- Кафедра экологии и естествознания

Соколова Ю.А., Юнусов Х.Б. (МГОУ)
ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ВЫЯВЛЕНИЮ РОЛИ ПОЧВЕННЫХ БАКТЕРИЙ В УТИЛИЗАЦИИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
Почвы загрязняются различными химическими веществами, пестицидами, отходами сельского хозяйства, промышленного производства и коммунально-бытовых предприятий.
Поступающие в почву химические соединения накапливаются и приводят к постепенному изменению химических и физических свойств почвы,
снижают численность живых организмов, ухудшают ее плодородие.
Загрязнение почв и нарушение естественного круговорота веществ
происходит в результате применения минеральных удобрений, пестицидов
и выбросов промышленно-бытовых отходов.
Благодаря развитию науки и промышленности человек научился изготовлять более прочные, дешевые и экономически выгодные материалы,
заменяя ими природные. Количество этих материалов возрастает. Упаковочный материал, пластиковые бутылки, резиновые шины и др. бытовой мусор, в большом количестве производится человеком и после использования
разбрасывается повсеместно, что приводит к нарушениям в биогеоценозах.
Редуценты, осуществляющие утилизацию естественных отходов, должны
теперь утилизировать и отходы промышленно-хозяйственной деятельности
человека. А могут ли они быстро, и не нарушая гомеостатическое состояние
экосистемы это сделать, ведь горы мусора накапливается на Земле.
Цель данного исследования: выявить могут ли природные редуценты
в биогеоценозе эффективно утилизировать промышленно-бытовые отходы,
выброшенные человеком в окружающую среду.
Решали следующие задачи:
1. Проанализировать литературные источники на данную тему.
168
2. Отобрать наиболее используемые человеком материалы и определить
скорость их утилизации.
3. Обработать полученные опытным путем данные эксперимента.
4. Информировать о результатах данного исследования и предложить
методы борьбы с мусором.
Бактериям, обитающим в «живой» почве, значительно легче перерабатывать отходы природного происхождения, нежели искусственного.
Материалы, оборудования и технологии.
Различные образцы бытового мусора.
Степень естественной утилизации различных материалов почвенными бактериями.
Контейнеры с живой почвой
Образцы бытового мусора из естественных и искусственных материалов.
Анализ источников информации и полученных данных.
Сравнение результатов работы
1. Закладка опыта по проверке естественной утилизации бытовых
отходов из различных материалов.
2. Анализ полученных данных и подведение итогов.
3. Предложение мер по утилизации отходов.
Как известно в природе утилизацию осуществляют естественные
абиотические и биотические факторы.
Желаем установить, как и с какой скоростью, естественная среда будет редуцировать бытовые отходы, состоящие из различных материалов.
Для этого провели в домашних условиях следующий опыт.
Собрали образцы бытовых отходов (как природных, так и искусственных), которые в большом количестве выбрасываются в окружающую среду
(рис. 1 и слайды в презентации).
169
1
Яблоко
2
Бумага
3
Стекло
4
Полиэтилен
5
Фольга
Рис. 1. Образцы испытуемых материалов.
Внесли в отдельные контейнеры, с живой почвой, данные образцы и
оставили их на некоторый срок, в теплом месте, периодически увлажняя.
Далее, по истечению 3х недель, проверяла состояние этих материалов
в почве. Для облегчения анализа, полученные данные, обобщила в таблицу 1.
Проанализировав полученные данные, пришли к выводу, что образцы,
которые имеют природное происхождения, полностью разлагаются в почве.
170
Это значит, что редуцентам легче перерабатывать такие материалы. А материалы, имеющие неприродное происхождение почти не разлагаются, и долгое время находятся в почве
Таблица 1
Результаты наблюдения в течение трех недель
Материалы/недели
Яблоко
Бумага
Фольга
Полиэтилен
Стекло
1 неделя
2 неделя
3 неделя
Заметны первые
следы разложения:
шкурка почернела и
покрылась плесенью, мякоть стала
коричневой, появился запах гнили.
Из-за хорошего
увлажнения распалась на отдельные
кусочки и «размохрилась» по
краям.
Особо видимых изменений не произошло, только появилась легкая помятость.
Изменений не произошло.
Изменений не произошло.
От всего материала
осталась только сухая шкурка, мякоть
полностью разложилась.
Почти полное разложение материала.
Видны только темные остатки
шкурки.
В почве находятся
едва заметные
остатки бумаги.
Полное разложение. Остатков совсем нет.
Возникла большая
помятость, остальных признаков разложения не наблюдается.
Изменений не произошло.
Изменений не произошло.
Помимо помятости
наблюдается порванность материала.
Изменений не произошло.
Изменений не произошло.
Традиционные учебники, классифицируя полимеры, делят их, прежде
всего, на природные и искусственные - по принципу происхождения. К природным полимерам относят, как правило, те же белки (полипептиды), полисахариды. Используя практически только эти два класса веществ, природа
сотворила великое множество различных полимерных структур, обеспечивающих простую жизнь на Земле.
Принято считать, что природные полимеры не наносят природе вреда,
поскольку, возникая биологическим путем, так же легко разлагаются под
действием естественных факторов: воздуха, воды, солнечных лучей. В от-
171
личие от природных, искусственные полимеры «живут» долго, не разрушаясь и вызывая справедливый гнев природоохранных структур, портя наши
пейзажи и даже убивая ни в чем не повинных животных.
Правда, кроме легко разрушающихся полимеров, природа зачем-то
сконструировала полиизопрен - природный каучук, добываемый из сока гевеи и обреченный на такую же долгую жизнь, как и все искусственные полимеры. Зачем? Какой посыл содержит этот факт для нас? Если белки и полисахариды – сложнейшие в химическом, структурном и пространственном
отношении образования, то природный каучук прост, как полиэтилен. Куда
уж проще! Но ведь полиэтилен природа почему-то не создала. Может быть,
такой продукт был ей не нужен? И тогда правы те, кто гневно обрушивается
на полимеры (искусственные) и призывает нас чуть ли не к запретам на эти
удивительные материалы?
Предметы искусственного происхождения с большим трудом поддаются изменениям.
Стекло, пластмасса, фольга, капрон и другие виды синтетических тканей, фотографическая плёнка, разные виды пластиковых упаковок, пробки
и стаканчики (это было доказано в данном опыте) в почве биологически не
разлагаются. Металлические предметы поддаются переработке, хотя и медленно. Ключ, который пролежит в почве 5 лет, на 90% покроется слоем
ржавчины в 1 мм. Из того, что сделано руками человека, только одна бумага
исчезнет в почве быстрее всего.
Из всего этого следует сделать вывод: органические искусственные
полимеры не утилизируются естественным путем и представляют собой глобальную проблему для человечества.
В ходе данной исследовательской работы выяснили, что почвенные
бактерии утилизируют только естественные органические вещества. Исходя
из этого, перед человечеством стоит глобальная проблема по утилизации
172
искусственных органических материалов. Если человек не научится утилизировать искусственно созданные им материалы, то вся наша планета превратится в большую мусорную кучу. Но мы не хотим этого. А что же делать?
Следует научиться их утилизировать.
Таблица 2
Группа отходов
Пищевые отходы
Бумага
Пластмассы
Опасные
отходы
Металлы
Способы утилизации бытовых отходов
Проблемы и упущенные возможности Пути решения
1. Гниющие пищевые отходы — расКомпостирование и
садник микробов. При гниении выдеотдача на корм
ляются дурно пахнущие и ядовитые
скоту.
вещества.
2. При сжигании могут образоваться
диоксины.
3. Пищевые отходы составляют около
10% от всех отходов.
4. Компост – ценное органическое
удобрение. Возвращаясь в почву, органические вещества улучшают ее состав и плодородие.
1. На изготовление бумаги для нужд
Экономить бумагу,
одного человека расходуется 300 дере- сдавать макулатуру.
вьев.
2. Бумажные отходы занимают около
35% мусорного ведра.
3. Производство и отбеливание бумаги
энергоемко и сопровождается выбросом загрязняющих веществ.
1. Неразлагаемые (срок разложения до Предпочитать то500-1000 лет).
вары и тару много2. При сжигании выделяют яды.
разового использова3. Отходы пластмасс занимают 10% по ния.
массе и до 40% по объему.
4. Препятствуют газообмену в почве и Не покупать товары
водоемах.
в излишней упа5. Запасы природного газа и нефти на
ковке.
планете истощаются.
1. При разложении или сжигании выОграничить испольделяют яды.
зование приборов на
2. Производство ртути, кадмия и др.
батарейках, пользоваться аккумуляторвеществ очень энергоемко.
ными батарейками.
Производство алюминия очень энерго- Сдавать алюминиеемко.
вые банки.
173
Существуют различные методы борьбы с не разлагаемыми веществами, но зачастую они наносят еще больший вред природе (сжигание отходов), нежели в своем обычном состоянии. Вот примеры решения проблем
с отходами (таблица 2.).
Результаты исследований приводит к одному общему выводу: если
люди не осознают важность данной проблемы, то какие бы меры не принимали на государственном уровне, проблема останется нерешенной, ведь она
напрямую зависит от каждого из нас.
Земля - наш дом, а человек оказывает влияние на благополучие всех
существ, живущих на планете.
Литература:
1.
Экология вашего дома. И.А Панкеев, Н.Г. Рыбальский. –
М.:АСТ:Олимп, 2008.- 250, (6) с.
2.
Основы экологического образования. –М.: Экомир, 2012. -200 с.
3.
http://article.unipack.ru (http://article.unipack.ru/30128/?rss=1)
4.
http://fadr.msu.ru/
5.
http://festival.1september.ru
6.
Научно-методический журнал «Естествознание в школе», 2005, № 1,
1-80.
174