методом компостирования» я сделала много открытий для себя:
организация утилизация пищевых отходов в домашних условиях - это первый шаг к сортировке отходов;
узнала, что есть полезные микроорганизмы, которые могут перерабатывать отходы;
поняла, как правильно планировать и организовывать эксперимент;
переработанные отходы могут приносить пользу.
Гипотеза исследования о том, что пищевые отходы можно переработать в полезное удобрение, подтвердилась.
Следующие мои исследования будут касаться сортировки остальных отходов, образующихся у меня дома и поиск способов их утилизации или повторного использования.
Список использованных источников
Дмитрий Вишневский. Что происходит с мусором? Издательство – «АСТ», 2016 г.
Эрика Файви. Мусорная революция. Свалка о двух концах. Издательство: «Пешком в историю», 2015 г.
Интернет ресурсы:
https://hozyaistvo.com/articles/467-kasha-iz-bokashi.html
http://orgzemledelie.ru/em-texnologii-ili-effektivnye-mikroorganizmy/
Приложения
Приложение 1.1. Вынос мусор в контейнер
Приложение 1.2. Городская свалка
Приложение 1.3. Сжигание отходов
Приложение 1.4. Захоронение отходов
Приложение 1.5. Брикетирование отходов для повторного использования
Приложение 1.6. Компостирование отходов