Екологічний проект «Біотехнологія переробки відходів життєдіяльності»

Екологічний проект

 «Біотехнологія переробки відходів життєдіяльності»

Виконавець – Кулаков Данило  Сергійович , учень 10 кл

Павлоградської ЗШ №11

Керівник – Морозова Любов Миколаївна, вчитель біології

Павлоградської ЗШ №11

Консультанти – Слюсаренко Владислав Олександрович, вчитель географії                        Чуркіна Наталія Володимирівна, вчитель біології

Агзамова Галина Геннадіївна, вчитель хімії

Павлоградської ЗШ №11

   Проект присвячено актуальній  проблемі сьогодення – забруднення навколишнього середовища. Даний матеріал являє собою науково-дослідницьку роботу з екології, у якій розкриваються теоретичні та практичні аспекти прикладної біотехнології. Метою проекту є вивчення проблеми твердих побутових відходів; виявлення структури відходів; розгляд можливих варіантів зменшення відходів на побутовому рівні, методи корисного використання відходів органічного походження. На теоретичному рівні досліджується можливість повторного використання стічних вод, створення замкненого циклу в умовах приватного будинку. У проекті підводяться деякі підсумки екологічного дослідження – виявлено кількість відходів різного походження, за умови сортування сміття. Це є закликом до органів державного рівня про необхідність сортування та переробки відходів у масштабах країни!

    Зрозуміло, що не можливо говорити про глобальні проблеми, не звертаючись особисто до кожної людини! Тому важливою віхою роботи є взаємодія школярів з жителями міста. Діти залюбки провели роз’яснювальну роботу серед населення.

   Робота має міждисциплінарний та творчий характер, про що свідчать додатки (графіки, таблиці, схеми).

    Проект довгостроковий. Виконання поставлених цілей можливо за умови наступності поколінь. Тому доцільно до роботи залучати школярів середньої ланки.

  Є надія, що ідеї проекту буде реалізовано у житті українського суспільства.

Об’єкт дослідження – комплекси життєдіяльності людини: соціального (школа) та побутового (житлове приміщення –  будинок/квартира) призначення.

Предмет дослідження – можливість впровадження біотехнологій переробки відходів побутового походження, націлених на збереження природних ресурсів.

Мета екологічного проекту

•   Виявити можливості повторного використання цінних і корисних речовин, що містяться у відходах, зменшуючи цим загальну кількість сміття.
•   Запропонувати біотехнології використання відходів побутового походження.
• Сприяти розвитку екологічного мислення громадянського суспільства.

 Завдання проекту

1. Вивчити літературу з проблеми побутових відходів.
2. Дослідити кількість відходів у комплексах соціального  та  побутового призначення.
3. Вивчити технологію циклічності води у просторі житлового комплексу.
4. Запропонувати технології переробки відходів.
5.  Виявити пункти прийому та переробки вторинної сировини у місті.
6. Провести просвітницьку роботу серед школярів та жителів мікрорайону. 

   Після вивчення теоретичної частини, де учні були ознайомлені з основними способами переробки відходів, було обрано найбільш прийнятні для експерименту технології. Відразу ж група приступила до практичної частини – втілення проекту.

Спираючись на вивчений матеріал та враховуючи умови і  можливості міста Павлоград, помітно, що ми взмозі поки що підіймати екологічно-освітній рівень населення, починаючи з школярів; сортувати сміття; компостувати відходи органічного походження.

Етапи практичної частини.

•             Розрахунки кількості відходів органічного походження вдома (сім’я з 3 осіб) та у шкільній їдальні.
•             Створення компостної ями для відходів органічного походження зі шкільної їдальні.
•             Заселення компостної ями дощовими черв’яками, міцелієм печериць.
•             Просвітницька діяльність учнів, населення.

Інформаційно-агітаційна кампанія.

    Багато людей досі не замислювалися над тим, що наша планета скоро потоне у відходах. Тому ініціативною групою Юних екологів ЗШ №11 м. Павлограда  було проведено виступи серед школярів на тему «Мільйони в сміттєвому кошику»; розклеєно на дошках оголошень інформацію для населення про найближчі місця прийому вторинних матеріалів; встановлено таблички з агітаційними листівками біля сміттєвих контейнерів з проханням не кидати сміття поруч та роз’яснення необхідності сортування сміття. Звернувшись до людей таким чином, діти намагаються достукатися до їхньої свідомості,  розуму, серця.

Одним із завдань проекту було виявлення пунктів прийому та переробки вторинної сировини у місті. Діти розклеїли листівки з корисними адресами найближчих пунктів прийому вторинної сировини міста Павлоград.

Розрахунки кількості відходів.

Згідно методики «Домашній аудит «Відходи» [V.1.] волонтерами з групи Юних екологів ЗШ №11, була проведена оцінка кількості та складу відходів , що викидається сім’єю з 4 осіб за тиждень, місяць, рік. Сміття сортували, а потім зважували. У дослідженні прийняли участь 5 сімей. Результати досліджень наглядно  наведено у гістограмах № 1, 2, 3, 4, 5.

Виходячи з отриманих результатів, можливо розрахувати кількість відходів на одну людину: за тиждень -  5595/4 = 1399 гр., за місяць – 5595 гр., за рік – 67140 гр.

Зараз у місті Павлограді проживає 112 тисяч жителів. Якщо провести розрахунки на кількість мешканців міста, то вийде, що за тиждень у місті утворюється 156688 кг сміття, за місяць – 626640 кг, за рік – 7519680 кг сміття!

   Якщо проводити сортування відходів та здавати на вторинну переробку папір та скло, то кількість сміття зменшиться на 30,1 %. Таким чином, кількість сміття у місті за рік складе 5256256 кг. А якщо зібрати відходи органічного походження  та компостувати їх, то кількість сміття зменшиться ще на 34,5% та складе 3442847 кг. (Гістограма 6).

Створення компостної ями для відходів органічного походження зі шкільної  їдальні.

Виходячи з розрахунків II.1.2.2. слідує, що зі шкільної їдальні за тиждень буде накопичуватися  в середньому 35кг відходів органічного походження, т за місяць – 35*22=770 кг, за рік – 770*10=7700кг. Очевидним є те, що накопичення органічними рештками буде постійним, тому за попередньою згодою з адміністрацією школи розпочалося будівництво компостної ями Яму збудували самі учні, неподалік від виходу з їдальні, у за межами санітарної зони.

Заселення компостної ями дощовими черв’яками, міцелієм печериць.

Заселення міцелієм печериць також доцільно проводити весною. 3 сім’ї, що брали участь у експерименті (погодилися на дослідження сміття на його кількісний та якісний склад) та проживають у приватному секторі також зацікавилися проектом і зголосилися закупити міцелій гриба для висадки на компостних ямах у себе вдома та на території школи. Вартість одного комплекту міцелію – 80-100 грн. Перспектива надалі – вирощування  на присадибній ділянці вдома, на подвір’ї школи печериць з подальшою можливістю споживання цього дорогого продукту (Рис.7)

    Впровадження методу вермикультивування заплановано на весну 2016 р, коли саме буде накопичено органічні відходи та дощові черв’яки будуть у стадії активної життєдіяльності.

Проект повторного використання стічних вод, створення замкненого циклу в умовах приватного будинку

   Технологія обробки стічних вод повинна забезпечити заданий ступінь очистки при мінімальних затратах. У залежності від необхідного ступеня очистки стічних вод і подальшого використання очищених вод можуть бути розглянуті різноманітні технологічні схеми. Традиційною для очистки побутових стічних вод є двохступінчата схема, що включає в себе механічну й біологічну очистку. Очищують побутові стічні води механічним та біохімічним способами, бактерії знищують знезаражуванням (дезінфекцією). Механічне очищення полягає у видаленні завислих і частково колоїдних часток. З цією метою використовують такі споруди:

• решітки — для видалення крупних часток (ганчірки, мочала, папір тощо);
• піскоуловлювачі—для затримання крупних мінеральних домішок (пісок, шлак тощо);
• відстійники — для видалення завислих речовин, мулу.

   Біохімічні методи очистки засновані на використанні особливостей життєдіяльності мікроорганізмів, які окислюють органічні речовини, що

знаходяться у стічних водах у вигляді тонких суспензій, колоїдів або в розчині. Біохімічним методом вдається майже повністю звільнитися від органічних забруднень, що залишилися в стічних водах після механічної очистки, а також значно знизити вміст хвороботворних мікроорганізмів. Біохімічне очищення полягає в тому, що речовини, що ще залишились у воді після механічного очищення за допомогою мікроорганізмів перетворюються на мінералізовані домішки. 

    На сьогодні біологічне очищення стічних вод на біофільтрах і в аеротенках є основним, найбільш ефективним та економічно доцільним методом очищення міських і багатьох категорій виробничих стічних вод.

  В умовах приватного будинку можливо обладнати водозабір(свердловина), систему водопроводу, та очисні споруди. Утвориться замкнений цикл води, що дасть змогу економно використовувати водні ресурси, зменшити витоки до каналізації та створити свою, автономну систему водозабезпечення.

 Результати

   Всі завдання, що було поставлено у проекті – виконано. Так, було досліджено проблему твердих побутових відходів. З’ясовано кількість відходів у комплексах соціального  та  побутового призначення. Виявлено, що у межах міста – це 7 млн тонн сміття за рік! Цей показник можливо значно зменшити  шляхом сортування та переробки відходів різного походження. Загальна кількість сміття може зменшитися в середньому на 30% .  В силах мешканців міста відділяти відходи органічного походження, компостувати їх та навіть використовувати з користю – отримуючи органічне добриво (метод вермикультування), або вирощуючи гриби. Сортування сміття має велике значення у збереженні балансу навколишнього середовища. Якщо кожен житель міста буде проявляти свідомість та здавати у пункти прийому вторинних речовин відпрацьовані батарейки, електричні лампочки, побутову техніку, то небезпека забруднення від токсичних речовин буде значно меншою.

     Питання повторного використання стічної води дає змогу економити водні ресурси. В умовах приватного будинку реально збудувати систему закритого циклу води: водозабір -  водопровід – каналізація – очисні споруди. Перспектива – продумати циклічність води у багатоповерховому будинку, коли стічну очищену воду можна було б використовувати у побутових цілях.

    Серед населення необхідно проводити пропаганду біотехнологій використання відходів побутового походження, що стане запорукою раціонального та збалансованого природокористування.

  Висновки

    На основі вищенаведеного можна зробити висновок, що розвиток біотехнологій є найважливішим фактором еколого-економічного розвитку суспільства, що обумовлене вирішенням значної кількості еколого-економічних проблем, серед яких найбільш актуальними є такі: - проблема ресурсозабезпечення подальшого розвитку суспільства; - виснаження природних ресурсів і вдосконалення структури їх споживання; - проблема накопичення та утилізації відходів; - екологізація виробництва шляхом розроблення безвідходних, маловідходних та очисних технологій; - екологізація продукції, тобто розроблення таких її видів, які завдають мінімального збитку навколишньому середовищу; - проблема забруднення навколишнього середовища; - покращання якості життя. Зважаючи на специфіку біотехнологій, реалізація будь-яких практичних заходів щодо створення і впровадження таких нововведень повинна ґрунтуватися на глибокому теоретичному аналізі закономірностей їх використання, цілісному баченні всіх екологічних та економічних процесів, пов’язаних з їх впровадженням. А це можливо буде лише за умови розвитку екологічної свідомості громадянського суспільства.

* У проекті використані методики з підручника  В. Карамушка, О. Пометун, Л. Пилипчатіна, І.Сущенко «Уроки для сталого розвитку», К. Виданичий дім «Освіта», 2012

1. Л.П. Царик, П.Л. Царик,  И. М. Витенко «Экология», ученик для 11 класса. К: «Генеза», 2011
2. Т.С.Айрапетян КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ З ДИСЦИПЛІН «ОЧИСТКА ПОБУТОВИХ СТІЧНИХ ВОД» Харків – ХНУМГ – 2014
3. Евгений Рихванов. Экологический журнал "Волна" №18(1), 1999. Твердые бытовые отходы. 
4. Біотехнології в екології:  навч. посібник / А.І. Горова, С.М. Лисицька, А.В. Павличенко, Т.В. Скворцова.–Д.:Національний гірничий університет, 2012. – 184 с.
5. Мельник И.Н. Вермикультура: организация хозяйства, технология разведения червей и производство биогумуса / И.Н. Мельник, И.П. Карпец // Зерновые культуры. – 1998. – № 1. – С. 6–8.